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不論地熱電廠(chǎng)建在哪里，其基本工作原理始終相同。向地底深處鉆探地熱井，直至達到水溫很高的蓄水層，這通常是在地下1000米以下的地方。在這個(gè)地層中，水壓一般在3.5至15巴之間。在壓力作用下，地層中的熱水沿地熱井涌上地表。由此得到的既有流水，也有蒸汽。這些溫度高達250℃的蒸汽可以驅動(dòng)輪機以及與之相連的發(fā)電機。待其冷卻之后，將利用電泵將這些水回灌到地下高溫區。取決于水溫，可以利用多種不同的方法來(lái)進(jìn)行地熱發(fā)電。如果水溫較低，約150℃左右，那么一般而言，地熱水將在一個(gè)封閉循環(huán)中通過(guò)熱交換，將熱能傳遞給沸點(diǎn)更低的有機工質(zhì)。轉化為蒸汽狀態(tài)后，這種工質(zhì)將驅動(dòng)輪機。如果地熱水溫度較高，那么，來(lái)自地底深處的干蒸汽也可以被直接導入輪機。這能提高電廠(chǎng)的總體效率，同時(shí)降低發(fā)電成本。Michael Barth是西門(mén)子*地熱發(fā)電用蒸汽輪機開(kāi)發(fā)負責人，他解釋道：“我們可以使用溫度高達250℃的蒸汽。蒸汽溫度越低，所含液態(tài)水分越多。我們必須首先清除這些水分，以確保不超過(guò)輪機允許蒸汽濕度。我們將這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為‘閃蒸’。大多數情況下，閃蒸需要使用安裝在輪機上游的離心機。”

除水分之外，還必須從蒸汽中清除其他物質(zhì)。這是因為在經(jīng)層層巖石滲出的過(guò)程中，含水蒸汽會(huì )吸收硫化氫、其他氣體、鹽分以及小礫石。位于輪機上游的系統可以清除許多這樣的物質(zhì)，但仍有殘余，對于直接使用從地底獲得的蒸汽的輪機而言，這是一個(gè)重大問(wèn)題。

相比于常規蒸汽輪機電站使用的蒸汽，來(lái)自地底的物質(zhì)對輪機葉片及地熱發(fā)電裝置的其他組件造成的損害更加嚴重。這會(huì )導致腐蝕和侵蝕，從而降低效率。Barth說(shuō)：“地熱發(fā)電用蒸汽輪機內部的磨損程度，由電站廠(chǎng)址的地質(zhì)條件決定。取決于蒸汽質(zhì)量，每隔3到10年，必須對輪機進(jìn)行一次*檢修。”

就地熱發(fā)電而言，每個(gè)廠(chǎng)址都是 的。必須相應地調整蒸汽輪機、輪機級數和材料。

西門(mén)子生產(chǎn)的地熱發(fā)電用蒸汽輪機能夠很好地應對這樣的條件——盡管2011年西門(mén)子才開(kāi)始開(kāi)發(fā)地熱發(fā)電用蒸汽輪機。要知道，西門(mén)子可以借鑒其常規蒸汽輪機開(kāi)發(fā)經(jīng)驗，更重要的是，可以汲取旗下子公司TurboCare在維護其他公司制造的地熱發(fā)電用蒸汽輪機的過(guò)程中積累的豐富經(jīng)驗。Leger指出：“從TurboCare公司的維護工作中，我們懂得了如何開(kāi)發(fā)適于在惡劣條件下運行的蒸汽輪機?，F在，我們知道該使用哪些材料來(lái)最大限度地減輕腐蝕和侵蝕。”譬如，設計人員使用了耐腐蝕不銹鋼來(lái)制造輪機葉片。Barth補充道：“根據電站廠(chǎng)址出產(chǎn)的地熱蒸汽的化學(xué)成分，我們調整了用料，改良了設計。譬如，如果蒸汽具有超乎尋常的破壞力，那么，我們將提高制造葉片所用鋼材的含鉻量。為了應對極端條件，我們使用了含鉻量高達12%的鋼材。此外，可能接觸到蒸汽的輪機部件均使用了高級鋼材，而不是普通鋼材。”西門(mén)子輪機規格齊全，輸出功率從5千千瓦到12萬(wàn)千瓦不等。取決于蒸汽體積和壓力，還可以針對項目的特定條件，調整級數和葉片長(cháng)度。由于來(lái)自地底深處的某些物質(zhì)可能對地表環(huán)境有害，因此，必須精心設計電廠(chǎng)及其設備，以處理不可凝氣體。其目的是利用電泵，將幾乎所有有害物質(zhì)回灌到地下。

地震前關(guān)閉。除惡劣的蒸汽輪機條件之外，開(kāi)發(fā)人員還必須應對另一個(gè)主要挑戰：地震。凡是火山活動(dòng)活躍和大陸板塊經(jīng)常碰撞的地方，輕微地震總是不斷。正因如此，西門(mén)子蒸汽輪機配備了一個(gè)自動(dòng)關(guān)斷系統，可在出現過(guò)度地震活動(dòng)時(shí)，立即安全地關(guān)閉輪機。這降低了受損風(fēng)險，因為在運行狀態(tài)下，輪機更容易受到外部震動(dòng)的破壞。電廠(chǎng)地基必須具備抗震性能。盡管存在種種挑戰，但在適當條件下，地熱發(fā)電的回報是豐厚的，因為，它兼具常規電廠(chǎng)和可再生能源發(fā)電的優(yōu)勢。與風(fēng)電場(chǎng)和太陽(yáng)能電站不同的是，地熱電廠(chǎng)可以常年運行，因而可用于滿(mǎn)足基本用電需求。

此外，同可再生能源一樣，地熱發(fā)電不會(huì )產(chǎn)生燃料費用。然而，地熱電廠(chǎng)的規劃十分復雜。Leger說(shuō)：“建造一座燃煤電廠(chǎng)相對容易一些，因為不論所用煤炭來(lái)自哪里，都可以根據需要調節其壓力和溫度。但在規劃一座地熱電廠(chǎng)時(shí)，則必須首先對廠(chǎng)址進(jìn)行地質(zhì)勘測，以確保有足夠的熱能和水源。”然后，開(kāi)發(fā)人員將鉆探若干地熱井，以獲取地熱蒸汽或熱水。接下來(lái)，工程師將根據蒸汽成分、溫度及其他參數等，調整輪機。如此建成的地熱電廠(chǎng)將是最經(jīng)濟高效的發(fā)電設施之一。事實(shí)上，這樣的地熱電廠(chǎng)已經(jīng)可與常規電廠(chǎng)一較高下。據金融咨詢(xún)公司Lazard有限公司計算，地熱發(fā)電的單位成本約為90美元/1000度電。換句話(huà)說(shuō)，地熱發(fā)電的成本通常低于太陽(yáng)能發(fā)電。在條件*的地方，地熱發(fā)電系統甚至比燃煤發(fā)電廠(chǎng)還要經(jīng)濟高效。