地热发电是地热使用的最主要方法。地热发电和火力发电原理是一样的
，都是使用蒸汽的热能在汽轮机中转变为机械能
，然后发动发电机发电。要使用地下热能
，首先需要有“载热体”把地下的热能带到地面上来。现在能够被地热电站使用的载热体
，主要是地下的自然蒸汽和热水。凭证载流体类型、温度、压力和其他特征的差别
，可把地热发电的方法划分为地热蒸汽、地下热水、团结循环和地下热岩四种发电方法。

(1)蒸汽型地热发电

　　蒸汽型地热发电主要分为背压式和凝汽式发电系统。

（1）背压式汽轮机发电

　　把干蒸汽从蒸汽井中引出
，先加以净化
，经由疏散器疏散出所含的固体杂质
，然后使蒸汽推动汽轮发电机组发电
，排汽放空（或送热用户）。这是最简朴的发电方法
，大多用于地热蒸汽中不凝聚气体含量很高的场合
，或者综合使用于工农业生产和生涯用水。

 
图1热蒸汽背压式发电原理图

（2） 凝汽式汽轮机发电

　　蒸汽在汽轮机内部推动叶片膨胀做功
，发动汽轮机转子高速旋转并发动发电机向外供电。做功后的蒸汽通常排入混淆式凝汽器
，冷却后再倾轧
，在该系统中
，蒸汽在汽轮机中能膨胀到很低的压力
，以是能做出更多的功。这种系统适用于高温160℃的地热田的发电
，系统简朴。

 
图2热蒸汽凝汽式发电原理图

(2)热水型地热发电

　　热水型地热发电是地热发电的主要方法
，现在热水型地热电站有两种循环系统：

（1）闪蒸法地热发电

　　将地热井口来的地热水
，先送到闪蒸器中举行降压闪蒸（或称扩容）使其爆发部分蒸汽
，再引入到通例汽轮机做功发电。汽轮机倾轧的蒸汽在混淆式蒸汽器内冷凝成水。送往冷却塔
，疏散器中剩下的含盐水排入情形或打入地下
，或引入作为第二级低压闪蒸疏散器中
，疏散出低压蒸汽引入汽轮机的中部某一膨胀阀做功。用这种要领爆发蒸汽来发电就叫做闪蒸法地热发电。

 
图3闪蒸法地热发电原理图

　　接纳闪蒸法的地热电站
，热水温度低于100℃时
，全热力系统处于负压状态。这种电站
，装备简朴
，易于制造
，可以接纳混淆式热交流器。弱点是
，装备尺寸大
，容易侵蚀结垢
，热效率低。由于系直接以地下热水蒸汽为工质
，因而关于地下热水的温度、矿化度以及不凝气体含量等有较高的要求。

（2）中心介质法地热发电

　　通过热交流器使用地下热水来加热某种沸点的工质
，使之变为蒸汽
，然后以此蒸汽去推动汽轮机
，并发动发电机发电。因此
，在此种发电系统中
，接纳两种流体：一种是接纳地热流体作为热源
，它在蒸汽爆发器中被冷却后排入情形或打入地下；另一种是接纳低沸点工质流体作为一种事情介质（如氟利昂、异戊烷、异丁烷、正丁烷等）
，这种工质在蒸汽爆发器内由于吸收了地热水放出的热量而汽化
，爆发的低沸点工质蒸汽送入汽轮机发电机组。做完功后的蒸汽
，由汽轮机倾轧并在冷凝器冷凝成液体
，然后经循环泵打回蒸汽爆发器在循环事情。

 
图4中心介质法地热发电原理图

　　这种发电要领的优点是
，使用低温位热能的热效率高
，装备紧凑
，汽轮机的尺寸小
，易于顺应化学因素较量重大的地下热水。弱点是
，不像扩容法那样可以利便的使用混淆式蒸发器和冷凝器；大部分低沸点工质传热性都比水差
，接纳此方法需有相当大的金属换热面积；低沸点工质价钱较高
，泉源欠广
，有些低沸点工质尚有易燃、易爆、有毒、不稳固、对金属有侵蚀等特征。

(3)团结循环发电

　　团结循环地热发电系统就是把蒸汽发电和地热水发电两种系统合二为一
，这种地热发电系统一个最大的优点就是适用于大于150℃的高温地热流体发电
，经由一次发电后的流体
，在不低于120℃的工况下
，在进入双工质发电系统
，举行二次做功
，重复使用了地热流体的热能
，既提高了发电效率又将以往经由一次发电后的排放尾水举行再使用
，大大节约了资源。

 
图5团结循环法发电原理图

　　该系统从生产井到发电
，再到最后回灌到热储
，整个历程都是在全关闭系统中运行的
，因此纵然是矿化水平很高的热卤水也可以用来发电
，不保存对情形的污染。同时
，由于是全关闭的系统
，在地热电站也没有刺鼻的硫化氢味道
，因而是100%的环保型地热系统。这种地热发电系统举行100%的地热水回灌
，从而延伸了地热田的使用寿命。

(4)使用地下热岩石发电

（1）热干岩发电

　　与那些只从火山运动频仍地区的温泉中提取热能的要领相比
，热干岩历程法不受地理限值
，可以在任何地方举行热能开采。首先将水通过压力泵压入地下4到6KM深处
，在此处岩石层的温度约莫在200℃左右。水在高温岩石层被加热后通过管道加压被取到地面并输入各热交流器中。热交流器推动汽轮机将热能转化成电能。而推动汽轮机事情的热水剂冷却后再重新输入地下供循环水使用。这种地热发电机本钱与其它再生能源的发电成内情比是有竞争力的
，并且这种要领在发电历程中不爆发废水、废气等污染
，以是它是未来的新能源。

 
图6热干岩发电应用原理图

（2）岩浆发电

　　在现在的地热发电中
，地热储层中的热源是地下深部的熔融岩浆。所谓沿江发电就是把井钻至岩浆
，直接获取那里的热量。这一方法在手艺上是否可行
，是否能把井钻至高温岩浆
，人们一直在研究中。到现在为止
，夏威夷举行了钻井研究
，想用喷水式钻头把井钻到岩浆温度为1020~1170℃的岩浆中
，并深入岩浆29m
，可就是此也执偾浅地表的个体情形
，若是真正钻到地下几千米才钻到岩浆
，接纳现有的手艺是很难实现的。另外
，从岩浆中提取热量
，只是举行了理论研究。

　　现在主要有三个重大手艺难题阻碍地热发电的生长
，即地热田的回灌、侵蚀和结垢。

(01)回灌

　　地热水中含有大宗的有毒物质
，会对情形爆发卑劣的影响。地热回灌是把经由使用的地热流体或其他水源
，通过地热回灌井重新注回热储层段的要领；毓嗖坏梢院芎玫亟饩龅厝确纤侍
，还可以改善或回恢复热储的产热能力
，坚持热储的流体压力
，维持地热田的开采条件。但回灌手艺要求重大
，且本钱高
，至今未能大规模推广使用
，若是不可有用解决回灌问题
，将会影响地热电站的立项和生长。因此
，地热回灌是亟待解决的要害问题。

(02)侵蚀

　　地热流体中含有许多化学物质
，其中主要的侵蚀介质有消融氧、H+、CI-、H2S、等
，再加上流体的温度、流速、压力等因素的影响
，地热流体对各金属外貌都会爆发差别水平的影响
，直接影响装备的使用寿命。地热电站侵蚀严重的部位多集中在负压系统
，其次是汽封片、冷油器、阀门等。侵蚀速率最快的是射水泵叶轮、轴套和密封圈。

(03)结垢

　　由于地热水资源中矿物质含量较量高
，在抽到地面做功的历程中
，温度和压力会爆发很大的转变
，进而影响到种种矿物质的消融度
，效果导致矿物质从水中析生爆发沉淀结垢。如在井管内结垢
，会影响到地热流体的采量
，加大管道内的流动阻力进而增添能耗；如换热外貌结垢
，则会增添传热阻力；垢层不完整处还会造成垢下侵蚀。