國內研究進展

 

  我國開展地熱雙循環發電研究在時間上大致分為三個階段。 第一階段為70年代初至80年代中期。此階段中，在全國各地陸續建成地熱雙循環發電實驗性機組多臺，對地熱雙循環發電做出了初步嘗試，但由于地熱資源（水溫偏低）的限制或是技術上的不完善，這些電站陸續停產或是拆除。  第二階段為80年代中期至90年代中期。此階段，沒有進行自主技術的地熱雙循環實驗性電站的建立。1993年西藏地區所建成的雙循環地熱電站（聯合國開發計劃署援助項目），使用機組為以色列ORMAT公司產品，裝機容量為1MW， 井口溫度為110°C 。此外，臺灣土場地區在1983年建成雙循環地熱電站一座，井口溫度為173°C，裝機容量0.3MW。

 

  1983年，卡林納循環首次公開，地熱雙循環發電技術有了突破。全國有地熱研究基礎的高校和研究機構，陸續對卡林納循環進行了初步研究，對其在1991年建造的實驗電站運行參數進行了分析。呂燦仁等對卡林納循環進行了熱力學分析，通過“P”準則分析了卡林納循環相較朗肯循環效率較高的原因，強調其工質與熱源匹配性上的優勢；薄涵亮等提出了卡林納循環所應用到的氨水混合物熱力性質的高精度計算方法，在此基礎上通過分析和計算得出結論：特定工況下，卡林納循環存在最佳透平背壓和最佳氨水混合物配比。

 

  第三階段為90年代中期至今。自93年至03年10年間，我國沒有新建地熱電站，地熱研究普遍集中于高溫地熱資源，中低溫地熱發電技術研究處于摸索階段。楊嘉祥等人進行了可適用于地熱源的低溫余熱發電小型設備實物化，劉齊壽、鄭丹星和金紅光等研究人員陸續提出一些以氨水混合物為工質、基于卡林納循環的復合循環，并對這些循環進行了模擬計算和分析，結果顯示此類循環普遍擁有較好的應用前景。

 

  國外研究進展

 

  1967年，前蘇聯在帕拉唐卡（Paratunka）建立了世界上第一座地熱雙循環電站，裝機容量500kW，使用有機工質。目前該電站還在擴容，隨著四號機的完善，總裝機容量將達到18MW[14]。美國自70年代開始，在雙循環發電技術實用領域一直領先，陸續在加州和愛德華州等地建成多個地熱雙循環發電站，裝機容量從10kW至1500kW，再至10MW，至80年代仍不斷擴大。近幾年，美國除夏威夷地區新建雙循環地熱發電機組外，并無相關報道。  90年代以前，雙循環發電技術主要應用有機朗肯循環（ORC）。代表性企業為始建于1965年的奧馬特（ORMAT）公司，其機組主要對應低溫熱源（工業余熱等），可以利用90°C左右載熱體進行發電。自80年代中期，卡林納循環也被引入地熱雙工質發電系統之中。1991年，該循環發明人Dr.AlexKalina的Exergy公司在美國能源部（D.O.E）的支持下，在加州CanogaPark建造了3MW的試驗電站，并進行了現場運行測試。其后，意大利Ansaldo能源公司獲得授權，將卡林納循環技術商業化應用于地熱電站。目前，唯一所知的應用卡林納循環技術的商業地熱發電站為冰島Húsavík電站。

 

  截至2005年，全球雙循環地熱發電總裝機容量已達685MW，占全球地熱發電總裝機容量的8%，共有機組192臺，占全球機組總數（469臺）的41%，有越來越多的國家加入地熱雙循環發電研究的隊伍中來。