[发明专利]一种LNG轻烃分离耦合增强型地热闪蒸有机朗肯联合循环发电系统

说明书

一种LNG轻烃分离耦合增强型地热闪蒸有机朗肯联合循环发电系统，包括LNG轻烃分离系统、地热闪蒸循环系统、有机朗肯循环系统和天然气直接膨胀系统；LNG轻烃分离系统用于C2+轻烃资源的回收；地热闪蒸循环系统、有机朗肯循环系统和天然气直接膨胀系统用于LNG冷能和中低温地热能耦合发电；通过在有机朗肯循环系统和地热闪蒸循环系统中分别设置预冷器和再热器进一步增强系统性能；本发明在提高增强型地热闪蒸/有机朗肯联合循环发电效率的同时，实现了C2+轻烃资源的有效回收以及LNG冷能和地热能的高效互补利用，具有结构合理紧凑、控制安全灵活、高效节能、实用性强及成本低廉的优点。

技术领域

本发明涉及一种LNG冷能和地热能互补利用系统，具体涉及一种LNG轻烃分离耦合增强型地热闪蒸有机朗肯联合循环发电系统。

背景技术

LNG(liquefied natural gas，液化天然气)需要气化至常温后供给用户使用。LNG在气化过程中会释放大约830～860kWh/kg的冷能，如果能够对这部分冷能加以利用，会产生巨大的经济效益。LNG中富含的C2+轻烃组分是非常优质的化工原料，可以用来生产许多具有高附加值的石化产品。将LNG冷能用于分离自身轻烃组分，能够实现对LNG的高效利用，但对LNG冷能的利用率不高。

地热闪蒸循环具有发电成本低、二氧化碳排放量少、不受天气和季节气候变化影响等优点，但其发电效率较低。有机朗肯循环以低沸点烃类及其混合物为工质，其结构简单、适用性强，在利用低品位热能方面具有显著优势。将LNG作为冷源能够进一步提高其发电效率，但对LNG冷能的利用率不高。天然气直接膨胀发电技术具有工艺简单、成本低廉等优点，但仅能利用LNG的压力能，同样存在冷能利用率低的缺点。

综上所述，LNG轻烃分离、地热闪蒸循环和有机朗肯循环都只是对LNG冷能的单一利用，因此存在LNG冷能利用不充分、用冷温位与LNG温度不匹配等问题。

发明内容

为了解决上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种 LNG轻烃分离耦合增强型地热闪蒸有机朗肯联合循环发电系统，该系统将LNG轻烃分离工艺、地热闪蒸循环、有机朗肯循环和天然气直接膨胀发电技术相结合，不仅能够有效回收具有高附加值的C2+轻烃资源，同时实现了LNG冷能和地热能的高效互补利用，提高了发电系统的热效率和发电效率，具有结构合理紧凑、控制安全灵活、高效节能、实用性强以及成本低廉的优点。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种LNG轻烃分离耦合增强型地热闪蒸有机朗肯联合循环发电系统，包括LNG轻烃分离系统、地热闪蒸循环系统、有机朗肯循环系统和天然气直接膨胀系统；

所述的LNG轻烃分离系统包括LNG泵1，LNG泵1的工质出口侧接入三通器2的进口侧，三通器2的出口侧分为两支，其中：一支出口侧连入脱甲烷塔6的入料口I，另一支出口侧连入第一换热器 3的冷流进口侧，第一换热器3的冷流出口侧连入第二换热器4的冷流进口侧，第二换热器4的冷流出口侧连入闪蒸塔5的入料口，闪蒸塔5的釜液口与脱甲烷塔6的入料口II连通，脱甲烷塔6的底部出料口与第一节流阀7的进口侧连通，第一节流阀7的出口侧连入脱乙烷塔8的入料口，脱乙烷塔8的顶部出料口连入第二换热器4的热流进口侧，闪蒸塔5的顶部出料口与脱甲烷塔6的顶部出料口分别与第一混合器9的两个进口侧相连通；

所述的地热闪蒸循环系统包括地热水井22，地热水井22的出口侧连入再热器16的热流进口侧，再热器16的热流出口侧连入第二节流阀17的进口侧，第二节流阀17的出口侧与分离器18的工质进口侧相连通，分离器18的液相出口端连入第四换热器13的热流进口侧，分离器18的气相出口端连入再热器16的冷流进口侧，再热器16的冷流出口侧连入第二透平膨胀机19的进口侧，第二透平膨胀机19的出口侧与第三换热器10的热流进口侧相连通，第三换热器10的热流出口侧连入泵20的工质进口侧，泵20的工质出口侧与第四换热器13的热流出口侧分别连入第二混合器21的两个进口侧，第二混合器 21的出口侧通入回灌井23；