CN111306018A - 一种地热能与生物质能有机朗肯循环的热电联供*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种地热能与生物质能有机朗肯循环的热电联供***，包括由闪蒸分离器、生物质锅炉、二级预热器、膨胀机和发电机构成的朗肯循环***，所述闪蒸分离器的入口与生产井相连，其出口I经过二级预热器后连接回灌井，其出口II连接回灌井；所述膨胀机的排气口经过所述二级预热器后连接生物质锅炉的入口；该生物质锅炉的出口连接所述膨胀机的入口；所述膨胀机连接所述发电机。本发明可以提高膨胀机的入口温度，提升发电效率。同时，还可消除膨胀机的冷端损失，提高能源利用率。

Description

一种地热能与生物质能有机朗肯循环的热电联供***
技术领域
本发明涉及一种热能装置，尤其是一种改良的有机朗肯循环热电***，具体的说是一种地热能与生物质能有机朗肯循环的热电联供***。
背景技术
可再生能源主要包括风能、太阳能、水能、生物质能、地热能等能源。随着化石燃料的消耗殆尽，大力发展可再生能源是当前的迫切要求，地热能和生物质能的合理开发利用越来越受到国家和行业的重视。
地热能作为可再生能源的一种，具有储量大、低碳、清洁等特点，可不受阴晴昼夜影响，稳定持续提供热量。按全世界年耗100亿吨标煤计算，地球陆地以下五公里内的岩石和地下水热量，可满足人类几万年能源之需要。
目前，常规的地热能发电***，普遍存在膨胀机入口的温度不高，导致***的发电效率低的问题。而且，由于膨胀机排气直接通过冷凝器放热，冷端损失大，造成地热能发电***综合能源利用效率低。因此，急需加以改进。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供地热能与生物质能有机朗肯循环的热电联供***，可以提高膨胀机的入口温度，提升发电效率。同时，还可消除膨胀机的冷端损失，提高能源利用率。
本发明的技术方案是：
一种地热能与生物质能有机朗肯循环的热电联供***，包括由闪蒸分离器、生物质锅炉、二级预热器、膨胀机和发电机构成的有机朗肯循环***，所述闪蒸分离器的入口与生产井相连，其出口I经过二级预热器的第一管路后连接回灌井，其出口II连接回灌井；所述膨胀机的排气口经过所述二级预热器的第二管路后连接所述生物质锅炉的入口；该生物质锅炉的出口连接所述膨胀机的入口；所述膨胀机连接所述发电机。
进一步的，还包括一级预热器，其第一管路串联在所述闪蒸分离器的出口II与所述回灌井之间，其第二管路串联在所述膨胀机的排气口与所述二级换热器之间。
进一步的，还包括热网换热器和热网补热器；该热网换热器的第二管路与所述热网补热器的第二管路串接后与热用户相连，并形成循环回路；所述热网换热器的第一管路串接在所述膨胀机排气口与所述一级预热器之间；所述热网补热器的第一管路的入口与所述生物质锅炉的烟气口相连，该管路的出口为排空。
进一步的，所述热网换热器与热用户之间设有热水泵。
进一步的，所述一级预热器与所述热网换热器之间设有工质泵
本发明的有益效果：
1、通过生物质锅炉对有机工质进行补热，提高***发电效率；
2、膨胀机排气余热用来供热，无冷端损失；
3、回收生物质锅炉烟气余热，对热网换热器出口热水进一步加热，以满足供热需求；
4、***不仅综合能源利用率高，而且同时满足用户的热、电多样化能源需求。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
其中：1-生产井；2-闪蒸分离器；3-生物质锅炉；4-二级预热器；5-一级预热器；6-工质泵；7-膨胀机；8-发电机；9-热网换热器；10-热网补热器；11-热水泵；12-热用户；13-回灌井。图中箭头为介质、烟气或热水的流向。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1所示。
一种地热能与生物质能有机朗肯循环的热电联供***，包括生产井1、闪蒸分离器2、生物质锅炉3、二级预热器4、一级预热器5、膨胀机7、发电机8、热网换热器9、热网补热器10、热用户12和回灌井13。
所述闪蒸分离器2的入口与生产井1相连，其出口I经过二级预热器4后连接回灌井13，其出口II经过所述一级预热器5后连接回灌井13，形成地热能***。所述闪蒸分离器2可采用SZ-2型中温闪蒸分离器。
所述膨胀机7的排气口经过所述热网换热器9的第一管路、工质泵6、一级换热器5的第二管路、二级预热器4的第二管路和所述生物质锅炉3后连接到该膨胀机7的入口，形成有机朗肯循环***。该生物质锅炉3的出口连接到所述膨胀机7的入口。该有机朗肯循环***中的有机工质可选用R134a、R245fa等。所述生物质锅炉3可采用SZL型双锅筒生物质蒸汽锅炉，作为补热装置。所述一级预热器5和二级预热器4均可采用BEM型单程壳体封头管箱式换热器。
所述热网换热器9的第二管路和热网补热器10的第二管路相串接后连接到热用户12，再经热水泵11后连接到所述热网换热器9的第二管路 ，形成供热***。同时，所述生物质锅炉3的烟气口还连接所述热网补热器10的第一管路后排空，使烟气排放过程中得到热回收，提高能源利用率。所述热网换热器9和热网补热器10均可采用BIU型封头管箱U型管式换热器。
本发明的工作过程为：
从生产井出来的地热汽水混合物，通过闪蒸分离器产生地热闪蒸汽和地热凝液，其中地热凝液由出口II排出，为一级预热器提供热量。地热闪蒸汽由出口I排出，为二级预热器提供热量。地热闪蒸汽和地热凝液回收完热量后进入回灌井，实现循环利用。
在有机朗肯循环***中，有机工质液体依次通过一级预热器和二级预热器以及生物质锅炉后，被加热成较高温度的气体，推动膨胀机做功，再由膨胀机带动发电机发电。做完功的有机工质气体从膨胀机排出，进入热网换热器被冷却为液体，进入工质泵完成整个有机朗肯循环。其中，生物质锅炉通过对动物粪便、农作物废弃物、木材、固体废弃物的燃烧，对从二级预热器出来的有机工质进行补热，提高膨胀机入口端的有机工质的温度，使发电效率得到提升。
膨胀机的排气进入热网换热器，将热网***中的热水预热。同时，生物质锅炉的烟气进入热网补热器，将热水加热为高温热水，达到供热要求，向热用户供热。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (5)

1.一种地热能与生物质能有机朗肯循环的热电联供***，包括由闪蒸分离器、生物质锅炉、二级预热器、膨胀机和发电机构成的有机朗肯循环***，其特征是：所述闪蒸分离器的入口与生产井相连，其出口I经过二级预热器的第一管路后连接回灌井，其出口II连接回灌井；所述膨胀机的排气口经过所述二级预热器的第二管路后连接所述生物质锅炉的入口；该生物质锅炉的出口连接所述膨胀机的入口；所述膨胀机连接所述发电机。
2.根据权利要求1所述的地热能与生物质能有机朗肯循环的热电联供***，其特征是：还包括一级预热器，其第一管路串联在所述闪蒸分离器的出口II与所述回灌井之间，其第二管路串联在所述膨胀机的排气口与所述二级换热器之间。
3.根据权利要求2所述的地热能与生物质能有机朗肯循环的热电联供***，其特征是：还包括热网换热器和热网补热器；该热网换热器的第二管路与所述热网补热器的第二管路串接后与热用户相连，并形成循环回路；所述热网换热器的第一管路串接在所述膨胀机排气口与所述一级预热器之间；所述热网补热器的第一管路的入口与所述生物质锅炉的烟气口相连，该管路的出口为排空。
4.根据权利要求2所述的地热能与生物质能有机朗肯循环的热电联供***，其特征是：所述热网换热器与热用户之间设有热水泵。
5.根据权利要求2所述的地热能与生物质能有机朗肯循环的热电联供***，其特征是：所述一级预热器与所述热网换热器之间设有工质泵。
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