螺杆膨胀发电方案

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得多。
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。
螺杆膨胀机间隙密封，从而具有透平膨胀机和活塞膨胀机均不具有的*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。
应用范围
1、工业锅炉饱和蒸汽（热水）压差发电 
　 2、热电厂、热网、蒸汽、余热回收发电 
　 3、减温减压阀节流损失回收动力或发电 
　　4、 利用锅炉连续排污回收发电 
　　5、冶金钢铁行业余热回收发电 
　　6、印染、玻璃、造纸、医药、粮油食品等轻工行业余热回收发电 
　　7、建材行业水泥窑炉烟气纯低温发电 
　　8、太阳能及生物能源发电 
　　9、地热发电 
　　10、垃圾焚烧炉蒸汽（热水）回收发电 
螺杆膨胀机技术特点
⑴ 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；
⑵ 无级调速，转速一般设计为（1500~3000）r/min，相比同功率汽轮机，有较高的内效率，一般在65%以上；
⑶ 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；
⑷ 单机功率在（100~2000）Kw；
⑸ 设备紧凑，占地少，工程施工量小；
⑹ 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；
⑺ 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；
热源范围
　　? 直接驱动螺杆膨胀动力机的热源应用范围如下： 
　　　 蒸汽参数： 0.15MPa － 3.0MPa ，温度 170 ℃ 
　　? 间接应用的热源范围如下： 
　　　 蒸汽参数：压力 <0.1MPa 以下的各种蒸汽　――双循环发电 
　　　 热水参数：压力 65 ℃ 的热水　――双循环发电 
　　　 烟气参数：温度 >200 ℃ 的各种烟气　――配余热锅炉发电

项目地点：中国石化股份有限公司北京燕山分公司
热源情况：汽油，温度135℃，出口温度要求70℃，流量125t/h
项目方案：根据客户余热情况，采用单级ORC膨胀发电方案。将热油直接依次引入ORC机组蒸发器和预热器，与换热器冷媒侧R245fa换热，产生高温高压的饱和气体进入膨胀机做功，带动发电机发电。膨胀发电机组和客户原有风冷并联，当膨胀机组维修或紧急停机时热油切换进入原有风冷冷却。 
 
本项目的主要特点是轻质热油直接进入发电站降温发电，而不采用中间导热介质，有较高的发电效率。同时电站按照石化行业的可靠性和防爆标准设计，做到了远程控制、远程监控和无人值守。用于燕山石化 S Zorb 工艺热汽油的石化行业轻质热油**螺杆膨胀发电站装机 900kW，防爆等级为 dIICT4。该发电站可实现年净发电量 473 万 kWh，节约标准煤 1656 吨，实现 CO2减排 3934吨。该项目实施后，每年还可以节省原空冷器冷却耗能 60.48 万 kWh。该项目也是公司与中石化炼化工程于 2015 年 6 月签署《节能服务合作协议》后双方利用各自优势进行合作，共同为客户提供低能级能源利用整体解决方案的代表性项目。