垃圾填埋气的内燃发电机组尾气发电技术方案

中船重工（上海）新能源

有限公司

垃圾填埋气的内燃发电机组尾气

ORC发电

技

术

方

案

苏州西达透平动力技术有限公司

2017年07月

目录

一、企业简介

苏州西达透平动力技术有限公司成立于2016年5月，是由苏州西达低温设备有限公司研发部分拆而来，仍由苏州西达低温设备有限公司控股的子公司。公司注册资金1000万元，目前员工30人，主要经营：低温ORC发电设备的开发、制造、销售，蒸汽背压机、乏汽透平设备、高速离心风机的驱动等设备。公司自主研发的透平膨胀发电机组系列，也已经投产并交付客户使用。

苏州西达低温设备有限公司成立于1993年4月，位于苏州市西南郊、太湖之滨的历史文化名镇木渎。占地面积6500平方米，建筑面积3200平方米。是一家融设计、工艺、制造、经营于一体，专业生产、经营低温机械及配套产品的经济实体。公司是以透平膨胀机和低温机械产品为主，同时生产低温冷箱、低温处理成套设备、油田气回收制冷装置和配件。

二、透平发电机介绍

透平膨胀机是一种旋转式制冷机械，它由窝壳、导流器、工作轮和扩压器等主要部分组成。当具有一定压力的气体进入膨胀机的窝壳后，

被均匀分配到导流器中，导流器上装有喷嘴叶片，如图所示：

气体在喷嘴中将气体的热力学能（内能）转换成流动的动能，气体的压力和焓降低，出喷嘴的流速可高达200m/s左右。当高速气流冲到叶

轮的叶片上时，推动叶轮旋转并对外做功，将气体的动能转换为机械能。

通过转子轴带动制动风机、发电机或增压机对外输出功。

苏州西达透平动力技术有限公司的GGT系列发电一体机，是采用高效向心径流式透平与气悬浮轴承支承系统的高速永磁同步发电机一体的

发电设备。

高速同步电机采用稀土永磁转子，电机最高效率可达95%以上。

气体轴承实现支撑的新型轴承，无接触、振动小、使用寿命长、维护费用低等特点。

本项目的气悬浮技术的开发积累了多年的气体轴承制造使用经验，结合多年高速叶轮机械转子动力学经验，可以为用户提供高效稳定的气

悬浮轴承。

机器运行时噪音等级＜80dB(A)。

气体轴承的气源来源于工质气。能量通过蒸发器将有机工质蒸发为压力气体，气体一方面支撑轴承，另一方面通过透平机膨胀作功发电，

经过高速发电机转化为电功率后输出电力。

三、技术方案

1.热源情况

为3台1065KW垃圾填埋气的内燃发电机组排放尾气

每台机组的排气参数见下表：

2.余热回收计算

3.ORC发电机组技术参数

（设计工况）

4.工艺流程图

（见附图1）

5.界区公用工程条件

(1) 电

自用电：交流AC380V±10%，50Hz(-1.0～+0.5)，三相三线＋PE

仪表用电：DC24V

涡旋压缩机采用双电源切换：交流AC380V±10%，50Hz(-1.0～+0.5)，

三相三线＋PE，电机功率：14KW。

(2)补充水：

6.占地

（见附图2）

烟气导热油换热器占地：（暂无）

ORC发电机组为撬装式快装机组（室内布置）。

尺寸：4.6m×2.6 m×2.5 m （长×宽×高）（按高度集成紧凑布置）

蒸发式冷凝器：6.0 m×2.6 m×4.6 m （宽×厚×高）

7.换热器选型

有机工质换热器选型采用板壳式换热器或板翅式换热器，回热器采用铝合金板翅式，工质冷凝采用蒸发冷。

8.电力电子

发电机输出的180～275Hz的交流电需要整流及逆变，才能与市电并网。

本方案采用带整流装置的并网逆变器技术参数：

9.工质泵

采用屏蔽电泵

技术规格：

10.储气罐

￠700×770；

进口法兰：DN32 PN25；

出口法兰：DN32 PN25。

四、性能指标

11.机务专业

1)透平膨胀发电一体机核心部件（叶轮、主轴、轴承、密封）中，叶

轮、主轴、密封采用苏州西达透平动力技术有限公司的产品，轴承

由国内外优秀的磁悬浮轴承设计专家联合开发；

2)提供备件清单及两年备件明细；

3)提供专用工具（如有）；

4)设备类资料（图纸、说明书、操作维护手册等）为中文版或英文版；

5)对外法兰接口（冷源、热源）压力等级为PN25、PN16，法兰标准按

HG20592-2009。提供配套反法兰、垫片、螺栓等；管道采用HG/T20553

（Ia）系列。

6)提供管道、阀门及附件的质量证明文件、材质；

7)提供机组制造计划及关键质量控制点；

8)提供操作维护培训服务；

9)机组公用底座根据机组情况自行设计，底座为单件整体钢板，底座

带起吊耳、排液面板和排液孔；底座外周布置调水平螺钉；发电机与膨胀机支撑脚均设横向水平调整和轴向对中定位用顶螺丝，并提供配套地脚螺栓。

10)机组的密封性保证运行周期不低于8000小时，泄漏量≦0.05‰。

11)技术、质量、验收标准：

GB50049-2011 《小型火力发电厂设计规范》

GB/T29542-2013 《工业尾气能量回收透平膨胀机》

GB/T5578－2007《固定式发电用汽轮机技术条件》

GB/T13399－1992《汽轮机安全监视装置技术条件》

12.仪控专业

1)采用西门子S7-300系列(冗余点15%)，配置MODUBUS通讯接口，

及相应卡件；

2)提供P&ID，仪表清单及对应数据表，I/O清册、地址，PLC源程序，

逻辑控制图；

3)紧急切断阀采用无锡工装或者台湾进典产品，阀体材料采用WCB，

阀芯采用，西门子定位器，SMC过滤器减压阀；

4)压力变送器要求采用川仪横河EJA变送器，带就地LCD显示，带HART

协议；

5)压力表采用不锈钢、接头M20*1.5，表面直径150mm，耐振型，天

康或等同产品；

6)温度计采用PT100，接口M27*2，川仪或等同产品；

7)调节阀（如有）采用无锡工装或者台湾进典产品，阀体材料采用WCB，

阀芯采用304 ，ASCO电磁阀，SMC过滤器减压阀；；

8)仪表阀采用SS304，接头M24*1.5；

9)引压管采用SS304；管径14*2；

10)仪表防护等级IP65；

11)负责控制系统设计；

12)配置现场符合各自控制要求的UPS电源设置，电池选用国内主流优

质电池；