膨脹發(fā)電方案

目前，開山的螺桿膨脹發(fā)電機組已經(jīng)廣泛應用于鋼鐵工業(yè)余熱發(fā)電、工業(yè)余壓發(fā)電、地熱發(fā)電以及生物能發(fā)電等領域。截止到2015年底，公司目前已經(jīng)完成螺桿膨脹發(fā)電項目約70多個。合計裝機功率約110MW。項目主要分布在鋼鐵、石化、塑膠、化纖、地熱、生物質等行業(yè)，開山的高端螺桿膨脹發(fā)電系統(tǒng)正在高效穩(wěn)定的運行。

工業(yè)余壓發(fā)電

工業(yè)上余壓主要包括鋼鐵、化工等行業(yè)上的高壓的天然氣和工藝氣體以及具有壓力的飽和蒸汽或過熱蒸汽等。為了滿足工藝需求，這些高壓的氣體或蒸汽通常通過減壓閥將壓力降低到要求值，造成壓力能的浪費。開山直接膨脹螺桿發(fā)電機組可有效將工業(yè)余壓回收，通過發(fā)電機轉換為電能，為客戶帶來良好效益。

按照使用場合，應用于工業(yè)余壓發(fā)電的螺桿直接膨脹發(fā)電機可分為背壓型、凝汽型。一般均配置異步或同步電機為動力輸出單位。按照工質，可分為蒸汽型、氣體型（天然氣或其它工藝氣體）。

機組廣泛應用于鋼鐵、化工行業(yè)。應用形式包括背壓型、凝汽型、單級直接膨脹機組、多級直接膨脹機組以及直接膨脹機+ORC串級機組。

以下為開山直接膨脹發(fā)電機組的一個應用實例：

項目地點：江蘇澄星磷化工股份有限公司
熱源情況：30barA & 50t/h 飽和蒸汽，要求工藝流程中20~25t/h & 12 barA 蒸汽另用于生產(chǎn)工藝和園區(qū)供汽。
項目方案：根據(jù)客戶余壓情況，采用三級直接膨脹發(fā)電方案。先將燃磷爐副產(chǎn)蒸汽經(jīng)兩臺KES900背壓式螺桿膨脹機減壓至12barA，出口蒸汽進入分汽缸。生產(chǎn)工藝用汽和園區(qū)供汽從中取汽，富余蒸汽供一臺KES1400背壓式螺桿膨脹機做功發(fā)電減壓至3barA，再進入一臺KES2300凝汽式螺桿膨脹機做功發(fā)電。出口乏汽進入冷凝器冷卻，經(jīng)凝結水泵輸送至除鹽水箱，循環(huán)利用。當螺桿膨脹機需要檢修或緊急停機時，蒸汽由原放散管路放散。總裝機5.5MW，總凈發(fā)電4.4MW。

螺桿膨脹機按螺桿壓縮機的逆原理工作，其基本構造與螺桿壓縮機相似，工作過程相反。但其制造工藝和控制系統(tǒng)要比螺桿壓縮機復雜得多。
螺桿膨脹機工作大致可分為：
1、進氣過程：高壓介質經(jīng)進氣口進入轉子的齒間容積后，將推動轉子旋轉，并使齒間容積不斷擴大，當齒間容積完全與進氣口脫離時，進氣過程結束。
2、 膨脹過程：隨著齒間容積繼續(xù)增大，高壓介質體積膨脹溫度降低，同時輸出動力到轉子的伸出軸處。
3、排氣過程：當齒間容積與排氣口相通時，便開始排氣過程，直至齒間容積減少為零，完成一個工作循環(huán)為止。
螺桿膨脹機間隙密封，從而具有透平膨脹機和活塞膨脹機均不具有的獨特優(yōu)點，即對進氣為含有液滴的濕蒸汽有良好的適應性。當進氣為濕蒸汽時，液滴有助于密封。螺桿膨脹機可作為全流膨脹機使用，即工作介質的進氣口狀態(tài)不僅可為干蒸汽，也可為二相流體或全液體。在螺桿膨脹機中，高壓介質直接作用在轉子齒面上，因而有近似于直流電機啟動時的轉矩特性，即能進行重負荷啟動。 螺桿膨脹機轉速較低，一般約為同容量透平膨脹機的1/10左右，因而可不通過減速裝置而直接驅動發(fā)電機或其它低速耗能機械，且軸封效果好，壽命長。
應用范圍
1、工業(yè)鍋爐飽和蒸汽（熱水）壓差發(fā)電 
2、熱電廠、熱網(wǎng)、蒸汽、余熱回收發(fā)電 
3、減溫減壓閥節(jié)流損失回收動力或發(fā)電 
4、 利用鍋爐連續(xù)排污回收發(fā)電 
5、冶金鋼鐵行業(yè)余熱回收發(fā)電 
6、印染、玻璃、造紙、醫(yī)藥、糧油食品等輕工行業(yè)余熱回收發(fā)電 
7、建材行業(yè)水泥窯爐煙氣純低溫發(fā)電 
8、太陽能及生物能源發(fā)電 
9、地熱發(fā)電 
10、垃圾焚燒爐蒸汽（熱水）回收發(fā)電 
螺桿膨脹機技術特點
⑴ 它是一種容積式的全流動力設備，能適應過熱蒸汽、飽和蒸汽、汽水兩相流體和熱水(包括高鹽分熱水)工質；
⑵ 無級調(diào)速，轉速一般設計為（1500~3000）r/min，相比同功率汽輪機，有較高的內(nèi)效率，一般在65%以上；
⑶ 在熱源參數(shù)、功率及熱負荷50%變化范圍內(nèi)，能保持平穩(wěn)工作且較高運行效率；
⑷ 單機功率在（100~2000）Kw；
⑸ 設備緊湊，占地少，工程施工量??；
⑹ 操作方便，運行維護簡單，而且具有除垢自潔能力，大修周期長；
⑺ 起動不需要盤車、暖機。噪音低、平穩(wěn)、安全、可靠，全自動無人值守運行；
熱源范圍
? 直接驅動螺桿膨脹動力機的熱源應用范圍如下： 
蒸汽參數(shù)： 0.15MPa － 3.0MPa ，溫度 <300 ℃ 
熱水參數(shù)：壓力 0.8MPa 以上的熱水，溫度 >170 ℃ 
? 間接應用的熱源范圍如下： 
蒸汽參數(shù)：壓力 <0.1MPa 以下的各種蒸汽　――雙循環(huán)發(fā)電 
熱水參數(shù)：壓力 <0.8MPa 以下，溫度 >65 ℃ 的熱水　――雙循環(huán)發(fā)電 
煙氣參數(shù)：溫度 >200 ℃ 的各種煙氣　――配余熱鍋爐發(fā)電