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案例:赫伯地热电站
来源:地大热能 2014-05-27

地理位置

赫伯(Heber)位于在美国加州富饶的英皮里尔谷中,人口3000左右,当地居民以农业和畜牧业为生。帝王谷(Imperial Valley)东部边界为科罗拉多河(Colorado River)/Chocolate山脉,西部边界的一部分为索尔顿湖(Salton Sea)/Santa Rosa山脉和Coyote山脉,向南10km为美国-墨西哥边境,北部与科切拉谷(Coachella Valley)相接。
赫伯地热电站地理位置
 

地质背景

赫伯地热田坐落在英皮里尔峡谷(Imperial Valley)中,Imperial Valley与Coachella Valley共同构成索尔顿海槽(Salton Trough),又称为“卡惠拉盆地”- Cahuilla Basin)。索尔顿海槽处在东太平洋洋中脊板缘高温地热带上,是加州湾构造槽地向北往陆地的延伸部分。在两国边界附近沿槽地轴部,基底埋深约6千米。
赫伯地热田所处地层主要为15~30%的孔隙度的晚侏罗世的砂岩, 地热田的盖层为页岩,厚度约600米,页岩以下为热储层,热储岩性为页岩和砂岩呈互层状,厚度约为2400-3000米,而且页岩所在的深度越深页岩就越薄。热流体温度为195℃,1.2km的储层出流处地热流体温度为175~188℃。
赫伯地热电站
赫伯地区地形图
 

地热电站发展历史

1980年代,美国能源署(Department of Energy-DOE)具体参与到与企业公司共同开发地热的商业投资中,选定赫伯作为双循环方式的地热发电的商业项目。由于与临近的地热电厂在地热流体的产出上有相互干扰、以及设备与井的腐蚀问题未很好的解决等问题此项目的尝试未能像预期的那样顺利,以至于在后来项目的主要运营企业决定终止这个项目的进行。
1992年,根据先前的项目奠定的基础,采用的模块化的小机组的集合解决了生产的规模化要求。开展了双循环商业规模发电的第二次工程建设,最终成功运行。
 

地面发电系统

赫伯地热发电是商业规模的双循环发电,采用的模块化的小机组的集合解决了生产的规模化要求项目建成后,满发48MW。工艺流程图如下发电原理图。
发电工作过程:把地热水压入热交换器 ,使热交换器的90%异丁烷和10%异戊烷组成的工质蒸发驱动汽轮机进行发电。用这种方式发 电时地热水不接触汽轮机叶片,可减少直接冲洗中出现的腐蚀问题。但热交换器和工质凝缩器都必须用铁素体不锈钢做成。该发电厂于1985年初开始供应180℃的地热水,速度为每小时270吨,逐步达到实用水平。



赫伯地热电站俯视图  
赫伯地热发电站俯视图
 
 
 
 

赫伯地热发电站发电流程



















赫伯双循环地热发电站发电原理图

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