昆明西门子代理商

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许多地方都可以利用地热能来发电。但是，每个地方都会面临与地震隐患、腐蚀性蒸汽以及其他因素等有关的独特挑战。针对地理条件量身定制的发电厂，可以经济划算地开发这种清洁、可靠的能源。

冰岛具备理想的地热发电条件。

地核温度非常高，达6000℃，与太阳表面温度相当。通过火山、温泉和间歇喷泉等形式，人们可以在地表感受到这种热能的威力。不过，人们可以为有益的目的开发这部分热能，如地热发电。事实上，地热电厂的年总发电量已经超过600亿度。据国际能源署（IEA）发布的数据，地热能仍有巨大潜力尚待开发。到2050年，地热电厂的年总发电量将增至1.4万亿度，占总发电量的3.5%。

然而，在实现这样的增长之前，还需要完成大量改进。而这正是20多年来，Donald Leger一直在为之做准备的事。在西门子旗下子公司TurboCare，Leger从事第三方蒸汽轮机设计和维修优化工作已有很长一段时间。自2012年起，他参与了西门子能源开展的新型地热发电用蒸汽轮机项目。在他的职业生涯中，Leger曾经历过许多地热电厂的建设。并非每个地方都适于进行地热发电。不过，譬如，沿着大陆板块交界处的环太平洋火山带，许多地方的地热发电条件特别好。在这些地方，地球内部的能量很容易上升至地表，造成火山喷发，以及在浅层地壳里形成水温很高的蓄水层，后者可用于发电。

然而，电厂选址还必须满足其他条件。Leger说：“当然，开发地热能的 地点是既拥有接近地表的高温热能，当地又有用电需求的地方。正因如此，美国西海岸、印度尼西亚、菲律宾、冰岛和肯尼亚等都具备特别好的地热发电条件。”

在欧洲，地热发电早已在电能构成中占有一席之地。20世纪初，意大利修建了座地热电厂。现在，德国和瑞士等其他国家也在进行地热发电。问题是，在中欧只有通过钻探极深的地热井，并采用非常复杂的工艺，才能汲取到足够的热水。在瑞士，这样的钻井作业已经导致小型地震，继而招致了 之声。

不论地热电厂建在哪里，其基本工作原理始终相同。向地底深处钻探地热井，直至达到水温很高的蓄水层，这通常是在地下1000米以下的地方。在这个地层中，水压一般在3.5至15巴之间。在压力作用下，地层中的热水沿地热井涌上地表。由此得到的既有流水，也有蒸汽。这些温度高达250℃的蒸汽可以驱动轮机以及与之相连的发电机。待其冷却之后，将利用电泵将这些水回灌到地下高温区。取决于水温，可以利用多种不同的方法来进行地热发电。如果水温较低，约150℃左右，那么一般而言，地热水将在一个封闭循环中通过热交换，将热能传递给沸点更低的有机工质。转化为蒸汽状态后，这种工质将驱动轮机。如果地热水温度较高，那么，来自地底深处的干蒸汽也可以被直接导入轮机。这能提高电厂的总体效率，同时降低发电成本。Michael Barth是西门子首批地热发电用蒸汽轮机开发负责人，他解释道：“我们可以使用温度高达250℃的蒸汽。蒸汽温度越低，所含液态水分越多。我们必须首先清除这些水分，以确保不超过轮机允许蒸汽湿度。我们将这个过程称为‘闪蒸’。大多数情况下，闪蒸需要使用安装在轮机上游的离心机。”

除水分之外，还必须从蒸汽中清除其他物质。这是因为在经层层岩石渗出的过程中，含水蒸汽会吸收硫化氢、其他气体、盐分以及小砾石。位于轮机上游的系统可以清除许多这样的物质，但仍有残余，对于直接使用从地底获得的蒸汽的轮机而言，这是一个重大问题。

相比于常规蒸汽轮机电站使用的蒸汽，来自地底的物质对轮机叶片及地热发电装置的其他组件造成的损害更加严重。这会导致腐蚀和侵蚀，从而降低效率。Barth说：“地热发电用蒸汽轮机内部的磨损程度，由电站厂址的地质条件决定。取决于蒸汽质量，每隔3到10年，必须对轮机进行一次彻底检修。”

就地热发电而言，每个厂址都是 的。必须相应地调整蒸汽轮机、轮机级数和材料。

西门子生产的地热发电用蒸汽轮机能够很好地应对这样的条件——尽管2011年西门子才开始开发地热发电用蒸汽轮机。要知道，西门子可以借鉴其常规蒸汽轮机开发经验，更重要的是，可以汲取旗下子公司TurboCare在维护其他公司制造的地热发电用蒸汽轮机的过程中积累的丰富经验。Leger指出：“从TurboCare公司的维护工作中，我们懂得了如何开发适于在恶劣条件下运行的蒸汽轮机。现在，我们知道该使用哪些材料来限度地减轻腐蚀和侵蚀。”譬如，设计人员使用了耐腐蚀不锈钢来制造轮机叶片。Barth补充道：“根据电站厂址出产的地热蒸汽的化学成分，我们调整了用料，改良了设计。譬如，如果蒸汽具有超乎寻常的破坏力，那么，我们将提高制造叶片所用钢材的含铬量。为了应对极端条件，我们使用了含铬量高达12%的钢材。此外，可能接触到蒸汽的轮机部件均使用了高级钢材，而不是普通钢材。”西门子轮机规格齐全，输出功率从5千千瓦到12万千瓦不等。取决于蒸汽体积和压力，还可以针对项目的特定条件，调整级数和叶片长度。由于来自地底深处的某些物质可能对地表环境有害，因此，必须精心设计电厂及其设备，以处理不可凝气体。其目的是利用电泵，将几乎所有有害物质回灌到地下。

地震前关闭。除恶劣的蒸汽轮机条件之外，开发人员还必须应对另一个主要挑战：地震。凡是火山活动活跃和大陆板块经常碰撞的地方，轻微地震总是不断。正因如此，西门子蒸汽轮机配备了一个自动关断系统，可在出现过度地震活动时，立即安全地关闭轮机。这降低了受损风险，因为在运行状态下，轮机更容易受到外部震动的破坏。电厂地基必须具备抗震性能。尽管存在种种挑战，但在适当条件下，地热发电的回报是丰厚的，因为，它兼具常规电厂和可再生能源发电的优势。与风电场和太阳能电站不同的是，地热电厂可以常年运行，因而可用于满足基本用电需求。

此外，同可再生能源一样，地热发电不会产生燃料费用。然而，地热电厂的规划十分复杂。Leger说：“建造一座燃煤电厂相对容易一些，因为不论所用煤炭来自哪里，都可以根据需要调节其压力和温度。但在规划一座地热电厂时，则必须首先对厂址进行地质勘测，以确保有足够的热能和水源。”然后，开发人员将钻探若干地热井，以获取地热蒸汽或热水。接下来，工程师将根据蒸汽成分、温度及其他参数等，调整轮机。如此建成的地热电厂将是Z经济GX的发电设施之一。事实上，这样的地热电厂已经可与常规电厂一较高下。据金融咨询公司Lazard有限公司计算，地热发电的单位成本约为90美元/1000度电。换句话说，地热发电的成本通常低于太阳能发电。在条件优越的地方，地热发电系统甚至比燃煤发电厂还要经济GX。