[科普中国]-羊八井地热电站

简介羊八井热田地势平坦，海拔4300米左右，南北两侧的山心约在海拔.5500-6000米以上，山峰发育着现代冰川。藏布曲河流经热田，河水为雨雪混合型，以降雨为主，最大流量在100米3/秒以上，最小流量约为1米3秒。年平均水温为5℃。年平均气温2.5℃，最高25℃,最低零下25℃。大气压力年平均为0.6巴。

羊八井热田是一个非常有希望的热田。1975年水利电力部曾组织工作组到西藏进行水利、电力考察。地热小组在羊八井地区作了数十天的实地考察，开展了天然热流量测量、浅孔测温和取样以及地面地质工作等。当时曾用小型取样钻机打至地下5-6米，就获得了103℃的高温热水，即使这样的浅孔还经常发生井喷。实地考察结束后，工作组向自治区人民政府和水利电力部提出报告，建议优先开发羊八井热田。其理由是:

(1)热田蕴藏着丰富的地热资源;

(2)地理位置适中，交通方便;

(3)有较好的冷源条件。

自治区人民政府考虑到拉萨地区用电的迫切性，而拉萨地区又无合适的小水电点，采纳了工作组的建议。

为了查明羊八井热田的地热储量，进行了大量勘探工作，采用了热法、电法、磁法、重力测量、大地电磁法等地球物理勘探方法，并以卫星资料的分析作为补充。按照视电阻率30欧姆·米等值线圈定的热储面积约为14.7平方公里，热田的天然热流量为100000-120000大卡/秒。经勘探证实浅层即地下40-500米深的范围内的地热资源属高温热水型热储，热水的最高温度为172℃。

1976年在拉萨市召开了全国首届地热工作会议第二阶段会议。会议讨论了建设第一个地热试验电站的技术方案。考虑到羊八井地处边远地区，要求机组应能长期安全运行，所以采用了简单可行的、运行成本低的闪蒸法(扩容法)方案。经过五年运行考验，证明采用闪蒸法发电系统是合理的。但是，由于当时提供设计汽轮机的蒸汽参数偏高，因而容量为1000千瓦的1号机组投运后不能满发。为了提高热效率，后来在扩建2、3号机组时(容量为3000千瓦)选定了两级扩容的发电方案，并采取了一些措施，如汽水分开输送等，使电站的热效率达到6%1。

电站设备及系统1.厂址、厂房

经过地质、水文调查，三台机组的厂址均选择在热田地质条件较好的，靠近藏布曲河北岸的一块高台地上。考虑到热田内地震活动频繁，厂房均采用钢结构，按地震烈度8度进行防震设计。

2.生产用热水井

截至1982年底止，用于2x3000千瓦的2,3号机组的生产井共5口，即6,9,10,18, 23号。这5口井的热水平均温度为155-r1650C，井口压力平均为3-4.4巴(绝对)。成井管径有340及250毫米的两种。单井热水产量一般为100吨/时，产量最高的9号井可达到170吨/时。每口井的产汽量，按两级扩容计算汽水比可达15%。

3.蒸汽参数的选择

3000千瓦的2,3号汽轮机是按井口温度140℃考虑，第1次和第2次进汽参数分别选择为1.7和0.5巴(绝对)，其相应的饱和温度约为115和81℃。这里考虑到热田经过开采一段时间后，生产井的压力、温度和产量要下降，在设计汽轮机时留有20%的裕量。

在选择排汽参数时，考虑到两个因素，一是不凝气体在蒸汽中的含量，二是汽轮机始终在湿蒸汽中工作，湿度过大会影响汽轮机寿命，因此，1号机的排汽选用0.08巴，2、3号机为0.09巴(绝对)。

4.热力系统

1号机采用单级扩容循环，原则性热力系统如图1所示。由于1号机主要是承担试验任务，系统较为简单。分离器布置在井口附近，产生的蒸汽通过一根母管输送到1号机厂房，其排水临时排入附近原野，经明渠流入河中。冷却水取自藏布曲河，为直流供水系统2。

地热发电是利用低热烩值的地下热水来发电的。因此应尽可能提高单位热水的发电量。羊八井地热电站的2, 3号机选择了双级扩容循环，其原则性热力系统如图2。井口热水箱的排汽由一根母管送往1、2、3号汽轮机。热水由热水泵增压后由母管输送到厂房北侧的扩容器。冷却水仍取自藏布曲河河水，如果冬季冷却水量不足，可将一部分冷却水排回到上游，经冷却后再次利用。

5.主要设备

(1)1号机组。该机由一台普通的中压

2500千瓦汽轮发电机组改装而成的。其额定功率为1000千瓦，进、排汽压力为4.2和0.08巴(绝对压力)，转速为3000转/分。发电机稍加改造后，可适应高原地区的条件。

汽水分离器为重力离心式;凝汽器则为淋水盘型混合式，布置在标高6.5米的平台上，靠自重排水。真空系统配备了2台射水抽气器，两台40千瓦的射水泵。

(2)2,3号机组。2,3号机组为同型号机组。技术规范如下:

汽轮机为单缸、二次进汽、冲动凝汽式;额定功率为3000千瓦;转速3000转/分;进汽参数为:压力1.7/0.5巴(绝对)，温度115/810C;排汽压力为0.09巴(绝对)，蒸汽流量22.7/22.3吨/时。

凝汽器为淋水盘混合式，布置在标高为6.5米的平台上。凝汽器压力为0.08巴(绝对)，冷却水进水温度为27℃。

射水抽气器为CS-185型，抽气量185公斤/时。两台机组设置3台抽气器，分别配一台射水泵。

蒸汽扩容为两级，采用了立式QFD-3-2型扩容器，工作压力分别为1.8, 0.6巴(绝对)。2,3号机组配的发电机功率为3000千瓦、电压3.15千伏、电流688安，转速3000转/分。

运行情况及主要问题1.运行情况

1号机组于1977年10月投入试运，由于机组振动、生产井结垢等问题，使机组长达一年左右不能正常运行。经水电部组织的技术组进行调试，并试制了空心机械通井器，消除了机组的振动，并可不停机通井。截至1982年4月底，已累计运行30000小时，发电1200万度。

羊八井地热电站的第一台3000千瓦机组(3号机)于1981年10月安装完毕，同年12月与拉萨电网并网运行。机组运行平稳，在3-4口生产井并联供水的条件下，可以满发3000千瓦。3号机系统的缺点是井口热水箱要向空排汽，汽水损失大，降低了热能利用率。因此于工981年9月根据在拉萨召开的羊厂你地热电站论证会的建议，将2号机的系统改为汽、水分送并加以利用的方案，2号机已于1982年11月投运。目前电站用5口生产井提供的热水和蒸汽可使两台3000千瓦机组满发。日发电量最高可达I2万度。

2主要问题

(1)生产井结垢1号机在运行中存在的问题是生产井结垢。垢的成分主要是CaC03，占9600。结垢的速度很快，以致3-5天后生产井的产量就会显著降低。生产井结垢严重的部位一般是在井口以下20-40米之间(如4号井)，其次是分离器及其热水入口管道。目前生产井的除垢采用空心机械通井装置，每天定时通井。这样不影响机组运行，也容易清除井壁上的结垢物。分离器的入口管道除垢则采取每隔2-3个月定期拆除，人工除垢。

(2)设备腐蚀地热发电设备是在强烈的腐蚀介质条件下工作的。经化学分析，羊八井地热流体中含有许多腐蚀性成分，如C₁-H₂S,CO₂等。

1号机组是由普通火电机组改造后用于地热发电的，腐蚀问题更为突出，主要发生在汽轮机低压部分以及真空、抽气系统。为了取得防腐经验，在地热流体中进行了挂片试验、涂片试验，为2、3号机的选材及确定防腐工艺提供了参考数据。

3环境保护

1)羊八井地热电站地热废水量为600吨/时左右，从1981年就已进行小型回灌试验，计划在3-4年内实现大部分废水回灌。

2)关于H ₂ S问题。站内通过轴封抽气器将汽轮机轴封漏汽抽出厂房外，使H ₂ S等有害气体不致滞留于厂房内。

3)关于河水污染问题。几年来，有关部门对藏布曲河河水定期取样分析;对热田的饮用水、生物样品进行定期抽查、检验，以及放射性测定，为保证饮用水的卫生取得了可喜的成绩。

4保温、防冻

羊八井地处高海拔、高寒地带，各种汽、水管道及室外仪表管道的保温、防冻工作极为重要。1号机组，甚至3号机组投运初期，曾因保温不善发生过一些事故。在2号机的安装、调试中已采取了相应措施，提高了电站的经济、安全性。

总结羊八井地热电站是我国第一座试验性地热电站，羊八井热田尚处于开发的初期阶段，有许多重要课题需深入研究，如提高勘探技术，寻找高温热源;改善防垢、除垢技术;废水排放、回灌技术及热排水的综合利用;生产井的修复等。今后还需探讨适合于西藏地区特点的地热发电循环系统。现在羊八井地热电站正规划建设新的地热机组3。