第35春第12期 2015年12月
煤气与热力 GAS &HEAT
Vol. 35 No. 12 Dec.2015
地热流体参数对饱和蒸汽汽轮机组性能的影响
蔡正敏，郑颖异，张俊红，郑申，李贺
（中国石油集团长城钻探工程有限公司工程服务公司，北京100101）
摘要：分析闪蒸分离发电系统的热力过程。基于肯尼亚Olkaria地区某典型地热井测井参数，计算得出地热电站输出功率、热效率和烟效率随井口热流体参数的变化规律。经计算，获得比功最大条件下的最优汽水分离器压力。当汽水分离器工作温度等于地热流体闪蒸点温度与凝汽器运行温度的算术平均值时，系统比功最大，地热电站输出功率也最大。
关键调：地热电站；地热蒸汽；热流体参数；比功；最优汽水分离器压力
中图分类号：TK521
1概述
文章编号：1000-4416(2015)12-0A26-04
文献标志码：A
电，这种电站通常适用于高温水热田；③有机朗肯循
地热电站规模主要与地热井的产能有关[1]，这与火电截然不同。在火力发电系统中，进人机组的蒸汽参数可通过调节锅炉负荷来实现，但在地热电站系统中，井口热流体参数包括压力、温度、流量、恰及干度等受地热井产能制约并且互相耦合，通常井口压力的调节会直接影响到其温度、焙及干度等，因此在地热电站初步规划阶段就应该进行井口蒸汽参数变化对汽轮机组性能的影响的研究，从而为机组的选型和设计参数优选提供理论依据[3]。地热电站的规模选择既要保证有足够的地热流体使机组启动并满负荷发电，又要考虑避免过度开采造成机组出力不足，此外，还需综合考虑井口热流体化学成分以及机组防腐阻垢等因素，实现对机组设计运行参数的优选[3]。
目前，国内外运行的地热电站主要分为四种类型4}：①干蒸汽地热发电站：直接利用地热蒸汽推动汽轮机运转，产生电能，这种电站主要是用于高温地热蒸汽田的开发：②闪蒸地热发电站：地热流体通过汽水分离器或闪蒸罐进行汽水闪蒸分离，分离出的饱和蒸汽带动凝汽式或背压式汽轮机发电机组发
环地热发电：利用中间热交换器将地热流体的热能传递到有机工质朗肯循环发电回路，这种地热电站适用于中低温地热田，地热流体不进人发电机组，即仅开采热能而不开采热流体：④干热岩发电系统：通常直接利用地壳深4km以上的干热岩体的热量，采用高压注水等方式使得干热岩体压裂形成裂缝，通过注人井注人水等工质吸取干热岩的热量产生蒸汽并由开采井采出后进入汽轮机组发电。针对肯尼亚 Olkaria地区某地热井测井情况，井口为气液两相流，说明该地热资源为水热型，因此，宜采用闪蒸分离发电系统。本文根据该地热井的测井参数，分析井口参数对饱和蒸汽汽轮机组性能的影响；根据热力学第二定律，以比功率为目标函数，得出比功率最大条件下的最优汽水分离器工作压力，从而为地热电站的设计提供理论依据。
2地热井口流体参数对汽轮机组性能影响
图1为闪蒸分离发电系统，主要由生产井、汽水分离器、汽轮机、发电机、凝汽器、冷却塔、回灌井、水池以及控制阀门和管路组成，其中井口阀门具有减压作用。图2为该闪蒸分离发电系统的温摘图[5]。
基金项目：中国石油集团“可再生能源技术开发与应用研究科研项目，课题名称为“背尼亚地热开发技术研究与现场试验"（项目号：2012A-4906）
作者简介：蔡正敏（1969－）
），男，武汉黄陂人，高级工程师，博士，从事机械、热能工程管理工作。
收稿日期：201409-10；修回日期：2015-0422
·A26 .
万方数据