低温余热能源发电装置综述
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
热电技术
2007 年第 1期 ( 总第 93期 )
低温余热能源发电装置综述
汪玉林
( 青岛亚森热电技术研究所 , 山东 青岛 266003)
摘 要 介绍 了 低 品 位 热 能 汽 轮 机 、 有机工质朗肯循环
部分余热, 采用功率约 1300k W 的低品位热能 汽轮 机 , 用于驱动 32SA - 10型循环水泵, 水泵转速 660r / m in , 流量 6400m / h , 扬程 55m, 其原则性热力 系统 如图 1 所示。
14 更换耐高温控制电缆
主汽门、 高压调节阀和中压调节阀控制电 缆靠 近汽轮机本体, 周围环境温度高 , 控制电缆容易烤焦 老化, 控制电缆易短路 , 给控制系统一假信号 , 影响 机组正常运行。利用机组大修的机会, 将使用 条件 一般的控制电缆更换为耐高温控制电缆 ( 可耐 300 的温度 ) 。 通过大修中的修理 和技术改造, 消除了机 组的 隐患和缺陷 , 提高了机组的 技术水平, 为机组安全、 稳定、 高效运行奠定了坚实的基础。
2 低品位热能汽轮发电机组
利用工业 生产工 艺流程 中释放 出的温 度低于 230 的热能来驱动的汽轮机称为低品位热能汽轮 机。用这种汽轮机带动发电机发电即为低品位热能 汽轮发 电机组。低 品位热能 汽轮机 大致可 分为蒸 汽、 湿蒸汽、 热水三种类型。 2 . 1 余热蒸汽为过热蒸汽 余热蒸汽 为过热 蒸汽可 以直接 进入汽 轮机做 功。某化肥厂余热蒸汽压力 0 . 245MP a , 温度 150 , 流量为 10t /h 左右, 通常都向空中排放。为了利用这
余热为热水 , 这种热水不能直接进入汽轮机做 功。热水需经过扩容器, 把压力较高的热水在压力 较低的扩容器内闪蒸为饱和蒸汽, 然后进入汽轮机 做功。降压扩容器可 以一次扩容 ( 见图 3), 也可以 为二次扩容 ( 见图 4) , 这要依据余热参数和功率要 求而定。某炼油厂炼油装置的催化裂化采用风机冷 却 , 耗费大量电力, 改为冷却水冷 却后产生 350t / h 、 130 左右的热水, 为了利用这部分余热, 采用低品 位热能汽轮机 , 热水经二次扩容闪蒸为饱和蒸汽进 入汽轮 机 作功 , 带动 发 电机 发电 , 发 电量 可 达 1 . 5MW, 补充热源后发电量可 达 3MW 。经改造后, 由 耗能大户转变为节能大户 , 经济效益十分显著。
图 10 低温能 源发电系统的示意图
图 12 全流透平的示意图
图 11 低热焓值全 流系统与常规系统的比较
全流透平是一种两相流旋转分离器透平。它是 由两相流喷咀、 旋转分离器、 蒸汽透平和液态透平等 部件组成。两相流体通过两相流喷咀把热水和蒸汽 在膨胀过程中形成夹带细微水珠的高速汽流、 在喷 咀出口外形成蒸汽动能、 蒸汽热能和液体动能三部 分有用能。然后通过旋转分离器使高速汽流驱动蒸 汽透平作功 , 而液态工质则驱动液态透平作功。全 流透平可以应用到三个方面: 全流透平已广泛应用 于地热电站 ; 全流透平用两相流代替单相流可以有 效的降低运行速度; 两相流循环的热力特性在于它 可以把热源的能量最大限度的转变为有用能。全流 透平示意图见图 12。
3 有机工质朗肯循环透平
汪玉林: 低温余热能源发电装置综述 安装在一根轴上 , 并在一个壳体内, 汽轮机为向心式 透平, 发电机为感应式、 3 相 4160V。主给液泵为离 心式, 所有轴承均由有机介质 R - 113 液体润滑 , 发 电机也由有机介质 R- 113冷却 , 转速为 3640r /m in 。 图 7 示出其剖 面图, 机 组垂直布置 , 汽轮 机位于底 部 , 主给液泵和轴承位于顶部 , 发电机在中间 , 位于 两个径向轴承之间。这种垂直布置的特点是发电机 可利用泵和上轴承逸出的有机介质液体自由落下润 滑、 冷却 ; 发电机和轴承的润滑液也可方便的排到位 于下面的冷凝器中, 在启动和停机时, 径向轴承负荷 极小, 从而减少磨擦损失。 这种汽轮发电机组的功率范围为 0 . 75~ 2. 1 MW 其额定功率取决于热源温度和总热量 , 从而 决定汽 轮机的进汽温度、 压力和流量。汽轮机叶轮 直径和 通流部分高度也根据进汽温度和流量而定 , 汽轮机 机壳对形尺寸不变 , 根据功率大小而改变叶 轮和发 电机的尺寸 , 其标准组合示意图如图 8。
变为蒸汽, 或通过蒸发器将有机介质加热产生蒸汽 , 以驱动汽轮机。它们只能利用汽态的能量, 或部份 液态的能量 , 而没有完全利用液态的能量。全流透 平的特点是其工质是汽态和液态的混合物, 直接进 入原动机作功, 通过两相膨胀的过程, 充分利用汽态 和液态两相做功 , 从而提高了两相工质的热能利用 率 , 并且系统简单。图 10 是 3 种系统的示意图。图 11 示出三种低热焓值全流系统与常规系统的比较。
图 2 汽水分离法低品位热能汽轮机热力系统
2. 3 余热为热水 1
热电技术
2007年第 1 期 (总第 93 期 ) 有机工质朗肯循环 ( ORC) 透平。由于这种循环系统 是采用低温热源去加热有机介质, 因而又称 为双工 质循环系统。这种系统既可以用于低温余热发电 , 又可以用于柴油机、 燃气轮 机的余热, 以及地热、 太 阳能、 海洋温差发电等低温能源。 朗肯循环是一 种简单的蒸汽动力循环 , 有机介 质朗肯循环是由两个绝热过程和两个等压过程组成 的。朗肯循环的原则性热力系统如图 5 所示。用热 源加热氟里昂蒸发器中的有机介质, 使之变 为过热 蒸汽, 进入透平中作功 , 带动发电机发电。在汽轮机 中作过功的有机介质蒸汽经冷却再由氟里昂泵泵入 氟里昂蒸发器中 , 由热源再次加热蒸发。
4 全流透平
低温热源, 由于温度较低 , 因此常常是汽态和液 态两相并存。常用的闪蒸系统和有机介质朗肯循环 系统都是运用蒸汽或过热蒸汽作为工质 , 以 汽轮机
图 7 汽轮发电机泵组合装置剖面图
( 透平 ) 作为原动机, 因而不能承受过量的湿汽及污 垢 , 它必须把低温热源通过扩容器降压扩容 闪蒸转 3
5 螺杆膨胀机
4
热电技术
2007年第 1 期 (总第 93 期 ) 在励磁滑环 外护罩的顶部和轴端各开一个口 , 在轴端护罩开孔处增加一块多孔板, 在外护罩 顶部 增加一轴流风机 , 增强对励磁滑环和碳刷的冷却 , 确 保励磁系统运行正常。
后 , 由于起跳高度过高 , 蒸汽流量比较大, 造成冲击 力过大 , 又因间隙小 , 起跳后阀头与阀座不对中 , 发 生卡涩 , 造成回座不灵敏。 首先对起跳 高度进 行改造 , 把原 来行程 40mm 缩小于 5mm, 当系统起跳后 , 只要保证少量蒸汽就可 以去打开主阀, 减小了冲击力 , 因行程缩小, 又保证 了阀头在阀座中的中心位置。另外, 又把阀头外径 磨去了 0. 01mm, 加大了阀头与阀座的间隙 , 避免了 卡涩现象的发生。 4 号、 5 号机抽汽系 统安全阀进行技术改造 , 经 过两年多运行 , 改造 后的安全 阀起跳 灵敏, 回座及 时 , 既保证了机组安全稳定运行, 避免了因安全阀回 座问题而可能进行的停车损失。
1- 一次扩容器 阀 器 2- 主汽门 3- 调节 汽阀 7 - 冷凝器 4- 紧 急旁 通 8 - 两级 抽汽 5- 启动旁通阀 6 - 发电机 9- 二次扩容器 图 4 二次扩容低品位热能汽轮热力系统
向心透平的等熵功绝大部分无损失的通过 向心透平的蒸汽通过的出口平均直径小于
离心力作用转变为机械功。 进口平均直径, 余速损失小。 因此, 有机介质朗肯循环 ( ORC) 透平选 用向心 透平。 3. 2 ORC 汽轮发电机组 典型的 ORC 透平设计示意图如图 6 。汽轮机发 电机组是完全封闭的 , 包含一台驱动透平 , 一台感应 式发电机和一个主给液泵。 ORC 循环工质采用有机 利用低温下能产 生高压气体的介质作为工质 , 在低温下蒸发产生的高压气体去驱动的汽轮机称为 2 介质 R - 113 , 同时作为发电机和轴承的润滑与冷却 介质。 ORC 系统的全部旋转部件 ( 冷热泵除 外 ) 都
图 8 汽轮机发电机标准组合示意图
日本东芝公司建造的 1000k W 有机介质朗肯循 环系统, 其工质采用 F114, 透平为二级轴流式, 转速 3521r /m in, 通过减速箱驱动 转速达 1500r /m in 的发 电机。其热力系统和参数如图 9 。
图 6 ORC 汽轮机设计示意图
图 9 1000k W 有机介 质朗肯循环系统
图 1 过热蒸汽低品 位热能汽轮机热力系统
2. 2 余热蒸汽为汽水混合物 余热蒸汽为汽 水混合物, 这种余热蒸汽 中含有 大量水分, 不能直接 进入汽轮 机, 必须经 汽水分 离 器 , 将蒸汽 中的水分分离出去, 使蒸 汽干度达到 0 . 995以上, 才能进入汽轮机做功。这种情况在冶金行 业普遍存在 , 某钢铁公司有大量平炉冷却汽 化水排 入地沟 , 既浪费能源, 又污染环境。为利用这些余热 能源, 采用了 1 . 5 MW 低品位热能汽轮机带动发电机 发电, 既利用了余热能源 , 又改善了环境 , 提 高企业 经济效益和社会效益。其原则性热力系统图如图 2 所示。
3
ຫໍສະໝຸດ Baidu
( ORC) 透平 、 全流透 平 、 螺 杆膨 胀机 等几种 低温 余热 能源 发 电装置 , 对于利用低温余热能源具有重要意义 。 关键词 低温余热 发电装置
1 前言
目前世界各国都非常重 视能源的有效利用, 一 些发达国家能源利用率都在 50 % 以上, 美国的能源 利用率已超过 60 % , 而我国只有 30 % 左右。我国能 源利用率低的一个重要原因是低温余热能源没有得 到充分利用。 在工业生产中, 余热 能源普遍存在。冶金行业 的高炉煤气 , 炼铁厂高炉汽化冷却水, 平炉汽化冷却 水 , 石化行业炼油装置的催化、 裂化、 焦化冷却水 , 化 工行业硫酸生产中的焙烧、 焚硫工序等都存在大量 余热。 这些余热能源的分类 , 目前还没有标准。通常 将余热能源 分为 高温、 中温、 低温 三类。温 度高于 650 ( 1200 ℉ ) 为高温, 温度在 230 ( 450 ℉ ) ~ 650 为中温 , 温度在 230 以下为低温 , 对于高温、 中温余热蒸汽可以直接驱动蒸汽轮机或燃气轮机带 动发电机组发电加以利用 , 而低于 230 的低温余热 能源约占余热能源总量的 30 % , 利用这部分余热能 源发电 , 对提高能源利用率具有重要作用。
1 螺杆 2 机壳 3 调节阀 4 后轴承 5 前轴承 图 13 螺杆膨胀机结构图
螺杆膨胀机的机壳内装有一对互相啮合的螺旋 转子 ( 螺杆 ) , 螺旋转子 有一端伸出壳 外, 连接发 电 机 , 机壳左端内设有同步齿轮装置, 以保证转子运转 同步, 防止转子互相碰撞或错位 , 机壳内右端装有节 流阀, 可以上下移动以调整开度 , 从而调节流量。 ( 下转第 8页 )
热电技术
2007年第 1 期 (总第 93 期 ) 低温能源发电的扩容法 (闪蒸系统 ) 和中间介质 法 (双循环系统 ) 都是采用汽轮机作为原动机 , 只能 以蒸汽作为工质 , 不能承受过量的湿汽和污垢, 因此 它只能利用 低温热源 的部分 热量, 热能利 用率低。 而全流法则可以利用低温热源汽态和液态混合物的 能量, 其热能利用率比前两种方法要高得多。螺杆 膨胀机是实现全流发电的一种原动机 , 其结 构示意 图如图 13 。
1- 扩容器 2- 主汽门 3- 调节 汽阀 4 - 紧急旁 通阀 5 - 启动旁通阀 6- 发电机 7- 冷凝器 8- 两级抽汽器 图 3 一次扩容低品位热能汽 轮机热力系统 图 5 朗肯循环热力系统图
3. 1 有机介质朗肯循环 ( ORC) 透平 有机介质朗肯循环 ( ORC) 透平通常采用向心透 平。同轴流式透平相比, 向心透平具有以下优点: a . 向心透平进汽管道损失比轴流式透平小 , 因而排汽损失小。 b . 向心透平环形叶栅中的相对速度较小 , 而 且汽流扩压段消失, 从而使损失下降。 c . d .
2007 年第 1期 ( 总第 93期 )
低温余热能源发电装置综述
汪玉林
( 青岛亚森热电技术研究所 , 山东 青岛 266003)
摘 要 介绍 了 低 品 位 热 能 汽 轮 机 、 有机工质朗肯循环
部分余热, 采用功率约 1300k W 的低品位热能 汽轮 机 , 用于驱动 32SA - 10型循环水泵, 水泵转速 660r / m in , 流量 6400m / h , 扬程 55m, 其原则性热力 系统 如图 1 所示。
14 更换耐高温控制电缆
主汽门、 高压调节阀和中压调节阀控制电 缆靠 近汽轮机本体, 周围环境温度高 , 控制电缆容易烤焦 老化, 控制电缆易短路 , 给控制系统一假信号 , 影响 机组正常运行。利用机组大修的机会, 将使用 条件 一般的控制电缆更换为耐高温控制电缆 ( 可耐 300 的温度 ) 。 通过大修中的修理 和技术改造, 消除了机 组的 隐患和缺陷 , 提高了机组的 技术水平, 为机组安全、 稳定、 高效运行奠定了坚实的基础。
2 低品位热能汽轮发电机组
利用工业 生产工 艺流程 中释放 出的温 度低于 230 的热能来驱动的汽轮机称为低品位热能汽轮 机。用这种汽轮机带动发电机发电即为低品位热能 汽轮发 电机组。低 品位热能 汽轮机 大致可 分为蒸 汽、 湿蒸汽、 热水三种类型。 2 . 1 余热蒸汽为过热蒸汽 余热蒸汽 为过热 蒸汽可 以直接 进入汽 轮机做 功。某化肥厂余热蒸汽压力 0 . 245MP a , 温度 150 , 流量为 10t /h 左右, 通常都向空中排放。为了利用这
余热为热水 , 这种热水不能直接进入汽轮机做 功。热水需经过扩容器, 把压力较高的热水在压力 较低的扩容器内闪蒸为饱和蒸汽, 然后进入汽轮机 做功。降压扩容器可 以一次扩容 ( 见图 3), 也可以 为二次扩容 ( 见图 4) , 这要依据余热参数和功率要 求而定。某炼油厂炼油装置的催化裂化采用风机冷 却 , 耗费大量电力, 改为冷却水冷 却后产生 350t / h 、 130 左右的热水, 为了利用这部分余热, 采用低品 位热能汽轮机 , 热水经二次扩容闪蒸为饱和蒸汽进 入汽轮 机 作功 , 带动 发 电机 发电 , 发 电量 可 达 1 . 5MW, 补充热源后发电量可 达 3MW 。经改造后, 由 耗能大户转变为节能大户 , 经济效益十分显著。
图 10 低温能 源发电系统的示意图
图 12 全流透平的示意图
图 11 低热焓值全 流系统与常规系统的比较
全流透平是一种两相流旋转分离器透平。它是 由两相流喷咀、 旋转分离器、 蒸汽透平和液态透平等 部件组成。两相流体通过两相流喷咀把热水和蒸汽 在膨胀过程中形成夹带细微水珠的高速汽流、 在喷 咀出口外形成蒸汽动能、 蒸汽热能和液体动能三部 分有用能。然后通过旋转分离器使高速汽流驱动蒸 汽透平作功 , 而液态工质则驱动液态透平作功。全 流透平可以应用到三个方面: 全流透平已广泛应用 于地热电站 ; 全流透平用两相流代替单相流可以有 效的降低运行速度; 两相流循环的热力特性在于它 可以把热源的能量最大限度的转变为有用能。全流 透平示意图见图 12。
3 有机工质朗肯循环透平
汪玉林: 低温余热能源发电装置综述 安装在一根轴上 , 并在一个壳体内, 汽轮机为向心式 透平, 发电机为感应式、 3 相 4160V。主给液泵为离 心式, 所有轴承均由有机介质 R - 113 液体润滑 , 发 电机也由有机介质 R- 113冷却 , 转速为 3640r /m in 。 图 7 示出其剖 面图, 机 组垂直布置 , 汽轮 机位于底 部 , 主给液泵和轴承位于顶部 , 发电机在中间 , 位于 两个径向轴承之间。这种垂直布置的特点是发电机 可利用泵和上轴承逸出的有机介质液体自由落下润 滑、 冷却 ; 发电机和轴承的润滑液也可方便的排到位 于下面的冷凝器中, 在启动和停机时, 径向轴承负荷 极小, 从而减少磨擦损失。 这种汽轮发电机组的功率范围为 0 . 75~ 2. 1 MW 其额定功率取决于热源温度和总热量 , 从而 决定汽 轮机的进汽温度、 压力和流量。汽轮机叶轮 直径和 通流部分高度也根据进汽温度和流量而定 , 汽轮机 机壳对形尺寸不变 , 根据功率大小而改变叶 轮和发 电机的尺寸 , 其标准组合示意图如图 8。
变为蒸汽, 或通过蒸发器将有机介质加热产生蒸汽 , 以驱动汽轮机。它们只能利用汽态的能量, 或部份 液态的能量 , 而没有完全利用液态的能量。全流透 平的特点是其工质是汽态和液态的混合物, 直接进 入原动机作功, 通过两相膨胀的过程, 充分利用汽态 和液态两相做功 , 从而提高了两相工质的热能利用 率 , 并且系统简单。图 10 是 3 种系统的示意图。图 11 示出三种低热焓值全流系统与常规系统的比较。
图 2 汽水分离法低品位热能汽轮机热力系统
2. 3 余热为热水 1
热电技术
2007年第 1 期 (总第 93 期 ) 有机工质朗肯循环 ( ORC) 透平。由于这种循环系统 是采用低温热源去加热有机介质, 因而又称 为双工 质循环系统。这种系统既可以用于低温余热发电 , 又可以用于柴油机、 燃气轮 机的余热, 以及地热、 太 阳能、 海洋温差发电等低温能源。 朗肯循环是一 种简单的蒸汽动力循环 , 有机介 质朗肯循环是由两个绝热过程和两个等压过程组成 的。朗肯循环的原则性热力系统如图 5 所示。用热 源加热氟里昂蒸发器中的有机介质, 使之变 为过热 蒸汽, 进入透平中作功 , 带动发电机发电。在汽轮机 中作过功的有机介质蒸汽经冷却再由氟里昂泵泵入 氟里昂蒸发器中 , 由热源再次加热蒸发。
4 全流透平
低温热源, 由于温度较低 , 因此常常是汽态和液 态两相并存。常用的闪蒸系统和有机介质朗肯循环 系统都是运用蒸汽或过热蒸汽作为工质 , 以 汽轮机
图 7 汽轮发电机泵组合装置剖面图
( 透平 ) 作为原动机, 因而不能承受过量的湿汽及污 垢 , 它必须把低温热源通过扩容器降压扩容 闪蒸转 3
5 螺杆膨胀机
4
热电技术
2007年第 1 期 (总第 93 期 ) 在励磁滑环 外护罩的顶部和轴端各开一个口 , 在轴端护罩开孔处增加一块多孔板, 在外护罩 顶部 增加一轴流风机 , 增强对励磁滑环和碳刷的冷却 , 确 保励磁系统运行正常。
后 , 由于起跳高度过高 , 蒸汽流量比较大, 造成冲击 力过大 , 又因间隙小 , 起跳后阀头与阀座不对中 , 发 生卡涩 , 造成回座不灵敏。 首先对起跳 高度进 行改造 , 把原 来行程 40mm 缩小于 5mm, 当系统起跳后 , 只要保证少量蒸汽就可 以去打开主阀, 减小了冲击力 , 因行程缩小, 又保证 了阀头在阀座中的中心位置。另外, 又把阀头外径 磨去了 0. 01mm, 加大了阀头与阀座的间隙 , 避免了 卡涩现象的发生。 4 号、 5 号机抽汽系 统安全阀进行技术改造 , 经 过两年多运行 , 改造 后的安全 阀起跳 灵敏, 回座及 时 , 既保证了机组安全稳定运行, 避免了因安全阀回 座问题而可能进行的停车损失。
1- 一次扩容器 阀 器 2- 主汽门 3- 调节 汽阀 7 - 冷凝器 4- 紧 急旁 通 8 - 两级 抽汽 5- 启动旁通阀 6 - 发电机 9- 二次扩容器 图 4 二次扩容低品位热能汽轮热力系统
向心透平的等熵功绝大部分无损失的通过 向心透平的蒸汽通过的出口平均直径小于
离心力作用转变为机械功。 进口平均直径, 余速损失小。 因此, 有机介质朗肯循环 ( ORC) 透平选 用向心 透平。 3. 2 ORC 汽轮发电机组 典型的 ORC 透平设计示意图如图 6 。汽轮机发 电机组是完全封闭的 , 包含一台驱动透平 , 一台感应 式发电机和一个主给液泵。 ORC 循环工质采用有机 利用低温下能产 生高压气体的介质作为工质 , 在低温下蒸发产生的高压气体去驱动的汽轮机称为 2 介质 R - 113 , 同时作为发电机和轴承的润滑与冷却 介质。 ORC 系统的全部旋转部件 ( 冷热泵除 外 ) 都
图 8 汽轮机发电机标准组合示意图
日本东芝公司建造的 1000k W 有机介质朗肯循 环系统, 其工质采用 F114, 透平为二级轴流式, 转速 3521r /m in, 通过减速箱驱动 转速达 1500r /m in 的发 电机。其热力系统和参数如图 9 。
图 6 ORC 汽轮机设计示意图
图 9 1000k W 有机介 质朗肯循环系统
图 1 过热蒸汽低品 位热能汽轮机热力系统
2. 2 余热蒸汽为汽水混合物 余热蒸汽为汽 水混合物, 这种余热蒸汽 中含有 大量水分, 不能直接 进入汽轮 机, 必须经 汽水分 离 器 , 将蒸汽 中的水分分离出去, 使蒸 汽干度达到 0 . 995以上, 才能进入汽轮机做功。这种情况在冶金行 业普遍存在 , 某钢铁公司有大量平炉冷却汽 化水排 入地沟 , 既浪费能源, 又污染环境。为利用这些余热 能源, 采用了 1 . 5 MW 低品位热能汽轮机带动发电机 发电, 既利用了余热能源 , 又改善了环境 , 提 高企业 经济效益和社会效益。其原则性热力系统图如图 2 所示。
3
ຫໍສະໝຸດ Baidu
( ORC) 透平 、 全流透 平 、 螺 杆膨 胀机 等几种 低温 余热 能源 发 电装置 , 对于利用低温余热能源具有重要意义 。 关键词 低温余热 发电装置
1 前言
目前世界各国都非常重 视能源的有效利用, 一 些发达国家能源利用率都在 50 % 以上, 美国的能源 利用率已超过 60 % , 而我国只有 30 % 左右。我国能 源利用率低的一个重要原因是低温余热能源没有得 到充分利用。 在工业生产中, 余热 能源普遍存在。冶金行业 的高炉煤气 , 炼铁厂高炉汽化冷却水, 平炉汽化冷却 水 , 石化行业炼油装置的催化、 裂化、 焦化冷却水 , 化 工行业硫酸生产中的焙烧、 焚硫工序等都存在大量 余热。 这些余热能源的分类 , 目前还没有标准。通常 将余热能源 分为 高温、 中温、 低温 三类。温 度高于 650 ( 1200 ℉ ) 为高温, 温度在 230 ( 450 ℉ ) ~ 650 为中温 , 温度在 230 以下为低温 , 对于高温、 中温余热蒸汽可以直接驱动蒸汽轮机或燃气轮机带 动发电机组发电加以利用 , 而低于 230 的低温余热 能源约占余热能源总量的 30 % , 利用这部分余热能 源发电 , 对提高能源利用率具有重要作用。
1 螺杆 2 机壳 3 调节阀 4 后轴承 5 前轴承 图 13 螺杆膨胀机结构图
螺杆膨胀机的机壳内装有一对互相啮合的螺旋 转子 ( 螺杆 ) , 螺旋转子 有一端伸出壳 外, 连接发 电 机 , 机壳左端内设有同步齿轮装置, 以保证转子运转 同步, 防止转子互相碰撞或错位 , 机壳内右端装有节 流阀, 可以上下移动以调整开度 , 从而调节流量。 ( 下转第 8页 )
热电技术
2007年第 1 期 (总第 93 期 ) 低温能源发电的扩容法 (闪蒸系统 ) 和中间介质 法 (双循环系统 ) 都是采用汽轮机作为原动机 , 只能 以蒸汽作为工质 , 不能承受过量的湿汽和污垢, 因此 它只能利用 低温热源 的部分 热量, 热能利 用率低。 而全流法则可以利用低温热源汽态和液态混合物的 能量, 其热能利用率比前两种方法要高得多。螺杆 膨胀机是实现全流发电的一种原动机 , 其结 构示意 图如图 13 。
1- 扩容器 2- 主汽门 3- 调节 汽阀 4 - 紧急旁 通阀 5 - 启动旁通阀 6- 发电机 7- 冷凝器 8- 两级抽汽器 图 3 一次扩容低品位热能汽 轮机热力系统 图 5 朗肯循环热力系统图
3. 1 有机介质朗肯循环 ( ORC) 透平 有机介质朗肯循环 ( ORC) 透平通常采用向心透 平。同轴流式透平相比, 向心透平具有以下优点: a . 向心透平进汽管道损失比轴流式透平小 , 因而排汽损失小。 b . 向心透平环形叶栅中的相对速度较小 , 而 且汽流扩压段消失, 从而使损失下降。 c . d .