[发明专利]地热发电装置及其实时监测系统

摘要

本发明公开了一种地热发电装置，相比传统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，系统总损失降低，所以装置的热经济性和效率得到提高。本发明还公开一种实时监测系统，监测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。

主权项

一种地热发电装置的实时监测系统，其特征在于，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)；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)；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)；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；测试装置平台(20)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(21)包括数据转换积算仪、计算机；数据评估平台(22)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：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)进口和出口的有机工质、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生产井(1)出口的地热水热值；所述数据转换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量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；所述数据评估平台(22)，用于根据回灌井(17)的进口地热水的温度和SiO2浓度判断所述地热发电装置运行是否正常。