[发明专利]一种地热能与天然气联合循环互补发电系统及方法

说明书

本发明提供的一种地热能与天然气联合循环互补发电系统及方法，包括燃气轮机压气机、燃气透平、燃气轮机燃烧室、汽轮机高压缸、汽轮机中压缸、汽轮机低压缸、发电机、高压换热装置、中压换热装置、低压换热装置、凝汽器、地热井、回灌井、二级热网加热器、凝结水泵、地热加热器和一级热网加热器，将地热能与天然气联合发电，采用地热水作为循环水的热源，将冷凝水加热，可置换出较高品位的烟气用于其他用途，符合能量梯级利用原则，有利于提高系统效率；低温低压的地热水利用燃气轮机联合循环系统实现了品位提升，相当于产生较高温度压力的蒸汽进入汽轮机做功。

技术领域

本发明属于燃气轮机联合循环热电联产技术领域，尤其涉及一种地热能与天然气联合循环互补发电系统与装置。

背景技术

天然气发电和地热发电都属于清洁能源发电，但都存在各自较为明显的缺陷。燃气轮机联合循环成本较高，主要是由于我国天然气可用量并不丰富而且价格高；而地热能发电成本较低，发电量受最高温度的限制，且效率不高。对于较低品位的地热能，引入一种高品位的能源作为其顶部循环，将有利于原系统的功率输出并且在一定程度上提高系统热效率；而对于天然气联合循环发电，低品位地热能的引入能置换出较高品位的烟气用于其他用途，符合能量梯级利用原则，有利于提高系统效率。所以，将天然气发电与地热能进行联合运行将是一种高效利用清洁能源的方式，也是能量梯级利用原则的体现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地热能与天然气联合循环互补发电系统及方法,解决了现有的天然气发电和地热发电存有的不足。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供的一种地热能与天然气联合循环互补发电系统，包括燃气轮机压气机、燃气透平、燃气轮机燃烧室、汽轮机高压缸、汽轮机中压缸、汽轮机低压缸、发电机、高压换热装置、中压换热装置、低压换热装置、凝汽器、地热井、回灌井、二级热网加热器、凝结水泵、地热加热器和一级热网加热器，其中，燃气轮机压气机的出口连接燃气轮机燃烧室的入口，燃气轮机燃烧室的高温气体出口连接燃气透平的入口，燃气透气的尾气出口依次连接高压换热装置、中压换热装置、低压换热装置的入口；

凝汽器的凝结水出口连接地热水加热器的冷侧入口，地热水加热器的冷侧出口连接低压换热装置的入口，低压换热装置的循环水出口分为三股，其中，第一股连接高压换热装置的入口，高压换热装置的出口连接汽轮机高压缸，汽轮机高压缸连接发电机；

第二股连接中压换热装置的入口，中压换热装置的出口连接汽轮机中压缸；汽轮机中压缸的蒸汽出口分为两股，其中一股连接汽轮机低压缸，另一股连接一级热网加热器的入口；汽轮机低压缸连接发电机；

第三股连接低压换热装置的入口，低压换热装置的出口分为三股，其中，第一股连接汽轮机低压缸，第二股连接二级热网加热器的入口，第三股连接一级热网加热器的入口；汽轮机低压缸的循环水出口连接凝结器的入口；

二级热网加热器的热水出口连接一级热网加热器的入口，一级热网加热器的疏水出口连接低压加热器的冷侧入口；地热井的出口连接低压加热器的热侧入口，低压加热器的热侧出口连接回灌井。

优选地，高压换热装置包括第三高压过热器、第二高压过热器、第一高压过热器、高压蒸发器、第三高压省煤器、第二高压省煤器和第一高压省煤器，其中，低压换热装置的第一股循环水出口依次连接第一高压省煤器、第二高压省煤器、第三高压省煤器、高压蒸发器、第一高压过热器、第二高压过热器和第三高压过热器的入口，第三高压过热器的出口连接汽轮机高压缸。

优选地，中压换热装置包括中压省煤器、中压蒸发器、中压过热器、第一再热器和第二再热器，其中，低压换热装置的第二股循环水出口依次连接中压省煤器、中压蒸发器、中压过热器、第一再热器和第二再热器的入口，第二再热器的出口连接汽轮机中压缸。