1 西藏電力工業(yè)概況

 

  西藏自治區(qū)幅員遼闊、山川縱橫、可再生能源資源十分豐富，水能資源可開發(fā)容量居全國第3位，地熱能、太陽能資源為全國首位。

 

  西藏的發(fā)電史可上溯到1929年，當時的西藏地方政府在拉薩市北郊奪底建了一座92 kW的奪底水電站，主要為鑄幣廠和達賴住所及少數(shù)貴族供電，幾年后被山洪沖毀。西藏電力工業(yè)的發(fā)展始于西藏和平解放后。1956年在周恩來總理親切關懷下，在奪底易地重建了奪底電站，裝機容量3×220 kW。1958年列為國家“二五”計劃重點電力建設項目，興建了納金水電站，裝機容量6×1 250 kW，標志著西藏現(xiàn)代電力工業(yè)起步?！凹{金日夜發(fā)電忙，拉薩城里放光芒”的歌曲在全國廣為歌唱。

 

  西藏電力工業(yè)的發(fā)展傾注了中央3代領導集體的心血和全國各族人民的無私援助。在中央相繼召開的3次西藏工作座談會均明確指出發(fā)展電力工業(yè)對于西藏社會穩(wěn)定、經(jīng)濟發(fā)展的重要性，提出：“要充分利用水力、地熱資源，發(fā)展動力和燃料工業(yè)”?！耙浞终J識開發(fā)能源對建設團結、富裕、文明的新西藏具有特殊重要性?！薄皼]有現(xiàn)代化的能源建設就沒有西藏的現(xiàn)代化”。并對西藏電力發(fā)展方針作了明確指示“大力加強并適當超前發(fā)展能源、交通、郵電通訊等基礎設施建設。能源建設以水電為主，根本改變電力供應嚴重不足的狀況，消滅無電縣”。十一屆三中全會以來，在中央的關懷和全國人民的支持下，西藏電力工業(yè)得到快速發(fā)展。到目前為止，西藏全區(qū)電力裝機容量311 MW，年發(fā)電量6.58億kW.h。形成了覆蓋西藏中部地區(qū)3地市(拉薩市、山南地區(qū)、日喀則地區(qū))的藏中電網(wǎng)雛型和4個地區(qū)獨立電網(wǎng)和一批以縣電站為主的獨立縣電網(wǎng)，全區(qū)大部分縣以上城鎮(zhèn)基本解決了供電問題。電力的發(fā)展為西藏社會穩(wěn)定、進步和經(jīng)濟發(fā)展做出了積極的貢獻。

 

  2 西藏地熱資源和開發(fā)利用

 

  2.1 西藏地熱資源及開發(fā)

 

  西藏地熱資源豐富，全區(qū)共有水熱爆炸、間歇噴泉、熱泉、冒汽地面和泉體等水熱活動顯示600處，根據(jù)對350處顯示點統(tǒng)計結果，熱泉水總流量為2×104L/s，地熱能總量276.28×104 kJ/s，折合標準煤為300萬t/a，發(fā)電潛力800 MW。目前探明儲量的地熱田有4個：阿里地區(qū)朗久地熱田，發(fā)電能力3 000 kW，已裝機2×1 000 kW(1臺機發(fā)電)；那曲地區(qū)那曲地熱田，發(fā)電能力5 000 kW，已裝機1 000 kW；拉薩市羊易鄉(xiāng)地熱田，發(fā)電能力約30 MW，尚未開發(fā)利用。目前已探明儲量并開發(fā)利用較好的是羊八井地熱田淺層熱儲，裝機(8×3 000+1×1 000) kW。    羊八井地熱田位于拉薩市西北當雄縣境內(nèi)，距拉薩市區(qū)約90 km，海拔4 300 m，是我國正在開發(fā)的最大濕蒸汽田。羊八井地熱田分為淺層熱儲和北部深層熱儲。淺層熱儲勘探工作始于1975年，已探明熱田面積14 km2，評價發(fā)電能力為32 MW。生產(chǎn)井井口溫度110～170 ℃，井口工作壓力0.294 2 MPa左右。

 

  由于淺層熱儲發(fā)電熱效率低，生產(chǎn)井和發(fā)電設備過流部件結垢、腐蝕嚴重，1987年后羊八井熱田開發(fā)開始向?qū)ふ冶眳^(qū)深部熱儲轉(zhuǎn)移。當年施工了ZK352孔，井深950 m，井底溫度202 ℃，未獲得可利用熱流體。據(jù)物、化探的地質(zhì)資料也表明該區(qū)深部有可能賦存有高溫熱儲。1988～1991年間，羊八井北區(qū)深部勘探工作由于缺乏資金而中斷。但在此期間，國內(nèi)外地熱專家對羊八井熱田北區(qū)深層熱儲的構造特征、地下水運移通道、是否有含水層、高溫地熱深井鉆探工藝和方法等重大技術問題進行了理論上的研究和探討。1992年西藏自治區(qū)人民政府在拉薩召開了西藏高溫地熱開發(fā)利用國際研討會。與會國內(nèi)外地熱專家對羊八井北區(qū)深層熱儲存在的可能性勘探靶區(qū)、工藝等問題進行研討和交流，一致認為羊八井北區(qū)深層高溫熱儲有非常好的開發(fā)前景。會后，勘探工作重新開始，當年施ZK4 002孔，1993年完孔，井深2 006.8 m，測得井底溫度329 ℃，因施工工藝和技術手段等原因，仍未獲得熱流體。1995年，在總結ZK4 002孔經(jīng)驗教訓的基礎上，經(jīng)國內(nèi)外專家咨詢論證，又施工ZK4 001孔，1996年10月完孔，井深1 459 m，汽水混合物總量302 t/h，井口工作溫度200 ℃，工作壓力1.470 9 MPa，用端壓法計算單井發(fā)電能力12 MW。至此，羊八井地熱田深部高溫熱儲第1次展現(xiàn)在人們面前，為羊八井地熱開發(fā)利用掀開了新的一頁。

 

  2.2 羊八井地熱電廠

 

  羊八井地熱電廠從1977年9月第1臺1 MW試驗機組試運行成功到1991年9號機并網(wǎng)發(fā)電，歷時14 a，總裝機容量8×3 000+1×1 000 kW(第1臺試驗機組已退役)，年發(fā)電量1.1億kW.h，累計發(fā)電量12億kW.h，為緩解拉薩市電力緊缺，促進經(jīng)濟發(fā)展做出了重大貢獻。    羊八井1 MW試驗機組是在當時地熱資源未探明，依據(jù)少量井口參數(shù)，根據(jù)有關專家對熱田資料綜合分析而推薦的參數(shù)，對四川1臺閑置的國產(chǎn)25 MW汽輪發(fā)電機組進行了改裝建設，其主要參數(shù)如下：

 

  汽輪機進汽壓力      4.24絕對大氣壓

 

  進氣溫度         145 ℃

 

  排汽壓力         0.1絕對大氣壓

 

  生產(chǎn)井汽水比       10%

 

  進汽蒸汽干度       99%

 

  1號機建成后，由于機組設計進汽參數(shù)比熱田實際參數(shù)高，出力達不到設計要求未能連續(xù)發(fā)電。后通過一系列試驗研究和改進，到1978年10月才基本投入正常運行。但1號機的試驗為地熱發(fā)電積累了經(jīng)驗和數(shù)據(jù)，也為后來3 000 kW地熱機組設計提供了寶貴的資料。

 

  2～9號機單機容量均為3 000 kW機組(其中1臺為日本進口機組)；3 000 kW機組設計和制造上吸取了1號機的經(jīng)驗和教訓，主要有以下特點：

 

  (1)采用2級擴容。

 

  (2)生產(chǎn)井的汽水混合物經(jīng)井口分離器分離后用汽、水2根母管分送到各機組擴容器，使熱效率由3.5%提

 

  高到6.0%。

 

  (3)根據(jù)熱田的實際參數(shù)，計算了最佳值，使汽輪機的參數(shù)和熱田參數(shù)相匹配。主要參數(shù)如下：

 

  汽輪機：

 

  額定功率      3 MW

 

  最大功率      3.56 MW

 

  額定轉(zhuǎn)速      3 000 r/min

 

  一次進汽壓力    1.70絕對大氣壓

 

  二次進汽壓力    0.50絕對大氣壓

 

  排汽壓力      0.09絕對大氣壓

 

  一次蒸汽汽耗量   22.7 t/h

 

  二次蒸汽汽耗量   22.8 t/h 擴容器：   一級工作壓力

 

  1.8絕對大氣壓  二級工作壓力    0.6絕對大氣壓

 

  凝汽器：

 

  工作壓力      0.08絕對大氣壓

 

  射水抽氣器：

 

  工作壓力      4.0絕對大氣壓

 

  工作水量      750 t/h

 

  抽氣量       185 kg/h

 

  發(fā)電機(QFD-3-2型)：

 

  額定功率      3 MW

 

  額定電壓      3 150 V

 

  額定轉(zhuǎn)速      3 000 r/min

 

  羊八井地熱田淺層熱儲開發(fā)利用中的主要問題是結垢、腐蝕和回灌。

 

  由于地熱水在擴容過程中析出大量的鈣離子，產(chǎn)生鈣垢。主要結垢部位在生產(chǎn)井、擴容器和汽輪機葉片。目前生產(chǎn)井主要采用重力錘機械通井，平均每口井1～2 d就要通井一次，此方法雖簡易，但對井壁損傷較大?；瘜W洗井或用阻垢劑雖試驗效果較好，但長期運行費用高，經(jīng)濟性差。擴容器和汽輪機葉片的結垢問題目前只能采用縮短檢修周期，定期清垢的方法。

 

  腐蝕主要發(fā)生在射水抽氣、循環(huán)水和熱力系統(tǒng)。目前在射水抽氣、循環(huán)水系統(tǒng)中采用玻璃鋼材料、冷油器汽輪機汽封片采用不銹鋼、凝汽器淋水板用滲鋁，汽缸內(nèi)壁和凝汽器內(nèi)壁涂以特別的RTV防銹漆等措施，取得了一定效果，但汽輪機低壓部分、水泵、閥門等設備仍有不同程度的腐蝕。

 

  在發(fā)電過程中產(chǎn)生了大量地熱廢水，以前是直接放到河中，對下游和熱田周邊地區(qū)造成了污染。自1987年起，隨著熱田開發(fā)規(guī)模的擴大，開始研究回灌問題。回灌的目的有2個：

 

  一是解決地表水污染，二是防止熱田衰竭和地面沉降。1987年開始了一期回灌試驗工程，1993年完成了二期回灌工程。目前正在對2期回灌工程進行改造，到2000年，回灌量可望達到90%以上。

 

  羊八井地熱田的開發(fā)利用為我國地熱開發(fā)事業(yè)積累了寶貴經(jīng)驗，獲得高度評價，1986年羊八井地熱發(fā)電技術獲水電部科技術進步一等獎。先后有十幾個國家的地熱界專家學者到羊八井地熱電廠參觀考察和技術交流。國家領導人已多次親臨羊八井視察。1990年7月25日，江澤民總書記視察羊八井電廠時欣然為電廠題詞：“開發(fā)地熱資源，造福西藏人民”。這是對西藏地熱工作者的鼓勵和鞭策。

 

  西藏地熱開發(fā)利用得到了聯(lián)合國開發(fā)計劃署和意大利政府先后2次和西藏自治區(qū)人民政府進行地熱開發(fā)合作，并給予資金方面的大力援助?，F(xiàn)在地熱開發(fā)已成為西藏對外合作和交流、展示西藏改革開放成果的窗口。

 

  3 西藏地熱開發(fā)利用前景

 

  西藏可大規(guī)模開發(fā)利用的能源資源除水能外首推地熱能。過去已建的水電站大多為小型徑流式水電站無調(diào)節(jié)能力，加上西藏年降水量的80%左右集中在夏季(7、8、9月)，河流枯豐差大且枯水期時間長，以至電網(wǎng)內(nèi)枯水期嚴重缺電。目前規(guī)劃設計的新建水電站注意了調(diào)節(jié)能力，解決枯年電力短缺問題，但開發(fā)地熱發(fā)電仍有顯著地位。已完成勘探工作的羊易鄉(xiāng)高溫地熱和正在進一步勘探的羊八井北區(qū)高溫地熱田靠近拉薩電網(wǎng)負荷中心，開發(fā)后可改善電網(wǎng)電源結構，調(diào)節(jié)枯豐。此外地熱電站還具有工期短、相對造價低的優(yōu)勢，這就為地熱發(fā)電利用提供了良好的發(fā)展前景。目前羊易鄉(xiāng)地熱電站已完成可行性研究，規(guī)劃裝機容量(2×12)MW。羊八井北區(qū)高溫熱田已完成初步勘探，估測近期可開發(fā)容量為(2×12)MW，遠期開發(fā)容量可達50～60 MW。

 

  地熱能除直接用于發(fā)電外，發(fā)電后的熱排水還可用于供暖、種植、養(yǎng)殖、旅游等綜合利用。距藏北那曲鎮(zhèn)(那曲地區(qū)行署所在地)2 km的那曲地熱田除已安裝4臺1 MW雙循環(huán)發(fā)電機組外，正在作那曲地區(qū)供暖前期工作。該項目實施后可改善那曲鎮(zhèn)群眾生產(chǎn)生活條件，結束長期以來取暖靠牛糞的歷史，改善當?shù)?a href="http://www.cityofbrews.com/t/生態(tài)環(huán)境.html" >生態(tài)環(huán)境，其經(jīng)濟效益、社會效益、環(huán)境效益均遠大于單純發(fā)電效益。羊八井地熱田已建有8萬m2的地熱溫室，除供當?shù)剀娒袷秤猛?，還供給拉薩。近來又建成地熱游泳池，成為拉薩地區(qū)旅游觀光和休閑的好去處，每年吸引了大量的中外游客。

 

  國家為加快開發(fā)可再生資源，已制定了一系列鼓勵政策，在國家政策引導和支持下，西藏地熱開發(fā)利用在不久的將來展現(xiàn)嶄新的姿顏，為西藏社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展做出新的貢獻。