地热发电装置及其实时监测系统的制作方法

文档序号:9322814阅读:419来源:国知局
地热发电装置及其实时监测系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及地热发电技术领域,具体涉及一种地热发电装置及其实时监测系统。
【背景技术】
[0002] 地热发电具有较高的利用系数,平均为0. 72 ( -年中有72%的时间在工作),地热 资源的温度愈高,发电的效率愈高,经济性就愈好。地热发电的投资成本包括电站设备、地 热井和地热流体输送,由于地热资源分布不匀造成钻井风险大,地热发电的初投资较高。但 地热资源不受天气、昼夜、季节的影响,能够连续稳定输出高品质的电能,具有明显的竞争 力。随着能源短缺、气候变暖、环境日益恶化及地热发电技术进步、成本降低,地热发电的优 势将进一步彰显。
[0003] 据2015年世界大会统计,全球地热发电的国家共有25个,总装机容量为12635MW, 从装机容量的比例分析,干蒸汽电站的占22. 7 %,闪蒸地热电站占61. 8 %,双工质地热电 站占14. 2%,背压式等其他地热电站占1. 3%。然而,现有这些地热电站的发电方式较为单 一,地热尾水温度过高,没有将地热水的烟效率最大化。

【发明内容】

[0004] 针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种地热发电装置及其实时监测系 统,以提高地热发电的热经济性和烟效率,并利用实时监测系统监控地热尾水温度,防止地 热发电装置结垢。
[0005] 为了实现上述目的,本发明采取的技术方案是:
[0006] -种地热发电装置,包括生产井1、截止阀2、调节阀3、汽水分离器4、背压汽轮机 5、背压发电机6、汽液蒸发器7、液液蒸发器8、预热器9、除气罐10、增压栗11、有机工质汽 轮机12、发电机13、回热器14、冷凝器15、工质栗16、回灌井17、冷却栗18、冷却塔19 ;
[0007] 自生产井1的地热水经过截止阀2,地热水压力下降,然后由调节阀3进入汽水分 离器4,汽水分离器4将地热流体中的液体和饱和气体分离,分离后的饱和气体进入背压汽 轮机5推动背压汽轮机5转动,带动背压发电机6发电,从背压汽轮机5排出的水蒸气在汽 液蒸发器7中放热后进入除气罐10相变成汽水混合物,汽水混合物中的气体通过除气罐10 排到外界环境中,汽水混合物中的液体通过除气罐10通过增压栗11加压后,进入预热器9, 在预热器9中放热后,排入回灌井17 ;
[0008] 汽水分离器4中分离后的饱和液体通过管道进入液液蒸发器8,饱和液体在液液 蒸发器8中放热后进入预热器9继续放热,最后通过管道进入回灌井17 ;
[0009] 从冷凝器15出来的饱和有机工质液体由工质栗16加压后,进入回热器14,在回热 器14吸收热量后通过管道进入预热器9,在预热器9中继续吸收热量后,一部分进入液液蒸 发器8吸热,一部分进入汽液蒸发器7吸热,预热后的冷凝工质在液液蒸发器8和汽液蒸发 器7中相变成饱和气体汇集在有机工质汽轮机12前的管道汇集,然后进入有机工质汽轮机 12推动有机工质汽轮机12转动,带动发电机13发电;
[0010] 从有机工质汽轮机12出来的乏汽进入回热器14放热后,进入冷凝器15,有机工质 乏汽在冷凝器15中相变成饱和有机工质液体,进入工质栗16完成有机工质的闭式循环;
[0011] 冷凝器15的冷却水进口端和冷却水栗18的出口相连,冷却水出口端和冷却塔19 进水管相连,冷却水栗18进口和冷却塔19出水口相连。
[0012] -种地热发电装置的实时监测系统,包括测试装置平台20、数据收集平台21和数 据评估平台22 ;
[0013] 所述地热发电装置为上述地热发电装置;
[0014] 测试装置平台包括温度传感器、压力传感器、流量传感器和热值测量仪;
[0015] 数据收集平台包括数据转换积算仪、计算机;
[0016] 数据评估平台包括数据指标标准等数据;
[0017] 所述温度传感器测试以下位置的温度:所述截止阀2进口和出口的液体、所述背 压汽轮机5出口的乏汽、所述有机工质汽轮机12进口和出口的气体、所述冷凝器15进口和 出口的有机工质、所述预热器9进口和出口的有机工质、预热器9进口的地热水、回灌井17 进口的地热水、冷却栗18进口和出口的冷却水;
[0018] 所述压力传感器测试以下位置的压力:截止阀2进口和出口的液体、背压汽轮机5 出口的乏汽、有机工质汽轮机12进口和出口的气体、冷凝器15出口的有机工质液体和回灌 井17的进口地热水;
[0019] 所述流量传感器测试以下位置的质量流量:生产井1出口的地热水、工质栗16出 口的冷凝工质、冷却栗18出口的冷却水、回灌井17进口的地热水;
[0020] 所述热值测量仪测量所述生产井1出口的地热水热值;
[0021] 所述数据积算仪将所述温度传感器、所述压力传感器、所述流量传感器和所述热 值测试仪测得的信号转换成十进制后送入所述计算机,所述计算机对各项数据进行综合运 算,判断所述地热发电装置的运行效率高低;
[0022] 所述数据评估平台,用于根据回灌井17的进口地热水的温度和Si02浓度判断所 述地热发电装置运行是否正常。
[0023] 与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
[0024] 本发明的地热发电装置增加了换热装置:回热器和气液蒸发器,并将背压汽轮机 和有机工质汽轮机联合起来,充分利用了地热水的能量,虽然初投资增加,但发电量提高, 年收益率提高,系统有用功增加,系统总畑损失降低,所以装置的热经济性和:丨相效率得到 提高。并利用实时监测系统上述地热发电装置各个位置的温度、压力、流量等,从而及时发 现压力、流量和温度不平衡问题,并防止发电装置的设备和管道结垢。
【附图说明】
[0025] 图1为本发明地热发电装置的结构示意图;
[0026] 图2为本发明地热发电装置的实时监测系统的结构示意图;
[0027] 图3为二氧化硅结晶与非结晶状态下温度和浓度的对应关系示意图。
【具体实施方式】
[0028] 下面结合【具体实施方式】对本发明作进一步的说明。
[0029] 本发明的地热发电装置,如图1所述,包括生产井1、截止阀2、调节阀3、汽水分离 器4、背压汽轮机5、背压发电机6、汽液蒸发器7、液液蒸发器8、预热器9、除气罐10、增压栗 11、有机工质汽轮机12、发电机13、回热器14、冷凝器15、工质栗16、回灌井17、冷却栗18、 冷却塔19。
[0030] 本装置的工作过程介绍如下:
[0031] 来自生产井1的地热水经过截止阀2,地热水压力下降,然后由调节阀3进入汽水 分离器4,汽水分离器4将地热流体中的液体和饱和气体分离,分离后的饱和气体进入背压 汽轮机5推动背压汽轮机5转动,带动背压发电机6发电,从背压汽轮机5排出的水蒸气在 汽液蒸发器7中放热后进入除气罐10相变成汽水混合物,汽水混合物中的气体通过除气罐 10排到外界环境中,汽水混合物中的液体通过除气罐10通过增压栗11加压后,进入预热器 9,在预热器9中放热后,排入回灌井17。
[0032] 在汽水分离器4中分离后的饱和液体通过管道进入液液蒸发器8,饱和液体在液 液蒸发器8中放热后进入预热器9继续放热,最后通过管道进入回灌井17。
[0033] 从冷凝器15出来的饱和有机工质液体由工质栗16加压后,进入回热器14,在回热 器14吸收热量后通过管道进入预热器9,在预热器9中继续吸收热量后,一部分进入液液蒸 发器8吸热,一部分进入汽液蒸发器7吸热,预热后的冷凝工质在液液蒸发器8和汽液蒸发 器7中相变成饱和气体汇集在有机工质汽轮机12前的管道汇集,然后进入有机工质汽轮机 12推动有机工质汽轮机12转动,带动发电机13发电。
[0034] 从有机工质汽轮机12出来的乏汽进入回热器14放热后,进入冷凝器15,有机工质 乏汽在冷凝器15中相变成饱和有机工质液体,进入工质栗16完成有机工质的闭式循环。
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