有机工质循环螺杆膨胀机低温余热发电系统.

成了有机工质循环螺杆膨胀机的热力循环研究、
有机工质应用研究、装置结构研究和系统优化配 置研究等项工作，并取得了一定的技术成果。
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有机工质循环螺杆膨胀机系统
对于低于250℃的低温低压（或常压）余热 热源，不能直接利用螺杆膨胀机作功，要先 用低温余热与有机工质进行热交换，再将有 机工质引入螺杆膨胀机作功。整个系统主要
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我国对螺杆膨胀机的研究始于上世纪80年代。
天津大学热能系在1987年研制成功汽液两相地热
螺杆膨胀机发电装置 (功率为5kw)。此后，对螺
杆膨胀机进行了系统的理论和试验研究。近年来
，由于节能减排的需求，在前期研究基础上，完
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螺杆膨胀机的研究状况
七十年代末，美国研制出利用地热水发电的汽 水两相螺杆膨胀机，功率60KW。八十年代后期美 国完成一台1000KW地热水发电螺杆膨胀机，随后 ，日本北海道大学进行了氟利昂汽液两相螺杆膨 胀机的试验，80年代后期，日本进行了工业锅炉 饱和蒸汽螺杆膨胀机压差发电研究，功率102KW。 近年来，美国，以色列，瑞典都有相关研究报导 。
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循环系统热力参数确定
余热回收再利用技术与产业发展研讨会
有机工质循环螺杆膨胀机 低温余热发电系统
天津大学机械工程学院热能工程系 李惟毅 liwy@tju.edu.cn 2010.12.12
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技术应用背景介绍
螺杆膨胀机的构造和工作原理
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结构简图
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螺杆膨胀机的工作原理
作功介质先进入机内螺杆齿槽A，推动螺杆 转动，随着螺杆转动，齿槽A旋转到B、C、D逐 渐加长、容积增大，介质降压降温膨胀（或闪 蒸）做功，最后从齿槽E排出，功率从主轴阳螺 杆输出，亦可通过同步齿轮从阴螺杆输出，驱 动风机、压缩机、水泵或发电机发电等。

螺杆膨胀机的技术特点 研究状况
有机工质螺杆膨胀机系统的设计 经济效益和环境效益 总结
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技术应用背景
《国家中长期科学和技术发展规划纲要》中能源为 排在首位的重点领域，工业节能又是该领域的优先 主题，余热余压利用工程是中国《节能中长期发展 专项规划》中的十大重点节能工程之一。在我国化 工、冶金、纺织、建材、电力、医药等各工业领域 存在着大量的余热，但有些余热规模较小，温度较 低（<250℃），难以采用常规发电技术进行余热回 收发电。利用有机工质循环（也称为双循环）的螺 杆膨胀机来回收余热进行发电或输出动力，是解决 这个问题的一条途径。
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螺杆膨胀机作为余热回收动力机，具有的技术特点
（1）螺杆膨胀机适用于过热蒸汽、饱和蒸汽、汽水两相及 （带压）热水的动力机械，可以回收不同种类的工业余 热； （2）螺杆膨胀机还适用于高盐份的强碱流体，能除垢自洁 ，而且结垢有利于提高机器效率，因而对余热流体品质 要求不高，扩大了应用范围； （3）当余热热源不稳定，参数变化时，机组效率表现稳定 。螺杆膨胀机允许热源压力、流量在大范围内波动，对 机组效率影响不大；螺杆膨胀机为容积式工作原理机， 机内流速低，除泄漏损失外，很少其他损失，机组效率 较高，即使蒸汽参数或负荷变动仍能保持高效率。
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（4）螺杆膨胀机运行不用盘车、不暖机、不会飞车，可 以直接冲转启动，操作简单，可实现无人职守，维修 容易，不需要专门的专业技术人员，很适合工矿企业 使用； （5）螺杆膨胀机的零部件少。螺杆转子坚固，大修周期 长，小修简单，运行维护费用很低； （6）可调速，作为动力机使用，如拖动给水泵或灰浆水 泵，拖动风机，压缩机可以根据要求灵活变速，使用 方便。
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螺杆膨胀机的基本构造
螺杆膨胀机是一种依据容积变化原理工作的 双轴回转式螺杆机械。它的结构与螺杆压缩机 基本相同，主要由一对螺杆转子、缸体、轴承 、同步齿轮、密封组件以及联轴节等零件组成 ，结构简单，其气缸呈两圆相交的“∞”字形 ，两根按一定传动比反向旋转相互啮合的螺旋 形阴、阳转子平行地置于气缸中。
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螺杆膨胀机的输出功率可以在5kW～1000kW之间， 恰好弥补了蒸汽轮机单机功率不能太小的空间。另外 ，蒸汽轮机的蒸汽只能是过热蒸汽和饱和蒸汽，而对 于<250℃的余热回收，利用有机工质循环螺杆膨胀机 系统是有效的选择方案之一。同时，这一系统还可以 用到太阳能、地热能等中低温可再生能源发电项目中 去。因此，有机工质循环螺杆膨胀机系统用于低温余 热回收利用，应当有广阔的技术发展空间。
由蒸发器、螺杆膨胀机、冷凝器、工质泵等
设备组成。
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有机工质循环螺杆膨胀机发电系统简图
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有机工质螺杆膨胀机系统的设计
有机工质循环螺杆膨胀机的热力系统设计 （包括系统热力参数的确定、工质选择、热 交换器设计等）。会直接影响系统的运行效 率。