地熱發電

閃蒸地熱發電系統的優勢

  閃蒸地熱發電系統是一種比較適用于中低溫地熱水發電的系統(又稱“減壓擴容法”),圖1所示為這種系統的流程圖。來自地熱井的熱水首先進入閃蒸器(減壓擴容器)(圖1-a),容器內維持著比熱水壓力低的壓力,因而部分熱水得以閃蒸并將產生的蒸氣送往汽輪機膨脹做功發電。如地熱井口流體是濕蒸氣(圖1-b),則先進入汽水分離器,分離出的蒸氣送往汽輪機做功發電,分離剩余的水再進入閃蒸器,閃蒸后得到的閃蒸蒸氣也送往汽輪機做功。
 
  閃蒸地熱發電的特點是,系統比較簡單,運行和維護較方便,而目閃蒸器比表面式蒸發器結構簡單,金屬消耗量少,造價低。存在的缺點主要是:低壓蒸氣比容大,所以蒸氣管道、汽輪機的尺寸相應也大,使投資增加;設備直接受水質影響,易結垢、腐蝕;當蒸氣中夾帶的不凝氣體較多時,需要容量大的抽氣器維持高真空,因此自身電耗大。
  地熱田所提供的地熱蒸氣或熱水的參數(溫度、壓力),相對于常規火電廠的參數來說都是很低的,地熱發電的效率也遠低于火力發電。因此,如何最大限度地利用地熱能量,尤其是對濕蒸氣田和熱水田更是突出的問題。采用多級閃蒸系統,就是一種有效利用地熱能量的方法。
 
  圖2是多級閃蒸(多級減壓擴容)蒸氣循環的流程圖。從井口流出的熱水先進入第一級減壓擴容器,產生的蒸氣進入汽輪機的高壓部分,而從第一級閃蒸器底部出來的閃蒸后的剩余熱水再進入第二級閃蒸器(擴容器),產生二次閃蒸蒸氣,并通往汽輪機低壓部分做功。若井口出來的是濕蒸氣,則直接進入汽水分離器,蒸氣分離出來后去高壓部分做功,熱水再進入第二級閃蒸器(減壓擴容器),所以實際上是用一個汽水分離器代替了第一級閃蒸器,如(圖1-b)所示。第二級閃蒸器分離出來的熱水壓力若高于大氣壓力,則熱水可以自行排出;不然,就要用排水泵抽出。閃蒸器的級數增加,單位質量工質輸出功也增加,即地熱水中的能量愈能得到充分利用。當級數無限多時,理論上可以得到最大的輸出功,增益達到極限。但是,級數增加將使設備投資增加,系統變得復雜,所以實際采用的閃蒸級數一般不超過四級。地熱流體溫度高可以級數多些,熱水溫度較低時就不宜采用二級以上的閃蒸系統。