地热计算器

GeothermalKits,一款极简操作的地热数值模拟软件

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地热计算器——“ORC地热发电”模块操作介绍

本模块由于淼,田小明,孟博言,陈超凡开发。

使用说明

  1. 双击“地热计算器”图标,启动软件,如图所示:
    DBHE_1

  2. 点击“计算模块”-“ORC地热发电”。

  3. 输入参数
    DBHE_2
    首先输入地热热源侧参数,包括井口温度、井口压力、地热流体干度、地热流体流量、回灌温度、回灌压力;然后输入热力循环侧参数,包括蒸发温度、冷凝温度、过热度;最后输入系统参数,包括年运行小时数,并点选工质。需要确保所有输入值的单位与系统要求一致。
    通过点击“缺省值”按钮,可以自动填入系统默认参数值,注意点击“缺省值”按钮会覆盖当前参数输入值,点击“缺省值”按钮前,请确认是否要覆盖当前输入值。

  4. 计算

    点击“仿真计算”按钮,自动计算ORC地热发电系统关键性能指标,仿真计算结果以表格形式在右侧结果框中输出,如下图所示。

    DBHE_3

原理说明

地热能驱动的有机朗肯循环(ORC)发电系统原理。

热源侧:采用地热能作为系统热源,地热流体(S0)由开采井中的潜水泵提升至井口(S1),经旋流除砂器(S2),进入蒸发器中放热,放热后的低能位地热流体(S6)经由回灌井回灌至地下。注意地热流体允许为汽水混合物。

热力学循环侧:有机工质(WF0)经工质泵绝热压缩为高压的过冷态流体(WF2),后在蒸发器中定压吸热,由过冷态转变为饱和液态(WF4),继续吸热至两相态,后转变为饱和气态(WF5),最终在蒸发器出口达到过热态(WF6)。过热流体在汽轮机中膨胀做功,推动汽轮机转动,汽轮机的功量由联轴器传导至发电机,带动发电机发电。做功后的乏汽(WF7)在冷凝器中冷凝为饱和液态(WF0),完成一个热力学循环。

冷源侧:冷源侧采用间接冷却的方式,冷却循环水在冷凝器中与有机工质换热吸收热量,在冷却塔中与空气换热放出热量,冷却水循环由冷却水循环泵推动。

计算控制点位如热力系统图和温熵图所示。

原则性热力系统图

DBHE_4

温熵图

DBHE_4

参数说明

参数 单位 属性 默认值
井口温度 必须赋值:大于0的数 115
井口压力 bar 必须赋值:大于0的数,绝对压力 6
地热流体干度 kg/kg 必须赋值:0~1之间的数 0.05
地热流体流量 ton/h 必须赋值:大于0的数 80
回灌温度 必须赋值:大于0的数 80
回灌压力 bar 必须赋值:大于0的数,绝对压力 2
蒸发温度 必须赋值:大于0的数 85
冷凝温度 必须赋值:大于0的数 45
过热度 必须赋值:大于0的数 2
年运行小时数 h 必须赋值:0~8760之间的数 8000
工质 - 必须赋值:选择相应工质名 R245fa
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