[科普中国]-联合循环地热发电

简介我国地热资源主要是以中低温热水为主，其中为数较多的是热水资源，这种资源在全球分布甚广，因此利用这种地热资源发电，具有广泛的现实意义。

将闪蒸系统发电与双工质循环发电联合，形成一种特殊的能量转换系统，对其进行详细分析，并建立该联合地热电站热力计算的数学模型，以此对电站的功率及效率进行了计算与分析，从中确定该系统的最佳闪蒸温度和由此温度导出的最佳设计参数。计算结果还表明，对给定温度为110℃的地热水资源，当环境冷却水平均温度为28℃时，闪蒸一双工质循环联合发电的最大总功率比闪蒸系统或双工质循环单独发电时的最大功率要大。此外，电站还生产热水以供直接利用1。

主要目的地热电站的主要目的是生产电能和提供热水。为此目的，若将闪蒸系统发电与双工质循环发电联合起来，将使电站的出力提高川，从而提高对地热资源的有效利用。闪蒸和双工质循环联合地热发电，实际上是将闪蒸器产生的蒸汽直接用于发电，而产生的饱和水则用于低沸点有机工质发电。这种特殊的能转换系统，能使地热资源得到充分利用。该系统包括闪蒸系统发电和双工质循环发电两部分，系统输出的功率是闪蒸系统和双工质循环发电的总和。

分析随着闪蒸温度的变化都出现最大值，前者的最佳闪蒸温度，为72.590(最大功率为614.2kW)，后者为9090;另一方面，由于闪蒸温度是双工质循环的热源温度，不论是比闪蒸系统或双工质循环单独发电时的最大功率。都要大20%以上，这表明，此发电系统在相同的资源条件下，能提供更多的电力。但是，由于闪蒸一双工质循环要用两台机组，设备投资较大;因此设计时要对电站投资和运行经济性进行评估:即对电站每千瓦投资及每吨地热水发电量进行综合分析，并考虑资源有效利用的社会效益。

地热水发电，由于焙降小，要提高汽轮机功率，只有增加流量。根据计算，在最佳闪蒸温度90℃时，闪蒸系统的每吨地热水净发电量Ne，1.914kWh/t，双工质循环为N。据此我们可计算出地热水流量与发电功率之间的变化关系:即随着流量增加，发电功率

也随之增加。例如，当地热水流t达350t/h时，总发电净功率可达1047.6kW，而功率愈大，电站经济性将愈好。因此，只要地热田条件允许，应尽可能增加地热水流量，或采用多口井提供热水。

在目前情况下，我国地热等新能源发电，总体上与化石燃料(煤、油、气)发电相比，经济上还不能与之竞争，需要国家政策支持。但在偏远的特殊地区，或在电网不到的偏远地区，地热发电在经济上是可行的(如西藏羊八井地热电站，年发电量100GWh，约占拉萨电网容的30%，在当地起着重要作用)。

由于工业上的高温余热资源和地热资源一样，可用以发电，因此本联合地热发电方法，可为工业余热发电提供参考2。

总结1)为提高地热水资源的有效利用，提出闪蒸一双工质循环联合地热发电系统，并建立起该地热电站热力计算的数学模型;

2)计算结果还表明，在所给定的计算条件下，闪蒸一双工质循环联合地热发电的最大总功率，比闪蒸系统或双工质循环单独发电时的最大功率要大20%以上。本计算总功率最大时的最佳闪蒸温度为t1 = 90℃，在此温度下导出的系统的各热力参数为最佳设计参数。由于联合发电要采用两台机组，投资较大，因此设计时要对电站投资与运行经济性进行评估;

3)地热水发电，由于熔降小，要提高汽轮机功率，只有增加流量。因此只要地热田条件允许，应尽可能增加地热水流量，以提高电站出力和经济性;

4)本联合地热发电方法，可为工业余热发电提供参考3。