开山螺杆膨胀机

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ORC螺杆膨胀发电机组

2008年单位GDP能耗（元/元）按国家或地区排名
排名
国家或地区
单位GDP 能耗
排名
国家或地区
单位GDP 能耗
1
中国香港
0.0673
7
以色列
0.1570
2
瑞士
0.1009
8
新加坡
0.1570
3
日本
0.1121
100
南非
0.8186
4
丹麦
0.1234
102
印度
0.8411
6
英国
0.1234
104
中国大陆
用户：福建某化工溶液有限公司机型：PD280/Q4螺杆膨胀机组热源：低压水蒸气原工艺：直接排放至大气现工艺：低压水蒸汽，通过蒸汽型ORC 螺杆膨胀发电机组，产生~260kW电能后冷凝为冷凝水后再排放。
余热利用解决方案
低压蒸汽余热回收发电工程实例
用户：山西某化工厂机型：PF710/Q8.5螺杆膨胀发电机组热源：低压水蒸气原工艺：直接排放至大气现工艺：低压水蒸气，通过2台蒸汽型螺杆膨胀发电机组，产生2*590kW电能后冷凝为冷凝水，循环再利用
ORC螺杆膨胀机
利用热源加热制冷剂产生压力，推动膨胀机做功发电
ORC螺杆膨胀发电机组
ORC螺杆膨胀发电机组
ORC（Organic Rankine Cycle）——有机工质朗肯循环其实质是利用余热与环境温度之间的温差，余热热源加热有机工质产生压力，将热能转化为压力能，推动膨胀机做功，带动发电机输出高品位的电能，回收中低品位热能。
有色冶金工业余热
我国有色冶金行业的余热占60%，其中烟气余热占80%，中、低温烟气余热的回

分析有机朗肯循环低温余热发电系统综述

分析有机朗肯循环低温余热发电系统综述摘要：余热发电是我国节能发展中的重点节能工程之一，目前在我国工业领域中存在着大量的低温余热资源，但因缺乏一定的利用从而导致能源被分散。

而有机朗肯循环在面对低温余热发电系统时，可有效达到能源再利用、节能减排、美化环境的效果。

在低温余热发电领域中，目前可利用有机朗肯循环模式进行余热发电系统的运行。

其中有机朗肯循环包括膨胀机、冷凝器、低压储液器、工质泵、预热器、蒸发器，以及润滑系统等部分组成。

有机朗肯循环原理为：以低沸点有机物作为工作介质，经预热器、蒸发器加热，吸收了热源的能量，由液体变为高温气体。

进入膨胀机，在转子基元容积内，气体膨胀对外做功，驱动发电机旋转发电。

工质变为低压、低温的气体，再经冷凝器冷凝为液体，通过储液器进入工质泵，经过工质泵加压后，重新回到预热器和蒸发器吸热，如此往复循环。

因为是热力系统的原因，所以膨胀机的轴功率输出、冷凝器负荷、预热器蒸发器负荷会因冷热源条件的变化而变化。

关键词：有机朗肯；循环；低温余热；发电；系统引言：目前随着节能减排工作的不断深入，低温余热资源的利用成为目前节能工作的首选。

根据调查显示，我国低温余热资源非常丰富，特别是在化工、工业领域中存在大量的低温余热，可回收率达到80%以上。

因此，利用有机朗肯循环发电系统对低温余热进行回收，进而充分回收用能设备与化学反应设备中产生的未被回收的低温余热。

有机朗肯循环系统是利用低沸点工质为循环介质，其主要是利用余热、换热器、冷凝器等进行的。

在有机工质进换热器时可吸收热量，进而形成一定的压力与温度的饱和液体状态，在蒸发器再次吸收热量变成饱和气态工质推动膨胀机运行，做工后的有机乏气（工质）返回储液器循环利用，可实现回收低温余热的效果。

由此可见，有机朗肯循环低温余热发电系统在我国有着较强的应用价值。

本文主要分析有机朗肯循环低温余热发电系统的特点，并提出目前利用现状，以供参考。

1.有机朗肯循环低温余热发电系统阐述1.1有机朗肯循环低温余热发电系统的原理有机工质朗肯循环低温余热的发电原理是采用有机工质作为热力循环的工质进行的，通过有机工质对低温余热进行吸收从而产生高压蒸汽，在高压蒸汽下可推动膨胀机带动发电机进行发电[1]。

ORC螺杆膨胀发电机组

ORC螺杆膨胀发电机组ORC screw expansion generator set李军武汉新世界制冷工业有限公司目录一、市场背景二、ORC螺杆膨胀发电机组三、余热利用解决方案中国单位GDP能耗偏高排名国家或地区单位GDP能耗排名国家或地区单位GDP能耗1中国香港0.06737以色列0.1570 2瑞士0.10098新加坡0.1570 3日本0.1121100南非0.8186 4丹麦0.1234102印度0.8411 6英国0.1234104中国大陆0.9084 2008年单位GDP能耗（元/元）按国家或地区排名中国单位GDP能耗是日本的8倍，是世界平均水平的2.2倍，能源浪费可谓触目惊心！低温余热资源我国工业用能中近60-65%的能源转化为余热资源，其中温度低于350℃以下的低温余热，约占余热总量的60%，目前技术尚无法实现对其有效的回收利用，排放至大气，造成能源浪费和环境热污染。

“十一五”以来，我国已开始重视余热回收，但由于技术原因及经济性，350℃以下的余热资源仍然浪费严重。

●钢铁工业余热2010年，我国钢铁工业能耗占全国总能耗的16.3%，产值却只占GDP的3.2%，是名副其实的能耗大户。

1、炼铁高炉产生的90℃冲渣循环热水2、带钢连续退火机组300℃烟气3、高炉、烧结机、热风炉、加热炉、干息焦等烟气余热4、转炉产生的饱和蒸汽●有色冶金工业余热我国有色冶金行业的余热占60%，其中烟气余热占80%，中、低温烟气余热的回收利用基本上处于空白状态。

据不完全统计蕴含可用的热能约0.5亿tce/a，潜在发电能力相当于2个三峡。

●石油●化工●建材●水泥●机车●地热●太阳能螺杆压缩机工作原理螺杆膨胀机工作原理螺杆膨胀机分类余热/余压类型解决方案基本原理水蒸汽(带压力)水蒸汽螺杆膨胀机利用水蒸汽压力直接膨胀，推动膨胀机做功发电各种带压气体气体螺杆膨胀机利用气体压力(如管道天然气)直接膨胀，推动膨胀机做功发电水蒸汽热水烟气发动机尾气ORC螺杆膨胀机利用热源加热制冷剂产生压力，推动膨胀机做功发电ORC螺杆膨胀发电机组ORC（Organic Rankine Cycle）——有机工质朗肯循环其实质是利用余热与环境温度之间的温差，余热热源加热有机工质产生压力，将热能转化为压力能，推动膨胀机做功，带动发电机输出高品位的电能，回收中低品位热能。

螺杆式蒸汽膨胀发电机

石化行业首套ORC发电机组工业运行评价

石化行业首套ORC发电机组工业运行评价池胜刚【摘要】作为全球石化行业首套工业示范运行机组,以某炼化公司芳烃联合装置低温余热回收装置在运的有机朗肯循环(ORC)发电机组为例,介绍了低温余热发电系统热媒水及工质循环流程,并对机组进行运行评价,总结了机组运行过程中工艺和设备方面存在的问题.如在热水发电系统工艺方面,存在热水流程旁路阀控制方式设计不合理、机组控制权限没有集中到DCS系统、发电负荷受环境温度影响等问题;在设备方面,存在设备维护保养操作性差、KE710发电机制造时存在故障、螺杆膨胀机的机组振动大、机组运行噪声大等问题.提出了相应的解决方案,以有利于ORC 机组的后续运行优化,提高了ORC机组的运行可靠性、可维护性及可操作性.通过对比分析相同热源条件下的机组标定数据和运行数据发现,随着换热器和冷凝器的结垢以及螺杆膨胀机的磨损,运行负荷仍然比标定负荷要低.%Based upon a case study of an operating low-temperature waste heat recovery unit for an aromatic complex which is the first ORC power generation train in global petrochemical industry,the process flow of hot water and medium recycle of the low-temperature heat power generation system are introduced,the operation of the train is evaluated and the main problems in the process and equipment in the operation are summarized.In respect of process,the process control of flow of by-pass hotwater is not properly designed,the control of power generation train is not integrated into the DCS system,and operating capacity of the train is affected by ambient temperature.In respect of equipment,the maintenance of equipment is poor,the power generator KE710 had defects in manufacturing,and thevibration of screw expander and the noise of operating train are high.It is recommended to optimize the operation of ORC power generation train and improve its reliability,maintainability and operability.The calibration tests under the same heat source conditions show that,with the fouling of heat exchangers and condensers and abrasion of screw expander,the operation capacity is lower than that of calibration test.【期刊名称】《炼油技术与工程》【年(卷),期】2017(047)002【总页数】5页(P60-64)【关键词】石化行业;低温余热利用;ORC发电机组;运行评价【作者】池胜刚【作者单位】中国石化海南炼油化工有限公司,海南洋浦578101【正文语种】中文在当前石油产能过剩、整个炼油行业盈利能力面临挑战的局势下，对石油炼制过程中产生的低温余热进行合理利用，是提高炼化企业经济效益，实现节能减排、绿色低碳发展的有效途径之一。

余热回收利用报告

余热回收利用报告第一篇：余热回收利用报告关于“第八届余热回收利用研讨会”学习报告11月1号有幸参加了“第八届余热回收利用研讨会”，通过参加此次研讨会了解了国内外在余热回收利用方面的新技术，其中一些技术已经用于实践生产，并取得了良好的经济效益，以下是本次报告主要的内容：1、介绍余热综合利用的潜力及必要性；2、介绍国内外关于钢厂余热回收利用的最新技术。

3、总结适用于我公司的余热再回收技术。

一、余热综合利用的潜力及必要性。

钢铁工业是能源消耗的大户，我国钢铁工业生产过程中的能源有效利用率仅为30%左右，能源使用效率的低下造成钢铁企业能源成本增加，产品竞争力下降。

钢铁行业在生产过程中产生大量余热能源，吨钢产生的余热总量约占吨钢能耗的37%。

我国大型钢铁联合企业余热、余能资源的回收利用率约为30%-50%，但与国际先进水平相比仍有很大的差距。

国际平均利用率达80%以上，我们的节能工作仍有很大的空间，大量的余热资源可以回收产生蒸汽，做好余热蒸汽的回收和科学利用可以使钢铁企业对一次能源的需求量减少约8%。

当前，在钢铁行业面临产能过剩、结构调整、资料能源成本和环保代价日益加大，回收余热、余能越来越受到关注，成为钢铁企业节能降耗、降低成本的重点。

二、现国内在余热回收方面的研究及应用于实际工业生产的最新技术。

研究一：提高换热器的换热效率，改善换热器的换热结构及材质，使换热器能够在更加恶劣的换热环境下使用。

在节能减排的新形势下天津大学朱教授发明了新一代高效节能平行流管壳式换热器，实现了换热器管/壳程空间可控的纯逆流，提高了总传热效率30%-60%,降低运行阻力20%-70%，大大降低了动力设备的能耗，节能15%-40%、节材20%-40%、节地30%-70%，此项研究成果已获得国家相关部门认可并已应用于实际生产当中。

设计原理：传统管壳式换热器由折流板改变流体方向，通过冷热介质在管内外的换热，使工质达到冷却或加热的目的，而朱教授摒弃了这种以碰撞形式进行换热的方式，改变管子表面形状，优化换热器结构，使管内外流体形成纯逆流流动，这样大大降低了运行工质的阻力，使阻力仅为原来运行的40%-50%，达到节能的效果。

开山螺杆机说明书

喷油螺杆压缩机说明书1.前言1.1 有关压缩机的说明本公司螺杆压缩机是经多年研究开发的成果。

这些先决条件与高质量标准结合，可保证制造的螺杆压缩机寿命长、可靠性高、运行效益高。

产品能够满足所有环保要求。

1.2 使用范围本系列机器和机组是根据已成熟的技术和公认的安全规则生产的。

然而若出现以下情况，则仍可能对使用者或第三方的生命和肢体造成威胁，或对机器和其他物质财产带来损害：●使用范围不正确●由不合格人员操作●不合理地修改或改变机器●不遵守安全规则因此，任何有权对机器进行操作、维护或修理的人员必须阅读并遵守安全规程。

需要时，可以要求签字对此进行确认。

此外，还必须遵守:●有关的事故防范规则●公认的安全法规●国家法规本系列机器和机组必须在完善的技术条件下使用，必须根据操作手册规定的使用范围和指南进行使用，使用人员必须有安全意识，能充分认识操作机器中存在的危险。

若发生任何功能性故障，尤其是影响安全的故障，都必须及时修理（或请别人修理）！在使用范围内操作机器的含义中，还包括应遵守操作手册中的各项指南，按规定进行检查和保养等。

1.3 保养本机必须精心维护，以使螺杆压缩机或压缩机组能满足各种不同要求。

因此必须坚持按规定的保养期限对机器仔细进行维护保养，在工作环境恶劣的情况下尤其应这样做。

服务出现故障或需要备件时，请与特约本公司压缩机商家联系。

设备如出现损坏，我公司训练有素的维修人员一定会用本公司原配件提供迅速良好的维修服务。

正宗的本公司备件是采用最成熟技术制造的，因而可确保机器可靠地工作。

担保在操作本机之前，必须确切了解机器及有关说明。

如果本机的使用与适用的范围不符，或使用目的超出本说明中提及的范围，本公司将无法负责操作的安全性。

如遇下列情况，我公司将不接受担保索赔：●操作失误●维护不当●错用辅料●不使用本公司的原配件●修改或改动本设备本公司不会因上述说明而扩大一般条款的担保及赔偿条件。

任何未经许可就随意改动压缩机或压缩机站，或安装未被生产厂家认可的部件，生产厂家将不接受索赔或担保要求。

2014年机械行业创新分析报告

2014年机械行业创新分析报告2014年7月目录一、科技实力是综合竞争力的核心 (4)1、科技实力最终决定一国制造业的国际竞争地位 (4)2、进入21世纪以来，新一轮科技革命和产业变革正在孕育兴起 (5)二、科技进步加速进口替代 (6)1、工业机器人：中国已成为全球最大的市场，看好国内大系统集成 (6)（1）中国已成为全球最大的工业机器人市场 (6)（2）工业机器人行业现状与十年前的挖掘机市场非常相似，更看好大系统集成商 (8)（3）新松机器人：持续技术创新，奠定龙头地位 (9)2、科学仪器：政策支持下，国产化有望加速完成 (11)（1）科学仪器：市场空间大，高端依赖于进口 (11)（2）政策支持加速国产化 (13)（3）行业自身发展快速进步，逐步被接受和认可 (14)（4）聚光科技：环境监测设备领域的综合型领军企业 (14)（6）聚光科技：实验室仪器领域的先行者 (16)3、口腔CT：美亚光电锐意创新，迅速切入新市场 (17)（1）未来1-2年，国内口腔CT 市场有望呈现50%的年均增长 (17)（2）美亚光电：励精图治，科技创新打造“平台型公司” (19)（3）美亚光电将是口腔CT 市场国产化率提升的最大受益者 (20)三、科技创新助力海外拓展 (21)1、轨道交通装备：从技术引进到海外拓展 (21)（1）技术引进，消化吸收 (22)（2）技术创新，拓展海外 (23)（3）方兴未艾，潜力巨大 (24)（4）“南北双车”成为出口排头兵 (25)2、船舶与海洋工程：由“大”做“强” (26)（1）未来：“科技创新”驱动船舶与海洋工程“强国” (28)3、轮胎模具：低成本全球替代 (31)（1）中国轮胎模具逐步走向海外市场 (31)（2）豪迈科技：国内龙头向海外进军 (33)四、科技创新创造新的市场需求 (35)1、螺杆膨胀机：“创造”出的市场需求 (35)（1）螺杆膨胀机，研发创新“创造”新市场空间的典型案例 (35)（2）开山股份：从“制造能力”向“创造能力”升级 (37)2、云印刷：创新改变印刷产业 (40)（1）云印刷的模式创新或将改变印刷业 (40)（1）长荣股份：科技创新不断打破成长“天花板” (42)。

开山螺杆空压机说明书

开山螺杆空压机说明书目录第一章开山牌螺杆空压机产品规范 (1)第二章螺杆空压机通则 (2)1、喷油螺杆空压机简介 (2)2、喷油螺杆空压机机体构造 (2)3、喷油螺杆空压机工作原理 (2)第三章空压机的安装 (4)1、安装 (4)2、配管、基础及冷却系统注意事项 (5)3、电器一般规范及安全规范 (6)第四章系统流程及各另部件功能 (7)1、系统流程图 (7)2、系统流程 (7)1）空气流程 (7)2）润滑油流程 (9)3）冷却系统 (11)3、安全保护系统及报警装置 (12)4、控制系统及电器线路 (13)第五章操作 (17)1、试车、开机与停机 (17)2、每次开机前的检查 (17)3、运转中注意事项 (18)4、长期停机的处理方式 (18)第六章保养与检查 (19)1、润滑油的规范及使用保养 (19)2、仪表盘 (20)3、压力系统的调整 (20)4、油细分离器更换步骤 (21)第七章日常保养及故障排除 (22)1、日常保养 (22)2、故障排除表 (23)3、开山牌螺杆空压机运转记录表 (27)型号排气压力MPa 排气量m3/min轴功率kW电机功率kW转速r/min重量kg外形尺寸mmLG-1.2/7 0.7 1.2 7.297.5 4600 3801100×800×1500LG-1.0/10 1.0 1.0 7.37 3900 LG-0.8/13 1.3 0.8 7.01 3180LG-1.7/7 0.7 1.7 10.611 6500 4301100×800×1500LG-1.4/10 1.0 1.4 10.3 5400 LG-1.2/13 1.3 1.2 10.3 4670LG-2.2/7 0.7 2.2 14.315 8400 4601100×800×1500LG-1.9/10 1.0 1.9 14.3 7300 LG-1.7/13 1.3 1.7 14.8 6600LG-3/7 0.7 3.0 17.518.5 3740 6001200×880×1550LG-2.6/10 1.0 2.6 17.9 3290 LG-2.2/13 1.3 2.2 17.7 2850LG-3.6/7 0.7 3.6 21.522 4470 6501200×880×1550LG-3.0/10 1.0 3.0 20.8 3780 LG-2.6/13 1.3 2.6 20.9 3330LG-4.5/7 0.7 4.5 27.930 5590 9001250×950×1600LG-4/10 1.0 4.0 28.5 5010 LG-3.5/13 1.3 3.5 28.4 4440LG-6/7 0.7 6.0 36.037 4300 10501300×1100×1660LG-5.2/10 1.0 5.2 36.1 3760 LG-4.5/13 1.3 4.2 36.0 3290LG-7.2/7 0.7 7.2 44.645 5170 11501300×1100×1660LG-6.3/10 1.0 6.3 44.7 4550LG-5.5/13 1.3 5.5 44.3 4000LG-10/7 0.7 9.50 56.6 55 5450 1600 2180×1400×1750LG-8/10 1.0 7.74 53.7 4500LG-11.3/7 0.7 11.3 71.2 75 6550 1800 2180×1400×1750LG-10/10 1.0 10 72.3 5800LG-12/7G 0.7 11.8 64.8 75 2970 1800 2400×1500×1900LG-12/10G 1.0 11.7 77.4LG-15/7G 0.7 14.7 81.9 90 2970 1850 2400×1500×1900LG-18/7G 0.7 17.5 101 110 2970 2300 2900×1600×1900LG-15/10G 1.0 14.6 97.7LG-20/7G 0.7 20.1 121 132 **** **** 2900×1600×1900LG-18/10G 1.0 17.4 121LG-26/7G 0.7 25.8 154 160 2970 2500 2900×1600×1900LG-22/10G 1.0 22.3 154☆型号后带“G”字母的表示齿轮直联传动，其余为皮带传动。

蒸汽动力螺杆膨胀机在能量回收中的应用

蒸汽动力螺杆膨胀机在能量回收中的应用徐继业【摘要】本文介绍了螺杆膨胀动力机的工作原理及性能特点，并着重于蒸汽动力螺杆膨胀机应用情况。

由于螺杆膨胀机的适用范围广，螺杆膨胀机在余热余压回收中会发挥越来越大的作用。

%This paper introduces the development background, working principle and performance characteristics of screw expander, and foc uses on the application situation of steam power screw expander. Due to the wide application range of screw expander, screw expander plays a more and more important role in the recycle of waste heat and pressure .【期刊名称】《化工中间体》【年(卷),期】2016(000)008【总页数】2页(P118-119)【关键词】驱动原理;性能;蒸汽动力;轴封【作者】徐继业【作者单位】中国石油工程建设公司大连设计分公司设备室辽宁 116085【正文语种】中文在做中国石油呼和浩特石化公司减压蒸汽系统优化运行改造节能项目时，笔者接触到了螺杆膨胀发电机组，螺杆膨胀动力机组针对低品位热源，利用热源压降，将热能转换为电能等，无需燃料，零排放；即节省了能源，又做到了节能减排环保。

经过了多年研究和工业上的实践应用，螺杆膨胀机主要应用于低品位的热能的回收；近年来，蒸汽动力螺杆膨胀机广泛用于石油石化炼厂替代原有的减温减压器，用来发电或者驱动循坏水泵，节能效果明显，无三废排放。

螺杆膨胀机是一种靠气体膨胀将内能转化为动能的机械，螺杆膨胀机按螺杆压缩机的逆原理工作，其基本构造和螺杆压缩机类似，工作过程相反。

空压机节能、合同能源管理服务

康普斯节能科技有限公司简介康普斯节能科技有限公司成立于一九九五年，由最初的机电经营部，经过十多年的经营，逐步发展成为具有一定影响力的能源管理服务商。

2012年，为适应市场需求和公司发展战略，将公司名称由康普斯机电有限公司更名为康普斯节能科技有限公司。

康普斯节能科技有限公司有节电与发电两大业务模块。

节电模块主要是提供压缩空气系统、中央空调系统、LED照明系统的节能服务。

发电模块主要是将废热、水、气转化为电力资源，从而实现“变废为金”。

康普斯节能科技有限公司是国内优秀的空气系统节能服务提供商，是开拓国内空气系统合同能源管理的先行者。

是国内最大的空气压缩机制造企业（开山股份，股票代码：300275）的战略合作伙伴，是国内最领先的空压机系统节能服务商的业务合作伙伴。

康普斯公司业务范围现以遍布深圳、珠海、南昌、长沙、惠州、东莞、北京(筹建)、杭州(筹建)、福建(筹建)等区域，形成了以节能服务、机电技术、电子科技、农林科技为核心产业的集团型公司。

目前公司员工人数达400多人。

康普斯节能科技有限公司在空压机节能领域是以高效节能空压机为核心设备的合同能源管理为核心业务，面向客户提供空气系统的技术、咨询、检测、产品、设计和实施节能工程、热水工程等气、水系统的服务。

为保证实施合同能源管理的可靠性，公司引进了国内最标准、最先进的空气系统流量检测、空气品质检测、空气泄漏检测、噪声检测、振动检测等仪器设备，并引进与培养了一批专业的空气系统技术与服务人才，可为客户提供从源头到末端的空气系统解决方案，从而确保合同能源管理的有效性和真实性。

康普斯节能科技有限公司主要产品有螺杆式空压机、变频式空压机、低压空压机、高压空压机、螺杆膨胀机、螺杆鼓风机、螺杆真空泵、离心式空压机、无油空压机、制氮机系统、冷媒压缩机及相关后处理设备(干燥机、过滤器、储气罐)等，是国内经营空气产品谱系最齐全的专业企业之一。

公司以“真诚创造价值”为经营理念，以“把我的节能技术给你，把你节省的电费与我同享”为实施理念进行产品销售与合同能源管理业务的开展。

浅谈利用中低品位热源的有机朗肯循环发电技术

浅谈利用中低品位热源的有机朗肯循环发电技术刘易霖;吴钦木;陈湘萍【摘要】中低品位热源数量多、范围广,若采用有机朗肯循环技术回收利用该部分能量用以发电,不但能缓解能源危机,还可减轻因为余热所引起的环境污染,从而实现节能减排.为了给初步进入有机朗肯循环研究的人员提供一些相关的必要知识,本文在介绍有机朗肯循环的技术原理和应用领域之后,列举了数位学者对其在有机工质、设备优选和系统改进等方面的研究.有机朗肯循环发电技术广阔的发展前景引发了大量学者的探索,但在实际的推广应用方面,还有许多的现实问题需要克服.【期刊名称】《节能技术》【年(卷),期】2017(035)001【总页数】5页(P12-15,46)【关键词】有机朗肯循环;中低品位热源回收;有机工质;系统优化;节能【作者】刘易霖;吴钦木;陈湘萍【作者单位】贵州大学,贵州贵阳550025;贵州大学,贵州贵阳550025;贵州大学,贵州贵阳550025【正文语种】中文【中图分类】TM617中国能源消费一直处于增长态势，1977年的5.7亿t标准煤上升到2013年能源消费总量的37.5亿t，迅速越居世界第一位[1]。

资源和环境在各项建设取得巨大成就的同时遭到了大量的破坏，所以迫切需要提高能源利用率、加强节能减排工作，应对现有的资源破坏和环境污染等问题。

在“十二五”期间资源环境问题得到改观之后，“十三五”再次强调指出“在改革环境治理基础制度的同时，要支持绿色清洁生产，推动建立绿色低碳循环发展产业体系”[2]。

基于这个背景，利用中低品位热源发电的有机朗肯循环技术的实际推广和应用将持续成为产学研各界的热点问题。

有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle，简称ORC)系统是以有机物为工质的朗肯循环，由蒸发器、透平膨胀机、冷凝器、工质泵等四个基本部件组成，其系统原理如图1所示。

低温低压液态工质经工质泵加压进入蒸发器，与中低品位热源换热变成高压过热蒸汽，接着进入透平膨胀机做功带动发电机发电，透平中释压所剩的低压过热乏气将进入冷凝器放热，使气态工质变成低温低压的液态完成一个工作周期，再由工质泵加压进入下一个循环[3-4]。

螺杆膨胀动力机技术及在低温余热发电中的应用

1引言余热在工业生产和日常生活中普遍存在，化工、冶金、建材和电力等行业产生的余热种类繁多，含热资源量大面广，但同时大量余热却被浪费。

余热回收利用是工业节能迫在眉睫的关键技术之一，尤其是低温余热发电技术更具有挑战性，并得到人们普遍关注。

它不但提高了能源利用效率有助于缓解能源问题，而且还减少了生产过程中的环境污染问题，对节能减排具有重要作用。

螺杆膨胀动力机技术就是适合于低温余热发电的新技术，该技术特点鲜明，具有同类型汽轮发电机不可比拟的优点，同时产生较好的经济效益，提高企业的能源利用率。

2螺杆膨胀动力机系统螺杆膨胀动力机属于回转容积式膨胀机，兼有活塞膨胀机和透平膨胀机二者之特点，螺杆膨胀动力机能将低品位热能转化为高品位机械能或电能。

螺杆膨胀动力机是一种全流式动力机，适用于过热蒸汽、饱和蒸汽、汽水混合物，并且对工质清洁度要求不高。

它结构简单，零部件数量少，几乎没有易损件，设备维护方便，因此设备可靠，寿命长。

2.1螺杆膨胀动力机工作原理双螺杆膨胀动力机由一对螺杆转子、缸体、轴承、同步齿轮、密封组件以及连轴节等组成，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螺旋形阴、阳转子平行置于气缸中。

螺杆膨胀机运转过程从吸气过程开始，气体在封闭的齿间容积中膨胀做功，最后移至排气过程。

阴、阳螺杆和气缸之间形成呈“V”字形的齿间容积，其大小随转子转动而变化。

图1为螺杆膨胀动力机发电系统示意图。

螺杆膨胀动力机工作过程是由吸气过程、膨胀过程和排气过程三个过程组成。

吸气过程：高压气体由吸气孔口进入由阴、阳螺杆和气缸之间形成的“V”字形齿间容积，推动阴、阳螺杆反向旋转；而齿间容积不断扩大，当后面一齿切断进气孔口时，吸气过程结束。

膨胀过程：在吸气过程结束后，齿间容积充满高压气体，在压力差作用下形成一定转矩，阴、阳螺杆转子反向旋转，于是齿间容积不断扩大，气体膨胀，螺杆转子旋转对外做功；当齿间容积达最大值时，膨胀过程结束。

天然气压差发电

每天可发电2034KWh
螺杆膨胀机84.75KW
发电机功率76.818kw
发电机输入功率(kw)=扭矩(Nm) ×转速(rpm)/9549 扭矩M=509Nm
如果将西气东输一线、二线管道的压力能都利用起来发电，年发电量相当于1.2个小浪底水电站， 45.99亿kW.h/58.51亿kW.h 。（华南理工大学）
1)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。
2)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。
0.3
高位热值 (MJ/NM3)
低位热值 (MJ/NM3)
华北指数 kCal/Nm3
44.61 43.16 45.66 45.24 41.05
40.39 39.21 41.38 40.99 37.07
56.05 46.85 56.1 55.55 53.99
燃烧势（CP）
气体相对密度（%）
41.85 32.03 43.89 41.91 40.85
压差能转化为电能
关键设备：螺杆膨胀机（相关设计资料比较少）
发电机(比较成熟普通效率0.9-0.95）
并机柜(自动并机）
控制系统，出入端压力、温度及整机操作
第10页，共32页。
关键设备
第11页，共32页。
螺杆膨胀机介绍
第12页，共32页。
透平膨胀机介绍
透平膨胀机特点： 1.单机功率高于螺杆膨胀机，最高可达8000KW； 2.整机效率较螺杆膨胀机高30%；如能综合利用其发电后伴生的冷能，经济效益更

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◆利用没有压力的废蒸汽发电
只有放散压力的废蒸汽在冶金、钢铁、建材、化工等行业非常普遍，如钢铁企业加热炉冷却套产生的废蒸汽、化工放热工艺过程产生的废蒸汽等。之前这些废蒸汽多半被直接排放。
◆利用80℃以上低温热水发电
钢铁、化工、石油开采、印染、纺织等行业存在大量热水形式的余热资源。如钢铁企业轧钢冷却水，化工流程冷却水等等。
一、推广ORC螺杆膨胀发电机背景
◆中国的能源使用效率低下：
我国能源利用率仅约33%，比发达国家低10%，至少50%的工业耗能以各种形式的余热被废弃。
◆中国是全球碳排放最多的经济体：
2011年，中国（28%）、美国（16%）、欧盟（11%）和印度（7%），中国的碳排放量已经超过了美国和欧盟之和。
◆典型案例2—天津天丰钢铁有限公司余热综合利用发电工程
◆典型案例3—衢州元立金属制品有限公司余热发电工程
元立公司带钢厂原来使用厂内蒸汽通过汽轮机发电，该汽轮机设计发电能力200kW，汽轮机排放尾气直接放空，排放压力3000~6000Pa，蒸汽流量 2t/h。
该热源配置KE100-95V-250螺杆膨胀机一台。
◆2012年，我国成品油消费量达27664亿吨，石油对外依存度高达56.4%。与此同时，煤炭消费占一次能源消费总量的比重近七成，以至于PM2.5 严重超标，威胁着人民群众的身体健康。
二、推广ORC螺杆膨胀发电机的重大意义
◆近100年时间里，人类耗用了数亿年积累下来的大量化石能源，化石能源不可再生、储量日趋减少且燃烧后排放出大量的温室气体，造成全球暖化，带来生态灾难。
ORC螺杆膨胀发电机可以应用于槽式光热发电站，也可以应用于碟式光热发电站。将斯特林发电机冷却水用于发电，同时省去了对冷却水再冷却的耗功。
◆应用于生物质发电
将秸杆、玉米芯、废弃木材等生物质燃烧加热液体，然后利用ORC螺杆膨胀发电机发电。
四、ORC螺杆膨胀发电机原理简介
◆螺杆膨胀机属于实现热功转换的热能机械，利用低品位热源，实现功率输出。
◆地球上高品位能源是稀缺的，同时又带来了污染。而低品位能源大量存在，相对而言也比较清洁。
◆ORC螺杆膨胀发电机可以应用于地热发电、光热发电、生物质发电以及干热岩发电。具备将低品位能源转化成高品位能源——电力的能力。
◆我国能源使用效率低下的主要原因：一是用能设备能耗高，二是大量的低温、低压余热因为缺乏技术得不到回收利用。
◆KE400-66W-2-60主要技术经济指标
◆典型案例5—福建三钢闽光股份有限公司余热发电工程
◆KE275-95V-1-50主要技术经济指标
◆正在建设中和即将Байду номын сангаас工项目……
谢谢！
◆KE100-95V-2-50主要技术经济指标
◆典型案例4—阿拉斯加Chena Power公司地热水发电工程
阿拉斯加地热资源丰富，年平均气温低，目前配置一台KE40066W-2-60 ORC螺杆膨胀发电机，装机功率 400KW，净发电功率 320KW。
该机组采用厢式布局设计，便于产品运输和露天作业。
◆专为ORC开发的螺杆膨胀主机，适用于中、小功率 ◆价格最有竞争性
◆可靠性高
◆等熵效率高：≥85%
等熵效率用来衡量膨胀机主机热力完善度，等熵效率越高，能量的转换效率也就越高。目前国内其他厂家的螺杆膨胀效率只能达到50%~60%。
六、ORC螺杆膨胀发电机
节能效果与案例分析
◆典型案例1—徐州东亚钢铁有限公司余热综合利用发电项目
◆预热器、蒸发器接受热源的热量，将工质加热成高温高压的蒸汽（非水蒸汽），然后进入膨胀机推动转子做功，同时降温降压。蒸汽从膨胀机排出后，进入油分离器，分离润滑油，气体进入冷凝器冷凝成液体，液体被液体泵升压，进入预热器、蒸发器，完成一轮循环。
◆因为无压力、低压力的热源，无法利用其它办法实现热工转换， ORC螺杆膨胀机是唯一选择。
◆ 迄今为止，温度高于80 ℃的热水及其它热流体、没有压力的水蒸汽大部分没有得到回收利用，而开山研制的ORC螺杆膨胀发电机可以高效地将其转化成电能。
◆即使是压力饱和水蒸汽，使用背压式汽轮机或蒸汽膨胀发电机串联ORC螺杆膨胀发电机，发电效率也可以大幅度提高，实现余热的梯度回收。
三、ORC螺杆膨胀发电机的应用领域
◆ORC – 有机朗肯循环使用有机介质，在一个
封闭循环内部实现朗肯循环，从高温热源吸热，向低温热源放热，输出轴功率。
◆ ORC螺杆膨胀发电机原理
根据热力学原理，朗肯循环可以利用热源产生动力，通过有机工质将热源的热值提取出来，将温度转化为压力、动力，从而实现低温热源的动力输出。
ORC螺杆膨胀发电站热力循环原理图
◆利用烟气发电
在钢铁、水泥、玻璃、废弃物处理等行业存在着大量的烟气，在石化行业还存在着大量的火炬气，ORC螺杆膨胀发电机可以将其中的热能用于发电。
◆应用于地热发电
目前，地热资源开发利用主要利用膨胀发电机组，相对于ORC透平膨胀发电机ORC螺杆膨胀发电机应用领域更为广阔。
◆应用于太阳能光热发电
◆利用化工工艺流程中产生的热流体发电
炼油厂生产出的汽、柴油、化工厂生产出的硫酸、磷酸等大量的化学产品均为温度在100度以上的热液体，需要耗功加以冷却。利用 ORC螺杆膨胀发电机不仅可以生产出大量的电力，还可以节能大量的冷却耗功。
◆利用发动机尾气和缸套冷却水发电
无论是柴油发动（电）机、天然气发动（电）机还是一氧化碳发电机，其尾气温度都在300~600度之间，缸套冷却水温度也都在80度以上。利用ORC螺杆膨胀发电机可以将这两项热源转化成电源。
五、ORC螺杆膨胀发电机的技术优势
◆热源适应范围宽：可以适用于过热水蒸汽、饱和水蒸汽、汽水混合物、热水、烟气、其他热流体。
◆变工况能力优越：在热源负荷和参数大范围（从2 0 ％到12 0 ％范围）波动的情况下，仍可稳定运行。
◆维护费用低，使用方便：基本无大修，维护和运行操作都简单方便，对用户原系统不产生干扰影响，安装和移动十分简易。