螺杆膨胀机发电机组性能测试实验系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种螺杆膨胀机发电机组性能测试实验系统，其系统组成为：蒸汽锅炉、减温减压器、螺杆膨胀机、冷凝器以及第一循环水泵依次相接构成发电系统，经冷凝器冷凝后的凝结水分为两路：一路经第一循环水泵送至锅炉；另一路凝结水经第二循环水泵及截止阀进入减温减压器，与锅炉中的高温高压蒸汽进行混合再次进入螺杆膨胀机做功。通过模拟实际的地热流体温度、压力和干度范围，在符合国家对发电机组运行检测标准小时数的要求条件下，测试装机容量；得到机组效率曲线以及机组效率随干度、压比、流量之间的变化关系，对螺杆膨胀机的运行特性、运行效果进行探索和研究在地热发电技术的开发和利用管理上具有很大的应用推广价值。
【专利说明】螺杆膨胀机发电机组性能测试实验系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于热工检测技术，具体涉及到一种发电系统的参数测量装置。
【背景技术】
[0002]地热能作为新能源之一早已列入相关国家的能源发展战略规划。在地热发电机组中，采用螺杆膨胀机作为动力输出部件，可适应不同井口的参数，流体可以是汽水混合物，不需要配备汽水分离装置等，并可有效的解决热流体的结垢问题。目前由于各种原因采用螺杆膨胀机作为动力输出部件应用于地热发电工程较少，同时由于地热资源条件差异较大，可能对机组的性能、效率及稳定运行等具有较大的影响。为解决螺杆膨胀机的应用问题，必须根据不同井口压力、温度与焓值等地热能条件，对螺杆膨胀机等动力部件的性能及机组发电效率的测试系统进行实验研究，为地热电站的最终设计、发电系统与运行提供必要的参考依据。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是，提供一种螺杆膨胀机发电机组性能测试实验系统。通过在实验系统装置上根据给出的流体温度、压力及装机容量等进行实验测试，以期得到机组效率曲线、以及机组效率随干度、压比、流量之间的变化关系，以指导实际地热电站的工程设计。
[0004]为实现此目的而采取的技术方案是:蒸汽锅炉、减温减压器、螺杆膨胀机、冷凝器以及第一循环水泵依次相接构成发电系统。经冷凝器冷凝后的凝结水分为两路:一路经第一循环水泵返回锅炉；另一路凝结水经第二循环水泵及截止阀进入减温减压器，蒸汽锅炉产生的高温高压蒸汽与减温减压器出来的水进行混合，再次进入螺杆膨胀机做功。冷凝器的冷却水侧与冷却塔以及第三循环水泵依次连接构成冷却循环。螺杆膨胀机与发电机轴连接。
[0005]实验系统分为三个部分:热力循环、检测以及控制。其中热力循环部分由蒸汽锅炉、减温减压器、螺杆膨胀机、冷凝器、旁通管路、发电机、冷却塔以及循环水泵等组成。检测部分是通过系统中的多组温度、压力传感器、流量计以及干度计等，按照设定的程序对各种传感器进行采样、获得数据。控制系统在设定程序下对生产过程进行操控，并对数据进行分析和处理，得到机组效率曲线以及机组效率随干度、压比、流量之间的变化关系。
[0006]本实用新型的特点及产生的有益效果是，根据给出的流体温度、压力及装机容量等，就可对机组效率曲线、以及机组效率随干度、压比、流量之间的变化关系进行实验，对实际地热电站的设计运行具有较大指导意义。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]所示附图为本实用新型的原理与结构简图。【具体实施方式】
[0008]以下参照附图并结合实施例对本实用新型的原理与结构作细致的说明。
[0009]螺杆膨胀机发电机组性能测试实验系统，具有蒸汽锅炉、减温减压器、螺杆膨胀机、发电机、冷凝器、冷却塔、循环水泵、压力传感器、温度传感器、干度计和流量计等。其部件组成及结构是:蒸汽锅炉1、减温减压器2、螺杆膨胀机3、冷凝器4以及第一循环水泵5-1依次相接构成发电系统。经冷凝器冷凝后的凝结水分为两路:一路经第一循环水泵返回锅炉；另一路凝结水经第二循环水泵5-2及截止阀6进入减温减压器，蒸汽锅炉产生的高温高压蒸汽与减温减压器出来的水进行混合，再次进入螺杆膨胀机做功。冷凝器的冷却水侧与冷却塔7以及第三循环水泵5-3依次连接构成冷却循环。螺杆膨胀机与发电机8轴连接，可驱动发电机发电。如果系统在运行中螺杆膨胀机出现问题，而系统又无法停机，在螺杆膨胀机的入口与冷凝器乏汽侧入口之间设有旁通阀9，以便对螺杆膨胀机进行维修。检测部分为:在蒸汽锅炉出口与减温减压器入口之间、减温减压器出口与螺杆膨胀机进口之间、以及螺杆膨胀机的出口与冷凝器乏汽侧入口之间依次设有压力传感器10、温度传感器11和干度计12。在第一循环水泵出口与蒸汽锅炉进口之间均依次设有流量计13、温度传感器和压力传感器。在第二循环水泵出口与截止阀的进口之间依次设有流量计、温度传感器和压力传感器。在截止阀出口与减温减压器的冷却水补充入口之间依次设有压力传感器和温度传感器。在第三循环水泵与冷凝器冷却水侧入口之间依次设有流量计和温度传感器，冷凝器冷却水侧出口与冷却塔进口之间设有温度传感器。
[0010]循环水经蒸汽锅炉加热后成为饱和蒸汽，然后进入减温减压器，目的是蒸汽通过减温减压的调节，使蒸汽进入膨胀机的温度、压力和干度达到或接近实际地热井的参数，同时也可进行不同测试工况的实验。经减温减压调整后的汽水混合流体进入螺杆膨胀机并驱动发电机发电，经变配电装置将电力输出到负载。膨胀后的乏汽进入冷凝器冷凝，经循环水泵加压，一部分重新送入热源蒸汽锅炉中进行加热，另一部分引入减温减压器用于蒸汽调温。冷凝器的冷却水来自于冷却塔。数据检测对象主要是压力、流量、温度、干度等测量，本实施例的测点有9个温度测点、7个压力测点、3个干度测点、3个流量测点。通过对上述参数进行采集、运算达到对系统进行调控的目的。
【权利要求】
1.螺杆膨胀机发电机组性能测试实验系统，具有蒸汽锅炉、减温减压器、螺杆膨胀机、发电机、冷凝器、冷却塔、循环水泵、压力传感器、温度传感器、干度计和流量计，其特征是:蒸汽锅炉(I)、减温减压器(2)、螺杆膨胀机(3)、冷凝器(4)以及第一循环水泵(5-1)依次相接构成发电系统，经冷凝器冷凝后的凝结水分为两路:一路经第一循环水泵返回锅炉?’另一路凝结水经第二循环水泵(5-2)及截止阀(6)进入减温减压器，蒸汽锅炉产生的高温高压蒸汽与减温减压器出来的水进行混合，再次进入螺杆膨胀机做功。
2.按照权利要求1所述的螺杆膨胀机发电机组性能测试实验系统，其特征是:所述冷凝器(4)的冷却水侧与冷却塔(7)以及第三循环水泵(5-3)依次连接构成冷却循环，所述螺杆膨胀机(3)与发电机(8)轴连接。
3.按照权利要求1所述的螺杆膨胀机发电机组性能测试实验系统，其特征是:所述螺杆膨胀机(3 )的入口与冷凝器(4)乏汽侧入口之间设有旁通阀(9 )。
4.按照权利要求1所述的螺杆膨胀机发电机组性能测试实验系统，其特征是:所述蒸汽锅炉(I)出口与减温减压器(2 )入口之间、减温减压器出口与螺杆膨胀机进口之间、螺杆膨胀机的出口与冷凝器乏汽侧入口之间依次设有压力传感器(10)、温度传感器(11)和干度计(12);所述第一循环水泵出口与蒸汽锅炉进口之间依次设有流量计(13)、温度传感器和压力传感器；所述第二循环水泵出口与截止阀(6)的进口之间依次设有流量计、温度传感器和压力传感器；截止阀出口与减温减压器的冷却水补充入口之间依次设有压力传感器和温度传感器；所述第三循环水泵与冷凝器冷却水侧入口之间依次设有流量计和温度传感器；冷凝器冷却水侧 出口与冷却塔进口之间设有温度传感器。
【文档编号】G01R31/34GK203811776SQ201420158423
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年4月2日 优先权日:2014年4月2日
【发明者】蔡正敏, 郑申, 李贺, 章文英, 袁比飞, 尹庆武, 张贤 申请人:中国石油集团长城钻探工程有限公司工程服务公司