地热发电

闪蒸地热发电系统的优势

  闪蒸地热发电系统是一种比较适用于中低温地热水发电的系统(又称“减压扩容法”),图1所示为这种系统的流程图。来自地热井的热水首先进入闪蒸器(减压扩容器)(图1-a),容器内维持着比热水压力低的压力,因而部分热水得以闪蒸并将产生的蒸气送往汽轮机膨胀做功发电。如地热井口流体是湿蒸气(图1-b),则先进入汽水分离器,分离出的蒸气送往汽轮机做功发电,分离剩余的水再进入闪蒸器,闪蒸后得到的闪蒸蒸气也送往汽轮机做功。
 
  闪蒸地热发电的特点是,系统比较简单,运行和维护较方便,而目闪蒸器比表面式蒸发器结构简单,金属消耗量少,造价低。存在的缺点主要是:低压蒸气比容大,所以蒸气管道、汽轮机的尺寸相应也大,使投资增加;设备直接受水质影响,易结垢、腐蚀;当蒸气中夹带的不凝气体较多时,需要容量大的抽气器维持高真空,因此自身电耗大。
  地热田所提供的地热蒸气或热水的参数(温度、压力),相对于常规火电厂的参数来说都是很低的,地热发电的效率也远低于火力发电。因此,如何最大限度地利用地热能量,尤其是对湿蒸气田和热水田更是突出的问题。采用多级闪蒸系统,就是一种有效利用地热能量的方法。
 
  图2是多级闪蒸(多级减压扩容)蒸气循环的流程图。从井口流出的热水先进入第一级减压扩容器,产生的蒸气进入汽轮机的高压部分,而从第一级闪蒸器底部出来的闪蒸后的剩余热水再进入第二级闪蒸器(扩容器),产生二次闪蒸蒸气,并通往汽轮机低压部分做功。若井口出来的是湿蒸气,则直接进入汽水分离器,蒸气分离出来后去高压部分做功,热水再进入第二级闪蒸器(减压扩容器),所以实际上是用一个汽水分离器代替了第一级闪蒸器,如(图1-b)所示。第二级闪蒸器分离出来的热水压力若高于大气压力,则热水可以自行排出;不然,就要用排水泵抽出。闪蒸器的级数增加,单位质量工质输出功也增加,即地热水中的能量愈能得到充分利用。当级数无限多时,理论上可以得到最大的输出功,增益达到极限。但是,级数增加将使设备投资增加,系统变得复杂,所以实际采用的闪蒸级数一般不超过四级。地热流体温度高可以级数多些,热水温度较低时就不宜采用二级以上的闪蒸系统。