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1、中文题目：热水型地热发电的双循环系统设计外文题目：Hot water operated dual cycle of geothermal power generation system design毕业设计（论文 ）共 页（其中：外文文献及译文 页） 图纸共0张 完成日期 答辩日期 57摘要本文研究了热水型地热发电的双工质循环系统，利用该系统实现对国内丰富的低温地热资源的利用。双工质地热发电系统是利用地热水的热量加热沸点较低的有机工质，吸热蒸发后的有机工质再进入膨胀机或透平机做功，做功后的工质在冷凝器中被冷却水吸热冷凝，再通过循环泵升压进入蒸发器吸热完成一个循环。在选定的地热水条件下，依次完成
2、地热发电系统各个部分设计，其中对蒸发器，冷凝器及膨胀机做了详细的计算。计算结果表明目前中国的地热资源还不能得到充分的利用，究其原因是地热发电效率偏低。此外对地热双工质循环发电系统的最新现状及生产中的难题做出了介绍及解决。关键词：地热发电 双工质 蒸发器 膨胀机 循环热效率AbstractThis paper studies the double working medium circulation hot water operated geothermal power generation system, using the system on the domestic use of abun
3、dant low-temperature geothermal resources. Double working medium geothermal heat power generation system using geothermal water heating boiling point lower organic working medium, heat absorption after evaporation of organic working medium entering or turbine expander, doing work again after work wo
4、rking medium of the condensed in the condenser cooling water absorption of heat, again through the circulating pump booster into the evaporator heat absorption to complete a cycle. Under the selected conditions of geothermal water, the geothermal power system each part of the design, in order of eva
5、porator, condenser and expansion machine to do the detailed calculation. Calculation results show that at present China still cannot fully take advantage of geothermal resources, investigate its reason is geothermal power generation efficiency is low. In addition to double working substance cycle ge
6、othermal power generation system present situation and problems in the production of the latest made a introduction and solving.Key words：Geothermal power generation Double working medium The evaporator expander Cycle thermal efficiency辽宁工程技术大学毕业设计（论文）前言随着世界经济的不断增长, 能源的消耗也越来越大, 化石燃料的大量使用带来了严重的环境污染和生
7、态破坏, 资源量也日益减少。开发洁净的可再生能源成了可持续发展的迫切需要。作为替代能源之一的地热能源日益受到人们的重视。地热电站没有燃料运输设备, 没有庞大的锅炉设备, 没有灰渣和烟气对环境的污染, 是比较清洁的能源。地热发电成本较水电、火电都低。在我国的地热资源开发中，经过多年的技术积累，地热发电效益显著提升。除地热发电外，直接利用地热水进行建筑供暖、发展温室农业和温泉旅游等利用途径也得到较快发展。全国已经基本形成以西藏羊八井为代表的地热发电、以天津和西安为代表的地热供暖、以东南沿海为代表的疗养与旅游和以华北平原为代表的种植和养殖的开发利用格局。随着能源的紧张和环保意识的不断增强，能源的利用
8、越来越受到重视。对于工业发电，一方面对环境造成了污染，一方面造成了能源的浪费，所以为了社会环境的可持续发展，地热发电成为发展中国家和发达国家都在研究的热门话题，利用地热发电是解决这一问题的有效方法之一。通过毕业设计，旨在研究对地热的热利用进行热力发电，充分利用自然能源来减少火力，水力等发电的成本，同时充分体现地热资源的利用价值。1 绪论 1.1 地热发电现状1913年, 第一座装机容量0.25MW的电站在意大利建成并运行,标志着商业性地热发电的开端。目前世界最大的地热电站是美国的盖瑟尔斯地热电站, 其中第一台地热发电机组( 11MW ) 于1960 年启动, 以后的10年中, 2号( 13MW
9、 )、3 号( 27MW ) 和4 号( 27MW )机组相继投入运行。20世纪70年代, 共投产9台机组, 80年代以后, 又相继投产一大批机组,其中除13号机组容量为135MW 外, 其余多为110MW 机组。地热发电至今已有近百年的历史, 已经有了较大规模的发展, 显然地热发电能够可靠、安全和可持续性地运行。地热发电在我国也有了较大的发展。1970年, 我国在广东丰顺建成第一座地热电站, 机组功率为0.1MW。随后,河北怀来、西藏羊八井等地也建了地热电站。到目前为止, 西藏羊八井地热电站是我国最大、运行最久的地热电站, 一直在安全、稳定发电。羊八井地热电站装机容量已达到9 台共25.18
10、MW, 机组最大单机容量为3MW 等级。目前, 国内可以独立建造30MW 以上规模的地热电站, 单机可以达到10MW, 截止到2007年我国地热发电装机容量为32MW。目前, 羊八井电站还具有很大的开发潜力, 而在羊八井地热田西南45km处的羊易地热田, 也是一个亟待开发的高温地热田, 另外,云南省地热资源十分丰富, 如腾冲地区是中国大陆有名的高温地热区, 也是中国大陆独一无二的火山热区, 地质普查显示全区有27个高温地热田, 但却没有建成一座地热发电站。据2005年世界地热大会的统计, 世界上有24个国家建设了地热发电(2000年的统计为19个国家) , 世界地热发电总装机容量为8900MW
11、, 目前运行容量为8000MW。该数据比2000年增长了12% , 2003 年地热发电总量为57000GW h, 比2000 年增长了15% , 预测至2010 年, 有望达到10815MW 的总装机容量。世界地热发电的发展情况见图1。美国地热发电能力已经超过了2800MW, 居世界首位菲律宾、墨西哥紧随其后; 印度尼西亚后来居上已经排在第四位; 其次是意大利、日本、新西兰,我国排名第15位。世界主要国家的地热发电量如图：图1-1世界地热发电的发展图1-2世界主要国家地热发电量统计1.2 地热发电原理及技术地热发电的过程就是把地下热能首先转变为机械能, 然后再把机械能转变为电能的过程,原理和
12、火力发电的基本原理是一样的。所不同的是, 地热发电不像火力发电那样需要备有庞大的锅炉, 也不需要消耗燃料, 它所用的能源是地热能。根据可利用地热资源的特点以及采用技术方案的不同, 地热发电主要划分为地热蒸汽、地下热水、联合循环和地下热岩四种发电方式。1.2.1 地热蒸汽发电蒸汽型地热发电是把高温地热田中的干蒸汽直接引人汽轮发电机组发电。在引入发电机组前先要把蒸汽中所含的岩屑、矿粒和水滴分离出去。蒸汽型地热发电系统的类型有：背压式汽轮机发电系统；凝汽式汽轮机发电系统。 1）背压式汽轮机发电工作原理为: 把干蒸汽从蒸汽井中引出,先加以净化, 经过分离器分离出所含的固体杂质, 然后使蒸汽推动汽轮发电
13、机组发电, 排汽放空(或送热用户)。这是最简单的发电方式,大多用于地热蒸汽中不凝结气体含量很高的场合, 或者综 合利用于工农业生产和生活用水。图1-3背压式汽轮机发电系统 2）凝汽式汽轮机发电为了提高地热电站的机组输出功率和发电效率, 做功后的蒸汽通常排入混合式凝汽器,冷却后再排出, 在该系统中, 蒸汽在汽轮机中能膨胀到很低的压力, 所以能做出更多的功,系统原理见图。该适用于高温( 160 以上) 地热田的发电, 系统简单。图1-4凝汽式汽轮机发电系统1.2.2 地下热水发电 闪蒸地热发电工作原理: 将地热井口来的地热水, 先送到闪蒸器中进行降压闪蒸(或称扩容) 使其产生部分蒸汽, 再引到常规
14、汽轮机做功发电。汽轮机排出的蒸汽在混合式凝汽器内冷凝成水送往冷却塔。分离器中剩下的含盐水排入环境或打入地下, 或引入作为第二级低压闪蒸分离器中, 分离出低压蒸汽引入汽轮机的中部某一级膨胀做功。用这种方法产生蒸汽来发电就叫做闪蒸法地热发电。它又可以分为单级闪蒸法、两级闪蒸法和全流法等。图1-5单级闪蒸法地热发电系统图1-6两级闪蒸法地热发电系统图1-7全流法地热发电系统采用闪蒸法的地热电站, 热水温度低于100 时, 全热力系统处于负压状态。这种电站, 设备简单, 易于制造, 可以采用混合式热交换器。缺点是, 设备尺寸大, 容易腐蚀结垢,热效率较低。由于系直接以地下热水蒸汽为工质, 因而对于地下
15、热水的温度、矿化度以及不凝气体含量等有较高的要求。1.2.3 中间介质法地热发电工作原理: 通过热交换器利用地下热水来加热某种低沸点的工质, 使之变为蒸汽, 然后以此蒸汽去推动气轮机, 并带动发电机发电。因此, 在这种发电系统中, 采用两种流体: 一种是采用地热流体作热源, 它在蒸汽发生器中被冷却后排入环境或打入地下; 另一种是采用低沸点工质流体作为一种工作介质(如氟里昂、异戊烷、异丁烷、正丁烷、氯丁烷等), 这种工质在蒸汽发生器内由于吸收了地热水放出的热量而汽化, 产生的低沸点工质蒸汽送入汽轮机发电机组发电。做完功后的蒸汽, 由汽轮机排出, 并在冷凝器中冷凝成液体, 然后经循环泵打回蒸汽发生器再循环工作。该方式分单级中间介质法系统和双级(或多级) 中间介质法系统。这一系统的优点是能够更充分地利用地下热水的热量, 降低发电的热水消耗率, 缺点是增加了投资和运行的复杂性。图1-8中间介质法地热发电系统1.2.4 联合循环
