技术摘要：
一种LNG轻烃分离耦合地热闪蒸/卡琳娜联合循环发电系统，包括LNG轻烃分离系统、地热闪蒸循环系统、卡琳娜循环系统和天然气直接膨胀系统；其中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、卡琳娜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 全部
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。卡琳娜循环采用氨水混合物作为工质，其吸热蒸发过程为变 温过程，可以使热源的放热过程与混合工质的吸热过程曲线更好的匹配，从而最大限度地 降低放热过程中的不可逆损失，提高其热能利用效率。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、地热闪蒸循环和卡琳娜循环都只是对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。
技术实现要素：
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 地热闪蒸/卡琳娜联合循环发电系统，该系统将LNG轻烃分离工艺、地热闪蒸循环、卡琳娜循 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 时实现了地热能和LNG冷能的高效互补利用，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轻烃分离耦合地热闪蒸/卡琳娜联合循环发电系统，包括LNG轻烃分离系 统、地热闪蒸循环系统、卡琳娜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的出口侧分为两部分，一部分连入脱甲烷塔6的入料口I，另一部分连入第一换 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的两个进口侧连通； 所述的地热闪蒸循环系统包括地热水井23，地热水井23的出口侧连入第二节流阀 3 CN 111577412 A 说 明 书 2/4 页 18的进口侧，第二节流阀18的出口侧与第一分离器19的工质进口侧相连通，第一分离器19 的液相出口端连入第四换热器13的热流进口侧，第一分离器19的气相出口端连入第二透平 膨胀机20的进口侧，第二透平膨胀机20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21的工质进口侧，泵21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22的两个进口侧，第二混合器22的出口侧通入回灌井24； 所述的卡琳娜循环系统包括氨水泵12，氨水泵12的工质出口侧与第四换热器13的 冷流进口侧连接，第四换热器13的冷流出口侧接入第二分离器14工质进口侧，第二分离器 14的气相出口端与氨气透平膨胀机15的进气口相连通，第二分离器14的液相出口端与第三 节流阀16进口侧相连接，氨气透平膨胀机15的出气口与第三节流阀16的出口侧通过第三混 合器17连入第一换热器3的热流进口侧，第一换热器3的热流出口侧与氨水泵12的工质进口 侧相连通； 所述的天然气直接膨胀系统包括第一混合器9，第一混合器9的出口侧与第三换热 器10的冷流进口侧相连通，第三换热器10的冷流出口侧与第一透平膨胀机11的进口侧相连 通。 所述LNG泵1的工质进口侧的工质为液化天然气。 所述脱乙烷塔8的底部出料口的工质为液化石油气。 所述第二换热器4的热流出口侧的工质为液态乙烷。 所述卡琳娜循环中冷源介质为LNG。 所述卡琳娜循环中循环介质为氨水混合物。 所述第一透平膨胀机11的出口侧直接连至用户或企业。 本发明的有益效果在于： 通过轻烃分离工艺流程对LNG中的C2 轻烃资源进行回收，并利用了LNG的部分冷 能；将LNG作为卡琳娜循环的冷源，经LNG冷却后的氨水混合物和分离轻烃后的富甲烷天然 气再作为地热闪蒸循环的冷源，最后将吸热后的富甲烷天然气用于直接膨胀发电，实现对 LNG冷能的梯级利用；采用地热水井收集中低温地热能，并作为热源供给地热闪蒸循环，吸 热后的汽水混合物通过气液分离后，分别为卡琳娜循环和天然气直接膨胀过程提供热量， 实现对地热能的高效利用。 本发明在提高地热闪蒸/卡琳娜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。 附图说明 图1为本发明的结构示意图。 图中：1、LNG泵；2、三通器；3、第一换热器；4、第二换热器；5、闪蒸塔；6、脱甲烷塔； 7、第一节流阀；8、脱乙烷塔；9、第一混合器；10、第三换热器；11、第一透平膨胀机；12、氨水 泵；13、第四换热器；14、第二分离器；15、氨气透平膨胀机；16、第三节流阀；17、第三混合器； 18、第二节流阀；19、第一分离器；20、第二透平膨胀机；21、泵；22、第二混合器；23、地热水 井；24、回灌井。 4 CN 111577412 A 说 明 书 3/4 页
