偶看新闻阴茎勃起多少度算正常:螺旋膨胀驱动发电技术
来源：百度文库 编辑：偶看新闻 时间：2024/04/29 00:59:15
新钢公司采用螺杆膨胀动力机利用加热炉余热蒸汽进行发电的实践和效果
来源：中国冶金报
时间：2009 年 7 月27日
刘传玉 王照群 陈宇报道 螺杆膨胀机不是什么新鲜名词，早在七十年代末，美国就研制出利用地热水发电的汽水两相螺杆膨胀机，功率 60KW ，取得了专利。八十年代后期美国又研制出 1000KW 地热水螺杆膨胀机，内效率 65 ～ 74 ％。日本北海道大学研制过氟利昂汽液两相螺杆膨胀机，功率 10KW ，内效率 60 ～ 70 ％， 80 年代后期，日本研制过工业锅炉饱和蒸汽压差发电螺杆膨胀机，功率 102KW 。
螺杆膨胀动力机主要是利用工业中的蒸汽、热水、热液或汽液两相流体等动力源，将热能转换为动力，驱动发电机发电，或直接驱动风机、水泵、压缩机、搅拌机、磨煤机、制粉机等机械设备，替代电动机，或替代大型制冷机的膨胀阀等回收动力，广泛应用于电力、化工、石油、冶金、矿山、轻工等工业领域。可回收工业生产中产生的余热、废热和能量梯级变化中的节流损失，没有燃烧一次能源发电所带来的粉尘污染和其他环境污染，有显著改善环境质量、提高社会整体环保水平的重要作用。
我国对螺杆膨胀动力机的技术与世界发达国家同时期开始研究， 1983 年着手工业余热回收发电研究，现已完成汽液两相全流螺杆膨胀机的科研成果，先后经国家、部委及省市立项进行过小试、中试、大试，并分别通过验收鉴定，专家们认同该技术属国内首创，达到国际先进水平，是国家经贸委推荐列入“九五”节能改造示范工程和重点推广应用项目。
螺杆膨胀动力机在国内一些企业也得到成功地使用，如 江苏南通天生港发电厂、山东胜利发电厂、江苏观音山发电厂等。还有河南长城铝业利用锅炉连排水驱动灰渣泵；江苏南通唐闸热电厂利用汽机抽汽驱动给水泵（尾汽进入除氧器）；泰国 MKF 造纸公司、黑龙江七台河水泥厂利用工业饱和蒸汽差压发电（尾汽进入除氧器）等等。
新钢公司作为一家国有大型钢铁联合企业， 长期以来，把 坚定不移地贯彻国家产业政策和环保政策，大力发展循环经济，作为可持续发展的必然选择。在企业改革发展过程中，新钢公司全面推进企业节能、节水、降耗及资源综合利用等方面的技术进步，努力实现低消耗、低排放、高效率，改善生态环境，打造循环经济型企业。自 1997 年起先后利用高炉放散煤气进行发电、在 6 ～ 9 号高炉利用高炉余压进行发电（ TRT ）、 6 座焦炉先后利用熄焦塔蒸汽进行发电等，创造可观的经济效益和社会效益。 2006 年新钢公司结合实际着手考虑利用 中厚板厂中板加热炉余热蒸汽进行发电。
新钢公司中厚板厂中板加热炉原有燃混合煤气、推钢式连续轧钢加热炉三座，年加热能力约 120 万吨，所有炉子设施及装配水平按原冶金部“节能 18 条”的要求进行设计和施工。其中，空、煤气双预热，炉底水管全部采用汽化冷却。三座加热炉合计每小时平均产汽量约 9 吨，压力在 0.6-0.8MPa （表），汽化蒸汽约 3t/h 用于本工序生产和冬季采暖，还有 6t/h 饱和蒸汽富余。原富余蒸汽采用与公司热力管网并网合理利用，由于管网压力及加热炉所产蒸汽的压力经常波动，并网使用效果极差，所以致使加热炉汽化蒸汽大量放散，造成环境的噪音及热污染，并浪费了大量的有效能源。
新钢公司有关部门及技术人员经过大量调研和考察，决定与 江西华电电力公司合作，采用螺杆膨胀动力机，利用 中厚板厂中板加热炉 余热蒸汽进行发电， 发电后的排汽可排到工厂除氧器加热利用，或取暖等利用，以达到节能、发电、创造效益、保护环境的目的。 余热蒸汽全部通过螺杆膨胀动力机做功发电，做功后的蒸汽送除氧、供热和采暖用，其它排放或冷凝回收。
一、螺杆膨胀动力机简介
螺杆膨胀动力机（见 图 1 、余热蒸汽发电的工艺流程图 ）包括两根（阴、阳）螺杆转子、外壳、轴承和密封等。其 工作原理是：作功介质先进入机内螺杆齿槽，推动螺杆转动，随着螺杆转动，齿槽旋转逐渐加长、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，驱动发电机 ( 也可驱动风机、压缩机、水泵等 ) 。
图 1 、余热蒸汽发电的工艺流程图 。
二、 螺杆膨胀动力发电机组系统设计
螺杆膨胀动力机，由进汽设备调节阀、螺杆机本体及排出管阀等组成，同时附属系统有：润滑油系统、密封装置、冷却水系统、调速与保安控制系统和减速机（当负载机转速较低时）等。
1 、润滑油系统
润滑油系统由油箱、油泵、溢流阀、滤油器、冷油器、减压阀、分油器及仪表组成。
2 、密封装置
螺杆膨胀动力机区别于其它如透平类蒸汽发动机，并受到螺旋转子要有足够的刚度、两转子轴线平行度、各垂直端面的垂直度、转子扭矩、转速以及高温、高压介质的限制，也区别于空气压缩机的简易密封。本密封装置是采用特别设计带有冷却水套的浮动式双向机械密封，以水作冷却和润滑，使动力机的高温、高压介质、油和冷却水互不渗漏，抗振动，抗弯曲变形，高效密封，而且寿命长、拆装及更换零部件简易。
3 、冷却水系统
冷却水系统的作用是冷却润滑螺杆膨胀动力机的机械密封、润滑油以及高低压冷却水套。
4 、 调速保安与控制系统
调速器是为螺杆膨胀动力机驱动 发电机或 给水泵、灰浆泵专门设计的配套的转速控制器，它是一台可编程控制器（ PLC ），或称电动调速器，它与电动调节阀配合，可对螺杆机泵组进行转速调整和负荷调整，它可以采用手动操作方式，也可以采用自动运行方式，包括开机、正常运行、停机，以及当油水系统出现异常及机组超速时自动紧急停机，并发出声光报警信号，确保机组安全。调速器的工作原理是通过转速测量装置对螺杆膨胀动力机转速进行测量，并把测量的转速值送到 PLC 的内存单元，将螺杆的转速值与机组额定转速给定值相减，求出转速偏差，再进行相应的 PID 运算，并经 PLC 的模拟量模块输出电动调节阀所需调整的开度，实现螺杆机泵组的转速控制。
当螺杆机泵组达到额定转速后，给水泵或灰渣泵达到额定负荷，并进入自动调节，如欲改变转速或负荷，可通过调速器功能键（开度增或开度减）实现机组转速或负荷的人工调节。
5 、 电液调速器
对于螺杆膨胀动力机发电机组，采用电液调速系统，以确保转速和发电周波稳定，以便发电机并网。
6 、 减速装置
减速装置是对用户负载机转速低于 1000rpm 情况时设置的，如锅炉灰浆泵一般为低速泵（ <1000rpm ）。为获得较高效率和结构紧凑，螺杆膨胀动力机的转速 >1500rpm 。因此，螺杆膨胀动力机是通过减速机与发电机或灰浆泵连接。
三、螺杆膨胀动力机余热蒸汽发电设计参数及经济效益
1 、新钢中板加热炉汽化冷却装置蒸汽技术参数：设计压力 0.8MPa ，产汽量 8t/h ，饱和蒸汽。实际运行压力 0.6-0.8MPa （ P ），产汽量 6t/h 。
螺杆膨胀动力机 发电技术参数： 进汽压力 0.65-0.85 Mpa （ G ），温度为饱和蒸汽温度，排汽压力 0.15- 0.2 Mpa （ G ）， 进汽流量 Q=6t/h ，最大进汽流量 Q=7.5t/h ，功率 200- 300KW ， 额定转速 3000rpm ，平均功率 260 kW 。
发电机技术参数：型号 TZH-300 ；额定功率 300 kW ；额定转速 1500rpm ； 额定电压 400v ；额定频率 50Hz ；功率因素 cos φ =0.8 。
定子、转子及励磁机采用 F 级绝缘，励磁系统采用 B 级绝缘，稳态电压调整± 0.5% 或± 1% ；发电机配置控制屏（含发电机保护并网装置、配置自动电压调节器、配置电压整定电阻）。
2 、发电经济效益
新钢 中厚板厂中板加热炉 新建 螺杆膨胀动力 发电 机於 2006 年元月正式投入运行。 平均发电功率 260kw ，年发电量按运行 7200 小时计算，则年发电量为 187 万 kw.h ；年发电效益按电价 0.5 元 / kw.h 计算，则年发电效益为 93.5 万元 / 年。
四、结论
利用螺杆膨胀动力机蒸汽压差发电技术方案科学合理、可行。该项目有效的挖掘企业自身内部的节能潜力，为国家节省了宝贵的能源，并为钢铁企业做了示范推广应用作用。 螺杆膨胀动力机不仅适用于饱和蒸汽，还可适用于汽水（液）两相、热水（液），这是汽轮机无法具有的特性。市场前景十分看好。
新钢公司利用螺杆膨胀动力机技术进行节能潜力挖掘，在实施中不需要任何大的工程改造，项目实施简单方便，对工厂正常生产不产生任何影响。本 工程总投资 126 万元，只须约一年半时间就能全部收回本工程的一次性投资。
新钢公司 采用螺杆膨胀动力机利用加热炉余热蒸汽发电项目的成功实施，不仅为新钢公司多渠道、多领域、多形式开展节能降耗活动新添了一族，同时为新钢公司管理节能、科技节能、创新节能、实现可持续性发展提供了有力地物质保障和技术支持。
来源：中国冶金报
时间：2009 年 7 月27日
刘传玉 王照群 陈宇报道 螺杆膨胀机不是什么新鲜名词，早在七十年代末，美国就研制出利用地热水发电的汽水两相螺杆膨胀机，功率 60KW ，取得了专利。八十年代后期美国又研制出 1000KW 地热水螺杆膨胀机，内效率 65 ～ 74 ％。日本北海道大学研制过氟利昂汽液两相螺杆膨胀机，功率 10KW ，内效率 60 ～ 70 ％， 80 年代后期，日本研制过工业锅炉饱和蒸汽压差发电螺杆膨胀机，功率 102KW 。
螺杆膨胀动力机主要是利用工业中的蒸汽、热水、热液或汽液两相流体等动力源，将热能转换为动力，驱动发电机发电，或直接驱动风机、水泵、压缩机、搅拌机、磨煤机、制粉机等机械设备，替代电动机，或替代大型制冷机的膨胀阀等回收动力，广泛应用于电力、化工、石油、冶金、矿山、轻工等工业领域。可回收工业生产中产生的余热、废热和能量梯级变化中的节流损失，没有燃烧一次能源发电所带来的粉尘污染和其他环境污染，有显著改善环境质量、提高社会整体环保水平的重要作用。
我国对螺杆膨胀动力机的技术与世界发达国家同时期开始研究， 1983 年着手工业余热回收发电研究，现已完成汽液两相全流螺杆膨胀机的科研成果，先后经国家、部委及省市立项进行过小试、中试、大试，并分别通过验收鉴定，专家们认同该技术属国内首创，达到国际先进水平，是国家经贸委推荐列入“九五”节能改造示范工程和重点推广应用项目。
螺杆膨胀动力机在国内一些企业也得到成功地使用，如 江苏南通天生港发电厂、山东胜利发电厂、江苏观音山发电厂等。还有河南长城铝业利用锅炉连排水驱动灰渣泵；江苏南通唐闸热电厂利用汽机抽汽驱动给水泵（尾汽进入除氧器）；泰国 MKF 造纸公司、黑龙江七台河水泥厂利用工业饱和蒸汽差压发电（尾汽进入除氧器）等等。
新钢公司作为一家国有大型钢铁联合企业， 长期以来，把 坚定不移地贯彻国家产业政策和环保政策，大力发展循环经济，作为可持续发展的必然选择。在企业改革发展过程中，新钢公司全面推进企业节能、节水、降耗及资源综合利用等方面的技术进步，努力实现低消耗、低排放、高效率，改善生态环境，打造循环经济型企业。自 1997 年起先后利用高炉放散煤气进行发电、在 6 ～ 9 号高炉利用高炉余压进行发电（ TRT ）、 6 座焦炉先后利用熄焦塔蒸汽进行发电等，创造可观的经济效益和社会效益。 2006 年新钢公司结合实际着手考虑利用 中厚板厂中板加热炉余热蒸汽进行发电。
新钢公司中厚板厂中板加热炉原有燃混合煤气、推钢式连续轧钢加热炉三座，年加热能力约 120 万吨，所有炉子设施及装配水平按原冶金部“节能 18 条”的要求进行设计和施工。其中，空、煤气双预热，炉底水管全部采用汽化冷却。三座加热炉合计每小时平均产汽量约 9 吨，压力在 0.6-0.8MPa （表），汽化蒸汽约 3t/h 用于本工序生产和冬季采暖，还有 6t/h 饱和蒸汽富余。原富余蒸汽采用与公司热力管网并网合理利用，由于管网压力及加热炉所产蒸汽的压力经常波动，并网使用效果极差，所以致使加热炉汽化蒸汽大量放散，造成环境的噪音及热污染，并浪费了大量的有效能源。
新钢公司有关部门及技术人员经过大量调研和考察，决定与 江西华电电力公司合作，采用螺杆膨胀动力机，利用 中厚板厂中板加热炉 余热蒸汽进行发电， 发电后的排汽可排到工厂除氧器加热利用，或取暖等利用，以达到节能、发电、创造效益、保护环境的目的。 余热蒸汽全部通过螺杆膨胀动力机做功发电，做功后的蒸汽送除氧、供热和采暖用，其它排放或冷凝回收。
一、螺杆膨胀动力机简介
螺杆膨胀动力机（见 图 1 、余热蒸汽发电的工艺流程图 ）包括两根（阴、阳）螺杆转子、外壳、轴承和密封等。其 工作原理是：作功介质先进入机内螺杆齿槽，推动螺杆转动，随着螺杆转动，齿槽旋转逐渐加长、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，驱动发电机 ( 也可驱动风机、压缩机、水泵等 ) 。
图 1 、余热蒸汽发电的工艺流程图 。
二、 螺杆膨胀动力发电机组系统设计
螺杆膨胀动力机，由进汽设备调节阀、螺杆机本体及排出管阀等组成，同时附属系统有：润滑油系统、密封装置、冷却水系统、调速与保安控制系统和减速机（当负载机转速较低时）等。
1 、润滑油系统
润滑油系统由油箱、油泵、溢流阀、滤油器、冷油器、减压阀、分油器及仪表组成。
2 、密封装置
螺杆膨胀动力机区别于其它如透平类蒸汽发动机，并受到螺旋转子要有足够的刚度、两转子轴线平行度、各垂直端面的垂直度、转子扭矩、转速以及高温、高压介质的限制，也区别于空气压缩机的简易密封。本密封装置是采用特别设计带有冷却水套的浮动式双向机械密封，以水作冷却和润滑，使动力机的高温、高压介质、油和冷却水互不渗漏，抗振动，抗弯曲变形，高效密封，而且寿命长、拆装及更换零部件简易。
3 、冷却水系统
冷却水系统的作用是冷却润滑螺杆膨胀动力机的机械密封、润滑油以及高低压冷却水套。
4 、 调速保安与控制系统
调速器是为螺杆膨胀动力机驱动 发电机或 给水泵、灰浆泵专门设计的配套的转速控制器，它是一台可编程控制器（ PLC ），或称电动调速器，它与电动调节阀配合，可对螺杆机泵组进行转速调整和负荷调整，它可以采用手动操作方式，也可以采用自动运行方式，包括开机、正常运行、停机，以及当油水系统出现异常及机组超速时自动紧急停机，并发出声光报警信号，确保机组安全。调速器的工作原理是通过转速测量装置对螺杆膨胀动力机转速进行测量，并把测量的转速值送到 PLC 的内存单元，将螺杆的转速值与机组额定转速给定值相减，求出转速偏差，再进行相应的 PID 运算，并经 PLC 的模拟量模块输出电动调节阀所需调整的开度，实现螺杆机泵组的转速控制。
当螺杆机泵组达到额定转速后，给水泵或灰渣泵达到额定负荷，并进入自动调节，如欲改变转速或负荷，可通过调速器功能键（开度增或开度减）实现机组转速或负荷的人工调节。
5 、 电液调速器
对于螺杆膨胀动力机发电机组，采用电液调速系统，以确保转速和发电周波稳定，以便发电机并网。
6 、 减速装置
减速装置是对用户负载机转速低于 1000rpm 情况时设置的，如锅炉灰浆泵一般为低速泵（ <1000rpm ）。为获得较高效率和结构紧凑，螺杆膨胀动力机的转速 >1500rpm 。因此，螺杆膨胀动力机是通过减速机与发电机或灰浆泵连接。
三、螺杆膨胀动力机余热蒸汽发电设计参数及经济效益
1 、新钢中板加热炉汽化冷却装置蒸汽技术参数：设计压力 0.8MPa ，产汽量 8t/h ，饱和蒸汽。实际运行压力 0.6-0.8MPa （ P ），产汽量 6t/h 。
螺杆膨胀动力机 发电技术参数： 进汽压力 0.65-0.85 Mpa （ G ），温度为饱和蒸汽温度，排汽压力 0.15- 0.2 Mpa （ G ）， 进汽流量 Q=6t/h ，最大进汽流量 Q=7.5t/h ，功率 200- 300KW ， 额定转速 3000rpm ，平均功率 260 kW 。
发电机技术参数：型号 TZH-300 ；额定功率 300 kW ；额定转速 1500rpm ； 额定电压 400v ；额定频率 50Hz ；功率因素 cos φ =0.8 。
定子、转子及励磁机采用 F 级绝缘，励磁系统采用 B 级绝缘，稳态电压调整± 0.5% 或± 1% ；发电机配置控制屏（含发电机保护并网装置、配置自动电压调节器、配置电压整定电阻）。
2 、发电经济效益
新钢 中厚板厂中板加热炉 新建 螺杆膨胀动力 发电 机於 2006 年元月正式投入运行。 平均发电功率 260kw ，年发电量按运行 7200 小时计算，则年发电量为 187 万 kw.h ；年发电效益按电价 0.5 元 / kw.h 计算，则年发电效益为 93.5 万元 / 年。
四、结论
利用螺杆膨胀动力机蒸汽压差发电技术方案科学合理、可行。该项目有效的挖掘企业自身内部的节能潜力，为国家节省了宝贵的能源，并为钢铁企业做了示范推广应用作用。 螺杆膨胀动力机不仅适用于饱和蒸汽，还可适用于汽水（液）两相、热水（液），这是汽轮机无法具有的特性。市场前景十分看好。
新钢公司利用螺杆膨胀动力机技术进行节能潜力挖掘，在实施中不需要任何大的工程改造，项目实施简单方便，对工厂正常生产不产生任何影响。本 工程总投资 126 万元，只须约一年半时间就能全部收回本工程的一次性投资。
新钢公司 采用螺杆膨胀动力机利用加热炉余热蒸汽发电项目的成功实施，不仅为新钢公司多渠道、多领域、多形式开展节能降耗活动新添了一族，同时为新钢公司管理节能、科技节能、创新节能、实现可持续性发展提供了有力地物质保障和技术支持。