利用油田地?zé)嵛菜M(jìn)行雙循環(huán)螺桿膨脹機(jī)發(fā)電的設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于低溫余熱利用技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用油田地?zé)嵛菜M(jìn)行雙循環(huán)螺桿膨脹機(jī)發(fā)電的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著油田的開采利用，其資源量將逐漸減小。以華北油田為例，其留北地?zé)嵴静捎土恳呀?jīng)相當(dāng)小，根據(jù)目前的采油運(yùn)行模式，只開啟了部分電潛泵，電潛泵都安裝有變頻器，運(yùn)行頻率約40Hz，地?zé)崴h(huán)水量也較原來降低，目前地?zé)崴h(huán)水量約為2500m3/天，約計104t/h，主要用于維持站點(diǎn)輸油管道溫度，保證生產(chǎn)。這部分地?zé)崴鏊疁囟燃s110°C，雖然這個階段水溫較高，但是如果用這部分110°C地?zé)崴糜诎l(fā)電，發(fā)電后降溫到70?80°C會影響管道維溫。但是如果110的地?zé)崴扔糜糜诠艿谰S溫后，地?zé)嵛菜杂?0°C以上，水量2500m3/天，這部分地?zé)嵛菜疀]有被利用直接回灌回地下，用這部分地?zé)嵛菜臒崃縼戆l(fā)電，既保證生產(chǎn)又使收益最大化。
[0003]在低溫余熱領(lǐng)域，采用有機(jī)工質(zhì)(ORC)作為熱力循環(huán)的工質(zhì)與90°C以下低溫?zé)崴畵Q熱，有機(jī)工質(zhì)吸熱后產(chǎn)生高壓蒸汽，推動雙工質(zhì)膨脹機(jī)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。這是傳統(tǒng)發(fā)電技術(shù)不能做到的(傳統(tǒng)發(fā)電要求熱源溫度在350°C以上)，從而極大的拓寬了可以回收發(fā)電的余熱資源范圍，為建材、冶金、化工等行業(yè)的低溫余熱回收提供了更好的技術(shù)手段和設(shè)備。同時，這項技術(shù)還可以推廣到可再生能源發(fā)電設(shè)備中(如地?zé)崮堋⑻柲芎蜕镔|(zhì)能)，為利用可再生能源發(fā)電提供了新技術(shù)方法。
[0004]原始應(yīng)用的機(jī)組，工質(zhì)泵自機(jī)組投運(yùn)后始終處于工頻滿負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，未考慮由于熱源溫度波動造成蒸發(fā)器內(nèi)有機(jī)工質(zhì)液位的變化從而影響蒸發(fā)效率及運(yùn)行進(jìn)程。而蒸發(fā)器是吸熱、蒸發(fā)一體的，工質(zhì)走殼程，熱水走管程。工質(zhì)液位過低，低于換熱盤管水平位置，換熱效率下降；工質(zhì)液位過高，蒸發(fā)面積不足，冷凝器虧液，同樣影響換熱效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為提高油田地?zé)崴疅崮艿睦寐?，?0°C地?zé)嵛菜臒崃縼戆l(fā)電，本實用新型提出一種新的利用油田地?zé)嵛菜M(jìn)行雙循環(huán)螺桿膨脹機(jī)發(fā)電的設(shè)備，對地?zé)嵛菜酂徇M(jìn)行回收利用。
[0006]本實用新型發(fā)電設(shè)備是這樣構(gòu)成的:
[0007]一種利用油田地?zé)嵛菜M(jìn)行雙循環(huán)螺桿膨脹機(jī)發(fā)電的設(shè)備，包括蒸發(fā)器、預(yù)熱器、儲液罐、冷凝器、膨脹機(jī)、發(fā)電機(jī)和冷卻塔；所述的發(fā)電設(shè)備由三組循環(huán)回路組成，循環(huán)回路一是供熱回路，循環(huán)回路二是發(fā)電及熱循環(huán)回路，循環(huán)回路三是冷卻回路；
[0008]循環(huán)回路一為:熱水源的出口通過熱水循環(huán)泵和逆止閥連接到蒸發(fā)器和預(yù)熱器中的管路一，管路一的出口再通過閥門連接到熱水源的回路入口形成循環(huán)回路；
[0009]循環(huán)回路二為:蒸發(fā)器和預(yù)熱器中的管路二的出口通過主汽閥連接螺桿膨脹機(jī)的入口，膨脹機(jī)帶動發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電，膨脹機(jī)的出口通過閥門連接冷凝器中的管路一；冷凝器的管路一的出口連接儲液罐，儲液罐的出口通過工質(zhì)泵和逆止閥連接到蒸發(fā)器和預(yù)熱器中的管路二的入口形成循環(huán)回路；
[0010]循環(huán)回路三為:冷凝器中的管路二的出口通過閥門連接到冷卻塔的入口，冷卻塔的出口通過閥門、冷卻水泵與逆止閥連接到冷凝器中的管路二的入口形成循環(huán)回路。
[0011]循環(huán)回路二中，在蒸發(fā)器中的管路二的出口與冷凝器的管路一的入口之間，加設(shè)了一個旁通管及電磁閥。
[0012]蒸發(fā)器、預(yù)熱器、冷凝器均是管殼式的換熱設(shè)備。
[0013]工質(zhì)泵、熱水循環(huán)泵、冷卻水泵上均設(shè)有變頻設(shè)施。
[0014]雙螺桿膨脹機(jī)上裝有轉(zhuǎn)速測量儀，并設(shè)定自動預(yù)警上下限，上限設(shè)為1700r/min，下限設(shè)為1000r/min。
[0015]本實用新型通過雙循環(huán)螺桿膨脹機(jī)發(fā)電技術(shù)對地?zé)嵛菜酂徇M(jìn)行回收利用，產(chǎn)生高品位電能。采用有機(jī)工質(zhì)作為熱力循環(huán)的工質(zhì)與低溫余熱換熱，有機(jī)工質(zhì)吸熱后產(chǎn)生高壓蒸汽，推動雙工質(zhì)膨脹機(jī)10帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。這是常規(guī)發(fā)電技術(shù)不能做到的(常規(guī)發(fā)電要求熱源溫度在350°c以上)，從而拓寬了可以回收發(fā)電的余熱資源范圍，為建材、冶金、化工等行業(yè)的低溫余熱資源回收提供了技術(shù)手段和設(shè)備。
[0016]本實用新型的優(yōu)點(diǎn)是:
[0017]適用于各種工作介質(zhì)。螺桿膨脹動力機(jī)是當(dāng)今國內(nèi)外唯一能同時適用于過熱蒸汽、飽和蒸汽、汽水兩相濕蒸汽及熱水的熱動力機(jī)，它還適用于低溫有機(jī)工質(zhì)。
[0018]對工作介質(zhì)品質(zhì)要求不高。螺桿膨脹動力機(jī)適用于含鹽垢的流體，不怕結(jié)垢和污染介質(zhì)，能除垢自潔；未能除去的剩余污垢可以起到減小間隙、減低泄露損失的作用，從而有利于提尚機(jī)組效率。
[0019]適合于熱源參數(shù)大范圍波動。螺桿膨脹動力機(jī)在熱源壓力、溫度和流量大范圍波動情況下，內(nèi)效率基本不變，能保持機(jī)組穩(wěn)定、安全運(yùn)行。
[0020]運(yùn)行操作簡單。螺桿膨脹動力機(jī)運(yùn)行時不暖機(jī)、不盤車，直接沖轉(zhuǎn)啟動，操作簡單，不會造成飛車等生產(chǎn)安全事故，能保持機(jī)組穩(wěn)定、安全運(yùn)行。
[0021]維護(hù)檢修方便。螺桿膨脹動力機(jī)零部件少，維修容易，長期無需大修(十年以上)，正常每年一次小修維護(hù)，檢修簡單方便，不需要專業(yè)維護(hù)技術(shù)人員。
[0022]結(jié)構(gòu)簡單安裝容易。發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)簡單、占地小、通用性強(qiáng)、可以整機(jī)裝和移動，合適工業(yè)余熱的特點(diǎn)和發(fā)電利用。
[0023]采用永磁渦流柔性傳動技術(shù)，實現(xiàn)了源動機(jī)到負(fù)載之間轉(zhuǎn)矩的無接觸傳遞因為無物理性連接，由連接精度所造成的機(jī)械振動和噪音大大降低。
[0024]本實用新型發(fā)電機(jī)組的動力設(shè)備為雙螺桿膨脹機(jī)，它是一種容積式的全流動力設(shè)備，能適應(yīng)過熱蒸汽、飽和蒸汽、汽水兩相和熱水工質(zhì)。本實用新型對于開發(fā)新型、高效的低溫余熱發(fā)電設(shè)備，提高我國能源利用率，節(jié)能減排，保護(hù)環(huán)境，都具有重要的意義。
【附圖說明】
[0025]圖1是本實用新型的流程示意圖。
[0026]其中:熱水循環(huán)泵1、蒸發(fā)器2、預(yù)熱器3、工質(zhì)泵4、儲液罐5、冷卻水泵6、冷凝器7、主汽閥8、電磁閥9、膨脹機(jī)10、發(fā)電機(jī)11、冷卻塔12。
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合圖1對本實用新型做進(jìn)一步說明。
[0028]本實用新型是一種利用油田地?zé)嵛菜M(jìn)行雙循環(huán)螺桿膨脹機(jī)發(fā)電的設(shè)備，該設(shè)備包括熱水源、蒸發(fā)器2、預(yù)熱器3、儲液罐5、冷凝器7、膨脹機(jī)10、發(fā)電機(jī)11和冷卻塔12。所述的發(fā)電設(shè)備由三組循環(huán)回路組成。循環(huán)回路一是供熱回路，循環(huán)回路二是發(fā)電及熱循環(huán)回路，循環(huán)回路三是冷卻回路。其中，循環(huán)回路一為:熱水源的出口通過熱水循環(huán)泵I和逆止閥連接到蒸發(fā)器2和預(yù)熱器3中的管路一，管路一的出口再通過閥門連接到熱水源的回路入口形成循環(huán)回路。循環(huán)回路二為:蒸發(fā)器2和預(yù)熱器3中的管路二的出口通過主汽閥8連接螺桿膨脹機(jī)10的入口，膨脹機(jī)10帶動發(fā)電機(jī)11運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電，膨脹機(jī)10的出口通過閥門連接冷凝器7中的管路一。冷凝器7的管路一的出口連接儲液罐5，儲液罐