余热发电
螺杆膨胀发电系统

 

  简介

    膨胀机是一种靠气体膨胀消耗内能对外作功的机械,如汽轮机(透平)、燃气轮机、螺杆机、活塞机等。膨胀机按能量转换方式不同,分为速度式和容积式二大类。速度式膨胀机适用于热源品质高、负荷稳定、大流量的场合,如汽轮机(透平)、燃气轮机等。而容积式膨胀机适用于热源品位低,流量小、负荷变化大的场合,如螺杆膨胀机。

    与汽轮机相比较,螺杆膨胀机造价低、适应性强,能适应各种工质。如过热蒸汽、饱和蒸汽、汽水两相流体和热水(包括高盐分热水)工质。螺杆膨胀机根据应用环境可以分为背压式与凝汽式二种。

    螺杆膨胀机按螺杆压缩机的逆原理工作,其基本构造与螺杆压缩机相似,工作过程相反。但其制造工艺和控制系统要比螺杆压缩机复杂的多。螺杆膨胀机工作大致可分为:

    1、进气过程:高压介质经进气口进入转子的齿间容积后,将推动转子旋转,并使齿间容积不断扩大,当齿间容积完全与进气口脱离时,进气过程结束。

    2、 膨胀过程:随着齿间容积继续增大,高压介质体积膨胀温度降低,同时输出动力到转子的伸出轴处。

    3、排气过程:当齿间容积与排气口相通时,便开始排气过程,直至齿间容积减少为零,完成一个工作循环为止。

    螺杆膨胀机靠间隙密封,从而具有透平膨胀机和活塞膨胀机均不具有的独特优点,即对进气为含有液滴的湿蒸汽有良好的适应性。当进气为湿蒸汽时,液滴有助于密封。螺杆膨胀机可作为全流膨胀机使用,即工作介质的进气口状态不仅可为干蒸汽,也可为二相流体或全液体。在螺杆膨胀机中,高压介质直接作用在转子齿面上,因而有近似于直流电机启动时的转矩特性,即能进行重负荷启动。 螺杆膨胀机转速较低,一般约为同容量透平膨胀机的1/10左右,因而可不通过 减速装置而直接驱动发电机或其它低速耗能机械,且轴封效果好,寿命长。

 

  技术特点

(1) 它是一种容积式的全流动力设备,能适应过热蒸汽、饱和蒸汽、汽水两相流体和热水(包括高盐分热水)工质;

(2) 无级调速,转速一般设计为(1500~3000r/min,相比同功率汽轮机,有较高的内效率,一般在65%以上;

(3) 在热源参数、功率及热负荷50%变化范围内,能保持平稳工作且较高运行效率;

(4) 单机功率在(50~2000Kw

(5) 设备紧凑,占地少,工程施工量小;

(6) 操作方便,运行维护简单,而且具有除垢自洁能力,大修周期长;

(7) 起动不需要盘车、暖机。噪音低、平稳、安全、可靠,全自动无人值守运行;

 

  应用范围

(1) 蒸汽参数:0.15MPa 3.0MPa ,温度 <300

(2) 热水参数:压力 0.8MPa 以上的热水,温度 >170

(3) 蒸汽参数:压力 <0.1MPa 以下的各种蒸汽――详见有机朗肯循环发电系统

(4) 热水参数:压力 <0.8MPa 以下,温度 >85 ℃的热水 ――详见有机朗肯循环发电系统

(5) 烟气参数:温度 >200 的各种烟气 ――配余热锅炉发电

 

  工艺流程

背压式螺杆膨胀发电系统工艺流程示意图

 

凝汽式螺杆膨胀发电系统工艺流程示意图

 

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