CN201934267U - 一种环保节能减排地热开发系统 - Google Patents

一种环保节能减排地热开发系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供了一种环保节能减排地热开发系统，用于利用来自地热井的地热水进行发电，包括滤沙装置、螺杆膨胀机以及发电机组，地热井与滤沙装置相连；螺杆膨胀机与滤沙装置相连，地热井中的地热水经滤沙装置过滤后排送到螺杆膨胀机中；发电机组连接螺杆膨胀机并由螺杆膨胀机带动发电。本实用新型环保节能减排地热开发系统，可以直接将地热水冲转螺杆膨胀机拖动发电机发电，彻底解决了闪蒸设备和结垢腐蚀等运行难题，经济效益好，是一项高效的新型地热发电技术。此外，本环保节能减排地热开发系统还符合节能环保要求，二氧化碳排放为零，氮氧化物和硫化物排放为零。

Description

一种环保节能减排地热开发系统
【技术领域】
本实用新型涉及一种环保节能减排地热开发系统，特别是涉及一种能够充分利用地热资源产生动力进行发电或做功的环保节能减排地热开发系统。
【背景技术】
地球本身象一个大锅炉，深部蕴藏着巨大的热能。有人估计，地球内部由于放射性元素衰变而产生的热量，平均为每年5万亿亿卡。这是非常巨大的热源。1981年8月，在肯尼亚首都内罗毕如开了联合国新能源会议，据会议技术报告介绍，全球地热能的潜在资源，约相当于现在全球能源消耗总量的45万倍。地下热能的总量约为煤全部燃烧所放出热量的1.7亿倍。在地质因素的控制下，这些热能会以热蒸汽、热水、干热岩等形式向地壳的某一范围聚集，如果达到可开发利用的条件，便成了具有开发意义的地热资源。
地热资源按温度可分为高温、中温和低温三类。温度大于150℃的地热以蒸汽形式存在，叫高温地热；90℃150℃的地热以水和蒸汽的混合物等形式存在，叫中温地热；温度大于25℃、小于90℃的地热以温水(25℃-40℃)、温热水(40℃-60℃)、热水(60℃-90℃)等形式存在，叫低温地热。
地热资源有着广泛的用途，它和矿物燃料的区别在于不用燃烧，故一般是使地热能就地转换为电能或直接利用。目前我国利用地热主要用于发电、工业烘干及制冷空调、供暖、医疗洗浴、温室、养殖、农业灌溉等，其应用范围取决于地热水的温度高低。温度高，可用于地热发电；温度低，则只能用于地热温室、养殖及农业灌溉。
地热作为一种能源，对其回收利用的空间是巨大的，其社会效益和经济效益是不可估量的，利用地热资源发电，是环保性可再生能源的发电技术。由于地热水的热力参数较低，而且含有较高的盐分等矿物质，实际应用时存在成本高、运行维护量大等问题。因此，有必要提供一种高效的环保节能减排地热开发系统，以解决目前对地热利用不充分的问题。
【发明内容】
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种环保节能减排地热开发系统，其能够充分利用地热并将其直接转换成电能。
本实用新型提供了一种环保节能减排地热开发系统，用于利用来自地热井的地热水进行发电，包括滤沙装置、螺杆膨胀机以及负载设备，地热井与滤沙装置相连；螺杆膨胀机与滤沙装置相连，地热井中的地热水经滤沙装置过滤后排送到螺杆膨胀机中；负载设备连接螺杆膨胀机并由螺杆膨胀机带动发电。
根据本实用新型的一优选实施例，环保节能减排地热开发系统还进一步包括集汽器，集汽器与螺杆膨胀机相连，用来收集螺杆膨胀机中做功后排出的蒸汽。
根据本实用新型的一优选实施例，环保节能减排地热开发系统还进一步包括冷凝器，冷凝器与集汽器相连，用于将集汽器中排出的蒸汽凝结成水。
根据本实用新型的一优选实施例，环保节能减排地热开发系统还进一步包括凝结泵以及与凝结泵相连的蓄水池，凝结泵将凝结器凝结成的水排送至蓄水池中。
根据本实用新型的一优选实施例，环保节能减排地热开发系统还进一步包括汽水分离装置，汽水分离装置与螺杆膨胀机相连，用于将在螺杆膨胀机中做功后排出的地热水分离成蒸汽和水。
根据本实用新型的一优选实施例，环保节能减排地热开发系统还进一步包括多组蒸汽测量装置，用于测量蒸汽的流量、温度及压力参数。
根据本实用新型的一优选实施例，环保节能减排地热开发系统还进一步包括多组蒸汽控制阀，用于控制蒸汽的流量。
根据本实用新型的一优选实施例，环保节能减排地热开发系统还进一步包括多组疏水阀，用于通汽排水。
根据本实用新型的一优选实施例，环保节能减排地热开发系统还进一步包括控制模块、润滑模块以及密封模块，分别对螺杆膨胀机起到控制、润滑以及密封作用。
根据本实用新型的一优选实施例，环保节能减排地热开发系统还进一步包括变速机，螺杆膨胀机通过变速机与负载设备连接。
本实用新型环保节能减排地热开发系统，可以直接利用地热水冲转螺杆膨胀机拖动发电机发电，彻底解决了闪蒸设备和结垢腐蚀等运行难题，经济效益好，是一项高效的新型地热发电技术。此外，本环保节能减排地热开发系统还符合节能环保要求，二氧化碳排放为零，氮氧化物和硫化物排放为零。
为了能更进一步了解本实用新型为达成预定目的所采取的技术、手段及功效，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，相信本实用新型的目的、特征与特点，可由此得到深入且具体的了解，然而所附图式仅供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。
【附图说明】
可参考附图通过实例更加具体地描述本实用新型，其中附图并未按照比例绘制，在附图中：
图1A和图1B显示了螺杆膨胀机的基本原理；
图2显示了根据本实用新型的环保节能减排地热开发系统的第一实施例的示意图；以及
图3显示了根据本实用新型的环保节能减排地热开发系统的第二实施例的示意图。
【具体实施方式】
请参考图1A和图1B，显示了螺杆膨胀机110的基本原理。工质由入口管道113经入口管道口114进入阴螺杆112、阳螺杆111形成的齿槽内，随着阳螺杆111和阴螺杆112的转动，容腔逐渐增大，工质降压降温膨胀做功，做完功的工质由出口管道115排出。功率由阳螺杆111的输出端输出，可带动给水泵、风机、发电机等设备。
图2为本实用新型环保节能减排地热开发系统100第一实施例的示意图，如图2所示，本实用新型环保节能减排地热开发系统100包括通过管道(未标示)相连的地热井120、滤沙装置130、螺杆膨胀机110、发电机组140、流量计151、主汽阀152、压力表153、温度表154、调节阀155、排汽阀156、控制模块157、润滑模块158、密封模块(图未示)以及汽水分离装置160。此外，发电机组140也可以由其他负载设备比如泵、风机等来代替。
地热井120与滤沙装置130相连；螺杆膨胀机110与滤沙装置130相连；发电机组140与螺杆膨胀机110相连并由螺杆膨胀机110带动发电。螺杆膨胀机110与发电机组140通过阳螺杆(图未示)的输出轴(图未示)相连。汽水分离装置160与螺杆膨胀机110连接。根据需要在螺杆膨胀机110与发电机组130之间设置变速机(图未示)。
箭头P1所示为现有的地热水管网流程情况，现有地热水直接从地热井120输送到汽水分离装置160，地热水经汽水分离装置160分离成蒸汽和热水，蒸汽和热水被分别输送至用汽管网T1和用水管网T2。
本实施例的环保节能减排地热开发系统100与现有地热水管网P1并联，用于利用地热水做功进行发电，并将做功后的地热水排至汽水分离装置，地热水经汽水分离装置160分离成蒸汽和热水，蒸汽和热水被分别输送至用汽管网T1和用水管网T2。图2中箭头P2-P3-P4所示的方向为地热水在环保节能减排地热开发系统100中沿管路(未标示)的流动方向。流量计151、主汽阀152、压力表153、温度表154、调节阀155以及排汽阀156均设在管路上。流量计151以及压力表153主要用来测量地热水的流量以及压力参数。管路上设置温度表154来测量地热水的温度。主汽阀152、调节阀155以及排汽阀156主要用来控制地热水的流通以及流量的大小。控制模块157、润滑模块158及密封模块分别对螺杆膨胀机110起到控制、润滑以及密封作用。
该环保节能减排地热开发系统100的工作过程如下。地热井120排出的地热水经过滤沙装置130过滤流入螺杆膨胀机110做功进而带动发电机组140发电，做功之后的地热水再经管路输送至汽水分离装置160，汽水分离装置160将在所述螺杆膨胀机110中做功后排出的地热水分离成蒸汽和热水，分离而得的蒸汽分别被输送至用汽管网T1和用水管网T2(如图2中箭头P2-P3-P4所示的流动方向)。
图3为本实用新型环保节能减排地热开发系统200第二实施例的示意图。如图3所示，环保节能减排地热开发系统200包括通过管道(未标示)相连的地热井220、滤沙装置230、螺杆膨胀机210、变速机216、发电机组240、流量计251、主汽阀252、压力表253、温度表254、调节阀255、排汽阀256、控制模块257、润滑模块258、密封模块(图未示)、集汽器260、冷凝器270、凝结泵280以及蓄水池290。此外，发电机组240也可以由其他负载设备比如泵、风机等来代替。
第二实施例与第一实施例的不同之处在于经螺杆膨胀机210做功后的蒸汽流入集汽器260中。集汽器260中的蒸汽经冷凝器270凝结成水，凝结泵280将水排送至蓄水池290(如图3中箭头P5-P6-P7-P8所示的流动方向)，以供其他用水设备使用。
本实用新型环保节能减排地热开发系统，可以直接将地热水冲转螺杆膨胀机拖动发电机发电，彻底解决了闪蒸设备和结垢腐蚀等运行难题，经济效益好，是一项高效的新型地热发电技术。此外，本环保节能减排地热开发系统还符合节能环保要求，二氧化碳排放为零，氮氧化物和硫化物排放为零。
在上述实施例中，仅对本实用新型进行了示范性描述，但是本领域技术人员在阅读本专利申请后可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下对本实用新型进行各种修改。

Claims (9)

1.一种环保节能减排地热开发系统，用于利用来自地热井的地热水，包括滤沙装置、螺杆膨胀机以及负载设备，其特征在于，所述地热井与所述滤沙装置相连；所述螺杆膨胀机与所述滤沙装置相连，所述地热井中的地热水经所述滤沙装置过滤后排送到所述螺杆膨胀机中；所述负载设备连接所述螺杆膨胀机并由所述螺杆膨胀机带动工作。
2.如权利要求1所述的环保节能减排地热开发系统，其特征在于，所述环保节能减排地热开发系统还进一步包括集汽器，所述集汽器与所述螺杆膨胀机相连，用来收集所述螺杆膨胀机中做功后排出的蒸汽。
3.如权利要求2所述的环保节能减排地热开发系统，其特征在于，所述环保节能减排地热开发系统还进一步包括冷凝器，所述冷凝器与所述集汽器相连，用于将所述集汽器中排出的蒸汽凝结成水。
4.如权利要求3所述的环保节能减排地热开发系统，其特征在于，所述环保节能减排地热开发系统还进一步包括凝结泵以及与所述凝结泵相连的蓄水池，所述凝结泵将所述凝结器凝结成的水排送至所述蓄水池中。
5.如权利要求1所述的环保节能减排地热开发系统，其特征在于，所述环保节能减排地热开发系统还进一步包括汽水分离装置，所述汽水分离装置与所述螺杆膨胀机相连，用于将在所述螺杆膨胀机中做功后排出的地热水分离成蒸汽和水。
6.如权利要求1所述的环保节能减排地热开发系统，其特征在于，所述环保节能减排地热开发系统还进一步包括多组蒸汽测量装置，用于测量蒸汽的流量、温度及压力参数。 
7.如权利要求1所述的环保节能减排地热开发系统，其特征在于，所述环保节能减排地热开发系统还进一步包括多组蒸汽控制阀，用于控制蒸汽的流量。
8.如权利要求1所述的环保节能减排地热开发系统，其特征在于，所述环保节能减排地热开发系统还进一步包括控制模块、润滑模块以及密封模块，分别对所述螺杆膨胀机起到控制、润滑以及密封作用。
9.如权利要求1所述的环保节能减排地热开发系统，其特征在于，所述环保节能减排地热开发系统还进一步包括变速机，所述螺杆膨胀机通过所述变速机与所述负载设备连接。 
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