[发明专利]地热发电装置及其实时监测系统

说明书

技术领域

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

地热发电具有较高的利用系数，平均为0.72(一年中有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。

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，没有将地热水的效率最大化。

发明内容

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。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种地热发电装置，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、增压泵11、有机工质汽轮机12、发电机13、回热器14、冷凝器15、工质泵16、回灌井17、冷却泵18、冷却塔19；

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通过增压泵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；

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；

从冷凝器15出来的饱和有机工质液体由工质泵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；

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，进入工质泵16完成有机工质的闭式循环；

冷凝器15的冷却水进口端和冷却水泵18的出口相连，冷却水出口端和冷却塔19进水管相连，冷却水泵18进口和冷却塔19出水口相连。

一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；

所述地热发电装置为上述地热发电装置；

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；

数据收集平台包括数据转换积算仪、计算机；

数据评估平台包括数据指标标准等数据；

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、冷却泵18进口和出口的冷却水；

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；

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、工质泵16出口的冷凝工质、冷却泵18出口的冷却水、回灌井17进口的地热水；

所述热值测量仪测量所述生产井1出口的地热水热值；

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；