本实用新型涉及一种发电装置，特别是涉及一种地热能生物质能互补发电装置。
背景技术：
地热发电是一种成熟技术，在国内外已经得到广泛应用。地热发电是利用地下热水和蒸汽为动力源的一种新型发电技术。其基本原理与火力发电类似，也是根据能量转换原理，首先把地热能转换为机械能，再把机械能转换为电能。地热发电实际上就是把地下的热能转变为机械能，然后再将机械能转变为电能的能量转变过程或称为地热发电。地热能是来自地球深处的可再生热能，它起于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。地下水深处的循环和来自极深处的岩浆侵入到地壳后，把热量从地下深处带至近表层。地热能的储量比人们所利用的能量总量还要多，大部分集中分布在构造板块边缘一带。地热能不但是无污染的清洁能源，而且如果热量提取速度不超过补充的速度，那么热能还是可再生的。
根据地热能的赋存形式，热能主要可分为蒸汽型、热水型和干热岩型等三类。地热可以按温度分为三类：低温：90度以下；中温：90度至150度；高温：150度以上。低温地热比较普遍，但一般用于供暖、温泉而不用于发电；中温地热一般深度在200米至3000米左右，地热温度在90度至150度左右，比较适合发电，但由于温度偏低，发电效率不高。高温地热在150度以上，非常适合发电，也有比较高的发电效率，但这种地热的埋深较深，一般在3000米以下，地热的勘探、开发及成本控制还有待于进一步研究。我国的西藏、云南和台湾省属于高温地热区，其他地区一般属于中低温地热区，当然随着深度增加，地热温度也相应增高。
生物质分布广泛、数量巨大，是重要的可再生能源，在世界能源安全和碳减排中都将起到至关重要的作用。相对于其他含碳能源，生物质存在能量密度低、分布分散度高、收集运输困难以及难以大规模集中处理等不足。关键问题是随着原料运输距离的增加，成本大幅度提高。
技术实现要素：
本实用新型目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种能就地利用生物质能和提高发电效率高的地热能生物质能互补发电装置。
为实现上述目的，本实用新型地热能生物质能互补发电装置由六大单元组成：地热收集系统GTS、回灌系统RS、热交换器HE、生物质气化装置BEG（Biomass Energy Gasifier）、由生物质气化装置BEG提供燃料气的加热器H和将高温度传热介质转换成高压蒸汽的高压蒸汽发电系统G组成；地热收集系统GTS和回灌系统RS分别通过输送管路联通热交换器HE的热源水输入口和热尾水输出口，热交换器HE的高温度传热介质流输出口和输入口分别通过输送管路联通加热器H的高温度传热介质流输入口和高压蒸汽发电系统G的高温度传热介质流输出口，加热器H的高温度传热介质流输出口通过输送管路联通高压蒸汽发电系统G的高温度传热介质流输入口。基本流程为：由地热收集系统GTS采集地下井热水或地下蒸汽加热的热水，通过热交换器HE加热高温度传热介质；把采集地下井热水经热交换器HE降温或冷凝后通过回灌系统RS回灌回地下井中，保持地下的系统平衡；把生物质加入到生物质气化装置BEG产生燃气，把产生的燃气加入加热器H产生热量，使经热交换器HE输出的高温度传热介质注入到加热器H，进一步提高温度后，高温度传热介质转换成蒸汽供发电系统G发电。装置中的回灌系统RS与众不同之处在于无损耗回灌，所有采集的地下水在进行热交换后全部回灌回地下，保证了地下水的平衡，也保证了地热能资源的可再生性。装置中的加热器H利用生物质气化装置BEG产生的燃料气加热高温度传热介质，提高发电系统G的发电效率。本实用新型装置由六大单元组成：地热收集系统GTS、回灌系统RS、热交换器HE、生物质气化装置BEG（Biomass Energy Gasifier）、加热器H和发电系统G等组成。基本流程为：①由地热收集系统GTS采集地下（井）热水（蒸汽）；②通过热交换器HE加热高温度传热介质；③把采集地下（井）热水经热交换器HE降温后通过回灌系统RS回灌回地下（井）中，保持地下的系统平衡；④把生物质加入到生物质气化装置BEG产生燃气；⑤把产生的燃气加入加热器H产生热量；⑥经热交换器HE输出的高温度传热介质注入到加热器H，进一步提高温度；⑦高温度传热介质转换成蒸汽供发电系统G发电。本实用新型装置的最大特点是解决了中低温地热发电的低效益问题、和生物质能随着原料运输距离的增加成本大幅度提高的问题。是一种稳定输出、可再生、绿色环保的互补型发电装置。具有能就地利用生物质能和提高发电效率高的优点。
作为优化，所述地下井为足够出水量、出水温度为90-1500C的中温热水井或能够注水采集热水的干热岩井。常见的地热温度在90度至150度之间的中温区域，温度不够高，发电效率较低，本实用新型装置能利用生物质能进行二次加热，提高传热介质的温度，从而提高发电效率，并利用回灌系统保持地下水的系统平衡。装置中的地热收集系统GTS，可以是热水或蒸汽井，也可以是能够注水采集热水的干热岩井。
作为优化，地热收集系统GTS由多个并列井组合而成。本实用新型装置中的地热收集系统GTS可以由多井组合而成，以达到足够的出水量。
作为优化，热交换器HE和蓄热系统TS的高温度传热介质为导热油或低熔点熔盐。装置中的热交换器HE为了提高蓄热系统的效率，采用一种导热油或低熔点熔盐作为传热介质，以提高传热温度。
作为优化，生物质气化装置BEG是应用生物质循环流化床分级热解气化，配以空气干燥、进料和排渣系统的生物质快速热解装置。生物质气化装置BEG采用在生物质快速热解装置基础上, 将流化床半焦气化和生物质提升管临氢热解耦合，应用生物质循环流化床分级热解气化，以循环流化床分级热解气化技术为核心，配以空气干燥、进料和排渣系统；裂解焦油，富产甲烷，提高燃气热值，从源头上消除了含酚废水的污染，合理利用钾和硅资源，实现生物质能的高效综合利用。本实用新型装置中的生物质气化装置BEG把低能量密度的生物质从固态转化为可燃气体，相对直接燃烧具有燃烧稳定、热效率高、污染低等优点，尤其是PM2.5指数低。按照气化转化率可分为部分气化和完全气化，部分气化包括沼气发酵技术、热化学热解技术、高压液化(直接液化)技术；完全气化包括热化学气化技术。以气化方式实现低品位生物质能的深层次利用，减少矿物燃料消耗量，对提高农村生活水平、改善生态环境、保障国家能源安全等具有重要意义。本实用新型装置采用在生物质特性和快速热解装置基础上, 将流化床半焦气化和生物质提升管临氢热解耦合，应用生物质循环流化床分级热解气化技术，以循环流化床分级热解气化技术为核心，配以空气干燥、特殊的进料和排渣系统。裂解焦油，富产甲烷，提高了燃气热值，从源头上消除了含酚废水的污染，合理利用钾和硅资源，实现生物质能的高效综合利用。
作为优化，发电系统G包括预热器、蒸汽发生器、过热器、再热器、驱动发电机发电的汽轮机、冷凝器和给水泵；热交换器HE的高温度传热介质输出口通过由生物质气化装置BEG供燃气的加热器H联通发电系统G的再热器和过热器的热源输入口，再热器的热源输出口直接联通热交换器HE的高温度传热介质输入口，过热器的热源输出口依次通过蒸汽发生器和预热器热源通道联通热交换器HE的高温度传热介质输入口。装置中的发电系统G，由预热器、蒸汽发生器、过热器、再热器、汽轮机、发电机、冷凝器、和给水泵等组成，他们的特征是提高发电效率。
作为优化，给水泵输出口依次联通预热器、蒸汽发生器、过热器和汽轮机及再热器，再热器再通过汽轮机和冷凝器联通给水泵的输入口。
作为优化，生物质气化装置BEG通过燃料气缓冲存储罐及输送管路联通加热器H。
作为优化，热交换器HE的热源水输入口和热尾水输出口分别联通地热收集系统GTS的热源水输出口、回灌系统RS的热尾水输入口。
作为优化，地热收集系统GTS的抽水上主管道联通两个或两组前后并列的抽水下支管道，回灌系统RS的一个或一组下注水管道位于所述两个或两组前后并列的抽水下支管道之间。
本实用新型装置解决了如下常见难题：①常见的地热温度在90度至150度之间的中温区域，温度不够高，发电效率较低，利用生物质能进行二次加热，提高传热介质的温度，从而提高发电效率；②利用回灌系统保持地下水的系统平衡。装置中的回灌系统RS与众不同之处在于无损耗回灌，所有采集的地下水在进行热交换后全部回灌回地下，保证了地下水的平衡，也保证了地热能资源的可再生性。
地热发电是一种成熟技术，在国内外已经得到广泛应用。生物质能发电也是一种比较成熟技术，在近几年得到大力发展和应用；本实用新型装置把成熟的地热发电技术和比较成熟的生物质能发电技术集成在一起，形成能够提供稳定发电输出的互补型发电装置，是一种系统集成创新。本实用新型装置的最大特点是解决了中低温地热发电的低效率问题、和生物质能随着原料运输距离的增加成本大幅度提高的问题。是一种稳定输出、可再生、绿色环保的互补型发电装置。其提出了“地热+”这样一种概念，即通过各种绿色环保、可再生的能源对中低温地热进行加热，提高地热的发电效率。
采用上述技术方案后，本实用新型地热能生物质能互补发电装置具有能就地利用生物质能和提高发电效率高，且稳定输出、可再生、绿色环保的的优点。
附图说明
图1是本实用新型地热能生物质能互补发电装置的结构示意图。
具体实施方式
如图所示，本实用新型地热能生物质能互补发电装置由六大单元组成：地热收集系统GTS、回灌系统RS、热交换器HE、生物质气化装置BEG（Biomass Energy Gasifier）、由生物质气化装置BEG提供燃料气的加热器H和将高温度传热介质转换成高压蒸汽的高压蒸汽发电系统G组成；地热收集系统GTS和回灌系统RS分别通过输送管路联通热交换器HE的热源水输入口和热尾水输出口，热交换器HE的高温度传热介质流输出口和输入口分别通过输送管路联通加热器H的高温度传热介质流输入口和高压蒸汽发电系统G的高温度传热介质流输出口，加热器H的高温度传热介质流输出口通过输送管路联通高压蒸汽发电系统G的高温度传热介质流输入口。基本流程为：由地热收集系统GTS采集地下井热水或地下蒸汽加热的热水，通过热交换器HE加热高温度传热介质；把采集地下井热水经热交换器HE降温或冷凝后通过回灌系统RS回灌回地下井中，保持地下的系统平衡；把生物质加入到生物质气化装置BEG产生燃气，把产生的燃气加入加热器H产生热量，使经热交换器HE输出的高温度传热介质注入到加热器H，进一步提高温度后，高温度传热介质转换成蒸汽供发电系统G发电。装置中的回灌系统RS与众不同之处在于无损耗回灌，所有采集的地下水在进行热交换后全部回灌回地下，保证了地下水的平衡，也保证了地热能资源的可再生性。装置中的加热器H利用生物质气化装置BEG产生的燃料气加热高温度传热介质，提高发电系统G的发电效率。本实用新型装置由六大单元组成：地热收集系统GTS、回灌系统RS、热交换器HE、生物质气化装置BEG（Biomass Energy Gasifier）、加热器H和发电系统G等组成。基本流程为：①由地热收集系统GTS采集地下（井）热水（蒸汽）；②通过热交换器HE加热高温度传热介质；③把采集地下（井）热水经热交换器HE降温后通过回灌系统RS回灌回地下（井）中，保持地下的系统平衡；④把生物质加入到生物质气化装置BEG产生燃气；⑤把产生的燃气加入加热器H产生热量；⑥经热交换器HE输出的高温度传热介质注入到加热器H，进一步提高温度；⑦高温度传热介质转换成蒸汽供发电系统G发电。本实用新型装置的最大特点是解决了中低温地热发电的低效益问题、和生物质能随着原料运输距离的增加成本大幅度提高的问题。是一种稳定输出、可再生、绿色环保的互补型发电装置。具有能就地利用生物质能和提高发电效率高的优点。
具体是所述地下井为足够出水量、出水温度为90-1500C的中温热水井或能够注水采集热水的干热岩井。常见的地热温度在90度至150度之间的中温区域，温度不够高，发电效率较低，本实用新型装置能利用生物质能进行二次加热，提高传热介质的温度，从而提高发电效率，并利用回灌系统保持地下水的系统平衡。装置中的地热收集系统GTS，可以是热水或蒸汽井，也可以是能够注水采集热水的干热岩井。
具体是地热收集系统GTS由多个并列井组合而成。本实用新型装置中的地热收集系统GTS可以由多井组合而成，以达到足够的出水量。
具体是热交换器HE和蓄热系统TS的高温度传热介质为导热油或低熔点熔盐。装置中的热交换器HE为了提高蓄热系统的效率，采用一种导热油或低熔点熔盐作为传热介质，以提高传热温度。
具体是生物质气化装置BEG是应用生物质循环流化床分级热解气化，配以空气干燥、进料和排渣系统的生物质快速热解装置。生物质气化装置BEG采用在生物质快速热解装置基础上, 将流化床半焦气化和生物质提升管临氢热解耦合，应用生物质循环流化床分级热解气化，以循环流化床分级热解气化技术为核心，配以空气干燥、进料和排渣系统；裂解焦油，富产甲烷，提高燃气热值，从源头上消除了含酚废水的污染，合理利用钾和硅资源，实现生物质能的高效综合利用。本实用新型装置中的生物质气化装置BEG把低能量密度的生物质从固态转化为可燃气体，相对直接燃烧具有燃烧稳定、热效率高、污染低等优点，尤其是PM2.5指数低。按照气化转化率可分为部分气化和完全气化，部分气化包括沼气发酵技术、热化学热解技术、高压液化(直接液化)技术；完全气化包括热化学气化技术。以气化方式实现低品位生物质能的深层次利用，减少矿物燃料消耗量，对提高农村生活水平、改善生态环境、保障国家能源安全等具有重要意义。本实用新型装置采用在生物质特性和快速热解装置基础上, 将流化床半焦气化和生物质提升管临氢热解耦合，应用生物质循环流化床分级热解气化技术，以循环流化床分级热解气化技术为核心，配以空气干燥、特殊的进料和排渣系统。裂解焦油，富产甲烷，提高了燃气热值，从源头上消除了含酚废水的污染，合理利用钾和硅资源，实现生物质能的高效综合利用。
具体是发电系统G包括预热器1、蒸汽发生器2、过热器3、再热器4、驱动发电机5发电的汽轮机6、冷凝器7和给水泵8；热交换器HE的高温度传热介质输出端通过由生物质气化装置BEG供燃气的加热器H联通发电系统G的再热器4和过热器3的热源输入端，再热器4的热源输出端直接联通热交换器HE的高温度传热介质输入端，过热器3的热源输出端依次通过蒸汽发生器2和预热器1热源通道联通热交换器HE的高温度传热介质输入端。系统中的发电系统G由预热器1、蒸汽发生器2、过热器3、再热器4、汽轮机6、发电机5、冷凝器7、和给水泵8等组成，他们的特征是提高发电效率。给水泵8输出端依次联通预热器1、蒸汽发生器2、过热器3和汽轮机6及再热器4，再热器4再通过汽轮机6和冷凝器7联通给水泵8的输入端。生物质气化装置BEG通过燃料气缓冲存储罐及输送管路联通加热器H。
具体是热交换器HE的热源水输入口和热尾水输出口分别联通地热收集系统GTS的热源水输出口、回灌系统RS的热尾水输入口。地热收集系统GTS的抽水上主管道联通两个或两组前后并列的抽水下支管道，回灌系统RS的一个或一组下注水管道位于所述两个或两组前后并列的抽水下支管道之间。
本实用新型装置解决了如下常见难题：①常见的地热温度在90度至150度之间的中温区域，温度不够高，发电效率较低，利用生物质能进行二次加热，提高传热介质的温度，从而提高发电效率；②利用回灌系统保持地下水的系统平衡。装置中的回灌系统RS与众不同之处在于无损耗回灌，所有采集的地下水在进行热交换后全部回灌回地下，保证了地下水的平衡，也保证了地热能资源的可再生性。
地热发电是一种成熟技术，在国内外已经得到广泛应用。生物质能发电也是一种比较成熟技术，在近几年得到大力发展和应用；本实用新型装置把成熟的地热发电技术和比较成熟的生物质能发电技术集成在一起，形成能够提供稳定发电输出的互补型发电系统，是一种系统集成实用新型。本实用新型装置的最大特点是解决了中低温地热发电的低效率问题、和生物质能随着原料运输距离的增加成本大幅度提高的问题。是一种稳定输出、可再生、绿色环保的互补型发电装置。其提出了“地热+”这样一种概念，即通过各种绿色环保、可再生的能源对中低温地热进行加热，提高地热的发电效率。
具体一种实施可以为：在地热能和生物质能有利地区，建立一座20MW的地热能生物质能互补发电装置。
1、地热能的资源需求： 提供水量在500吨/小时以上，温度在1000C以上的地热能。大约需要打10口2000米的地热井（假定每口井每小时的出水（蒸汽）量为50吨/小时）。并需要打4口回灌井。
2、生物质能的资源需求：每日处理150吨生物质；每吨生物质最低可产生不少于1500立方米热值大于1700Cal/立方米的燃气，冷燃气效率78%以上。
采用上述技术方案后，本实用新型地热能生物质能互补发电装置具有能就地利用生物质能和提高发电效率高，且稳定输出、可再生、绿色环保的的优点。