一种中低温地热和生物质燃气联合发电系统，其特点是：包括工质蒸发器与燃气锅炉的工质过热器、原动机、发电机连接，原动机与工质冷凝器、工质储存箱连通，工质储存箱通过工质升压泵与燃气锅炉的工质预热器连通；生产井与地热水处理装置、工质蒸发器连通，工质蒸发器与第二内加热管、第一内加热管连通，第一内加热管与回灌井、地下热储、生产井连通；生物质与酸化水解罐连通、且通过沼渣循环泵与沼渣发酵罐和沼肥连通，沼渣发酵罐通过第一燃气升压泵与储气罐连通；酸化水解罐通过有机酸循环泵与厌氧消化器连通，厌氧消化器通过第二燃气升压泵与储气罐、燃气锅炉的燃烧器连通；厌氧消化器填料模块置于厌氧消化器内。并提供其发电成本计算方法。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及多种可再生能源组合发电
，是一种中低温地热和生物质燃气 联合发电系统及发电成本计算方法。
技术介绍
地热能作为自然能源的一种，储量大（约为全球储煤量1. 7亿倍）、低碳、清洁、可 直接利用，其优势在于：寿命期内，不受阴晴昼夜变化的影响而能连续稳定供应。我国已查 明的地热资源相当于2000万亿吨标煤，占全球已查明地热资源量的40%，但其绝大部分属 于中温（150-90°C)低温（<90°C)地热资源，因其工质焓降过小，热效率很低（仅3%~ 6% )，不能够直接用于蒸汽动力循环发电，而被弃。另外，生物质能是一种储量丰富的可再生能源，可与煤混燃发电以替代部分的化 石能源，同时，生物质能燃烧温度高，可显著提高动力循环工质初始温度，但生物质能作为 发电能源的不足之处在于：能量密度低，且其直燃的利用率只有10%，秸杆利用的地域仅 限于可耕地区，而我国耕地面积只占国土面积的12. 68% ;能量密度高的专用能源植物却与 粮食作物争地。为提高生物质能量利用率，将其利用方式由直燃改为厌氧发酵，其能源利用 率可达到60%以上。
技术实现思路
本专利技术的目的是，针对中低温地热发电系统温度低、热量大，生物质燃气燃烧所产 烟气温度高、热量少的特点，以及厌氧消化系统生物质原料不易收集，致使其产气容量有限 的现状，通过对现有技术进行组合和创新，提供一种中低温地热和生物质燃气联合发电系 统，其特点是，以热量大、温度低的中低温地热作为动力循环工质蒸发热源，温度高、热量较 少的生物燃气作为工质过热热源，实现连续、稳定、高效发电；并基于系统的结构组成和换 热过程，建立科学合理，适用性强，能够推算联合发电系统的发电成本，评估该系统经济效 益的中低温地热和生物质燃气联合发电系统发电成本评估方法。 实现本专利技术目的所采用的技术方案之一是：一种中低温地热和生物质燃气联合发 电系统，其特征在于：它包括工质蒸发器11低温侧气态工质输出端与燃气锅炉23的工质过 热器21低温侧输入端连通，燃气锅炉23的工质过热器21低温侧输出端与原动机24输入 端连通，原动机24与发电机25连接，原动机24输出端与工质冷凝器26输入端连通，工质 冷凝器26输出端与工质储存箱27输入端连通，工质储存箱27输出端通过工质升压栗28 与燃气锅炉23的工质预热器22低温侧输入端连通，燃气锅炉23的工质预热器22低温侧 输出端与工质蒸发器11低温侧液态工质输入端连通；生产井7输出端与地热水处理装置 10输入端连通，地热水处理装置10输出端与工质蒸发器11高温侧地热水入口连通，工质蒸 发器11高温侧地热水出口通过地热水循环栗12与第二内加热管18输入端连通，第二内加 热管18输出端与第一内加热管3输入端连通，第一内加热管3输出端与回灌井8输入端连 通，回灌井8输出端通过地下热储9与生产井7输入端连通；生物质1与酸化水解罐2第一 输入端连通，酸化水解罐2第一输出端通过沼渣循环栗4与沼渣发酵罐5输入端连通，沼渣 发酵罐5第一输出端与沼肥 6连通，沼渣发酵罐5第二输出端通过第一燃气升压栗13与储 气罐14第一输入端连通；酸化水解罐2第二输出端通过有机酸循环栗17与厌氧消化器16 输入端连通，厌氧消化器16第一输出端通过酸液循环栗29与酸化水解罐2第二输入端连 通，厌氧消化器16第二输出端通过第二燃气升压栗15与储气罐14第二输入端连通，储气 罐14输出端与燃气锅炉23的燃烧器20连通；厌氧消化器填料模块19置于厌氧消化器16 内。 所述工质冷凝器26包括直接供水水冷表面式凝汽器、湿式冷却塔表面式凝汽器、 直接空冷凝汽器、表面式间接空冷凝汽器、混合式间接空冷凝汽器。 所述厌氧消化器填料模块19包括管板31、边框支架30和颗粒支管33,管板31上 钻有交叉排列的板孔32,板孔32内插入多孔多孔颗粒支架33,多孔多孔颗粒支架33下嵌 有多孔颗粒34,管板31四角通过边框支架30组合成上下、前后通透的厌氧消化器填料模 块19,多孔颗粒34粒径为5-10mm，多孔颗粒34间距为2-5mm，多孔多孔颗粒支架33直径 0. 5mm以下。 所述地热水处理装置10包括气水分离器41第一输出端与生物脱硫塔42输入端 连通，生物脱硫塔42输出端与净化气体43输送端连通；气水分离器41第二输出端与旋流 式除砂器45输入端连通，旋流式除砂器45输出端与锰砂除铁器46输入端连通，锰砂除铁 器46输出端通过增压水栗47与吸附罐48输入端连通，在吸附罐48内设有钙镁离子吸附 剂49。 实现本专利技术目的所采用的技术方案之二是：一种中低温地热和生物质燃气联合发 电系统发电成本计算方法，其特征在于：发电成本主要包括地热蒸发工质设备投资、生物质 燃气过热工质设备投资、发电机组设备投资、生物质原料成本以及运行维护成本，整个系统 发电成本简便计算方法由下述方程组定量描述： 地热蒸发工质设备投资： Kinvestigeo=egeo ·Pgeo ⑴ 生物质燃气过热工质设备投资： Kinvestbio -(QbioZCbi。，gas) ?bio,gas (4) 发电机组设备投资： Kinvestplant=Pnet ·eplant (5) 系统设备总投资： ^invest ^invest,bio~^^invest,geo~^^invest,plant (6) 年生物质燃料成本： Kfuel= (Qblo/Cbl〇igas) ·eblonass (7) 年运行维护成本： Κ·=Pnet ·e_ (8) 年累计发电量： Enet=Pnet ·τa (9) 发电成本： 其中，KinTCSt,gJ；也热能蒸发工质设备投资，P单一地热发电机组容量，e单位容 量地热能蒸发工质设备投资，KinTCSt，bl。生物质燃气过热工质设备投资，xbl。生物质能利用分 数，hbl。工质过热器出口工质焓值，hge。工质蒸发器出口工质焓值，hnil工质蒸发器入口工质 焓值，Qblcl生物质燃气过热工质年耗热量，nb生物质燃气锅炉热效率，τa系统年运行时间， CblCNgas生物质燃气热值，eblcligas单位体积生物质燃气生产成本，KinTCStiPlan^电机组设备投 资，PMt系统总装机容量，eplant单位容量发电机组设备投资，KinTCSt系统设备总投资，K^年 累计生物质原料成本，ebl_ss单位质量生物质原料成本，K_年运行维护成本，e_单位容量 发电机组年运行维护成本，EMt年累计发电量，LEC发电成本，erf资本回收系数，K___年 保险费率，匕实际债务利率；η机组折旧期；联立式（2)、式（3)、式（4)，确定Kinvest,bl。，再联立式（1)、式（5)、式（6)，确定Kinvest， 联立式（7)、式（8)、式（9)、式（10)、式（11)确定LEC。 本专利技术的中低温地热和生物质燃气联合发电系统的优点体现在：1)采用低沸点的物质作为动力循环工质，如氨、二氧化碳、有机工质等绿色工质， 可在工质蒸发器中吸收中低温地热源热当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种中低温地热和生物质燃气联合发电系统，其特征在于：它包括工质蒸发器(11)低温侧气态工质输出端与燃气锅炉(23)的工质过热器(21)低温侧输入端连通，燃气锅炉(23)的工质过热器(21)低温侧输出端与原动机(24)输入端连通，原动机(24)与发电机(25)连接，原动机(24)输出端与工质冷凝器(26)输入端连通，工质冷凝器(26)输出端与工质储存箱(27)输入端连通，工质储存箱(27)输出端通过工质升压泵(28)与燃气锅炉(23)的工质预热器(22)低温侧输入端连通，燃气锅炉(23)的工质预热器(22)低温侧输出端与工质蒸发器(11)低温侧液态工质输入端连通；生产井(7)输出端与地热水处理装置(10)输入端连通，地热水处理装置(10)输出端与工质蒸发器(11)高温侧地热水入口连通，工质蒸发器(11)高温侧地热水出口通过地热水循环泵(12)与第二内加热管(18)输入端连通，第二内加热管(18)输出端与第一内加热管(3)输入端连通，第一内加热管(3)输出端与回灌井(8)输入端连通，回灌井(8)输出端通过地下热储(9)与生产井(7)输入端连通；生物质(1)与酸化水解罐(2)第一输入端连通，酸化水解罐(2)第一输出端通过沼渣循环泵(4)与沼渣发酵罐(5)输入端连通，沼渣发酵罐(5)第一输出端与沼肥(6)连通，沼渣发酵罐(5)第二输出端通过第一燃气升压泵(13)与储气罐(14)第一输入端连通；酸化水解罐(2)第二输出端通过有机酸循环泵(17)与厌氧消化器(16)输入端连通，厌氧消化器(16)第一输出端通过酸液循环泵(29)与酸化水解罐(2)第二输入端连通，厌氧消化器(16)第二输出端通过第二燃气升压泵(15)与储气罐(14)第二输入端连通，储气罐(14)输出端与燃气锅炉(23)的燃烧器(20)连通；厌氧消化器填料模块(19)置于厌氧消化器(16)内。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵波，杨善让，曹生现，王恭，刘志超，李达，
申请(专利权)人：东北电力大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22
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