螺杆机回收锅炉连排水能量节能技术应用.pdf

2 0 1 3 年8 月 第 三 期 全 5 7 螺杆机 回收锅炉连排水能量节能技术应用 宋 豪周玉莲 ( 杭州钢铁集 团公 司设备 处杭州 3 1 0 0 2 2 ) 摘要： 螺杆膨胀动力机应用的范围十分广泛， 可以在各行业广泛应用 ， 是变废热、 余热为动力或电力的 高 科技环保节能产品。本文介绍了利用热电厂锅炉连排水， 使 用螺杆膨胀发 电机组回收其能量做功 发 电， 在 不影响现有工艺的前提 下， 增加 了发电量， 达到节能减排、 节电、 获得 高效益的 目的。 关键词： 螺杆膨胀动力机 ； 锅炉连排水； 蒸汽 ； 节能 ； 增效 0 前言 螺杆膨胀动力机是利用蒸汽 、 热水 、 热液或汽 液两相液体或被污染 的热能等为动力源 ， 将热能转 换为动力并驱动发 电机 、 风机 、 水泵 、 压缩机 、 搅拌 机 、 磨煤机 、 制粉机等机械设备负载 ， 替代原有 的电 动机回收动力 ， 也可 以直接并网发 电。螺杆膨胀动 力机所使用 的热源包括 ： 工业锅炉蒸汽或热水 、 石 油化工余热蒸汽或者热水 、 冶金钢铁余热蒸汽或者 热水 、 地热太 阳能蒸汽或热水 、 垃圾焚烧炉蒸汽或 热水 、 电厂蒸汽 ( 抽汽和排汽或者连排水等 ) 、 减温 减压阀节流损失 回收、 内燃机废气余热 回收 、 水泥 窑炉废气余热回收、 生物能源回收等。针对杭钢集 团动力公司热电厂锅炉连排水情况 ， 利用螺杆膨胀 发电机组 回收其能量做功发电 ， 在不影响现有工艺 的前提下 ， 增加 了发 电量 ， 达到节能减排 、 节电、 获 得高效益 的目的。 1 螺杆膨胀动力机的基本原理 螺杆膨胀动力机基本构造是由一对螺旋转子 图 1 动力机基本构造示意 图 ( 阴、 阳螺杆 转子) 和机壳组成 的动力机。蒸 汽、 热 液或汽液两相流体先进入机内螺杆齿槽 A ， 推动螺 杆转动 ， 随着螺杆转动 ， 齿槽 A旋转到 B 、 c 、 D逐渐 加长 ， 容积增大 ， 流体降压降温膨胀( 或闪蒸 ) 做功 ， 最后从齿槽 E排 出 ， 供生产 用热或循环再加 热做 功。功率从主轴阳螺杆输出， 亦可通过同步齿轮从 阴螺杆输出 ， 驱动风机 、 压缩机、 水泵或驱动发电机 发电。 2 螺杆膨胀动力机技术特点 采用螺杆膨胀动力机产品 ， 螺杆膨胀动力机产 品和汽轮机相 比， 主要体现在工业余热动力 回收方 面 ， 该技术与产品具有如下技术特点 ： 1 ) 螺杆膨胀 动力机是 当前 国内外 唯一能适应 过热蒸汽 、 饱和蒸汽 、 汽水两相湿蒸汽、 热水 以及被 污染 、 高盐份 ( 如锅炉连排水、 地热水 、 钢铁厂冲渣 水等) 低品位能源利用的新型动力机； 2 ) 螺杆膨胀动力机在热源压力 、 温度、 流量 、 热 负荷及负载功率等参数在大范围波动情况下能保 持高效率稳定运行 、 很适应工业余热特点动力回收 发 电利用的动力机 ； 3 ) 螺杆 膨胀动力 机 的启 动及正 常运行 ， 不 暖 机 、 不盘车 、 不飞车 、 操作简单 、 维修方便( 现有在职 人员稍加培训 即可胜任) 、 机组运转平稳、 安全 、 可 靠 、 低噪音 、 微振动 、 可实现全 自动无人职守 、 远距 离监控、 长期无大修 ， 很适合非 电力工业企业推广 应用的热动力机 ； 4 ) 螺杆膨胀动力机为快装 、 集装式机组 ， 可集 中、 可分散 、 可移动、 占地少， 最适合热源会衰减 、 规 划可变化等场合应用的动力机 ； 5 ) 螺杆膨胀动力机投资少 、 运行费用低 、 高效 益 、 投资回报期短 ， 是实施 节能技 改项 目最短 、 平、 快的动力机 ； 6 ) 螺杆膨胀 动力机还 十分适用于大量被废弃 能源 ( 废蒸汽 ， 0 1 M P a 左右 、 低温烟气 ， 2 0 0 上下、 5 8 ， j 全 2 0 1 3 年8 月 第 三 期 热风、 热水等) 双循环做功发电的新技术新产品； 双 循环发电技术是根据空调机的反向工作原理 ， 把废 弃能源转化为电力的新型发电技术 ， 该技术及设备 与常规发 电技术 与设备相 比， 由于温度很低 ， 安全 可靠性更高， 操作简单、 坚久耐用。 3 改造项 目的实践 3 1 动力公司热电厂现有热源及装机情况 动力公 司热 电厂现有 8台锅 炉 ， 26 5 t h锅 炉 ， 6 2 5 t h ， 汽包压力均 5 4 MP a ( 表) ， 锅炉连排水 排污率均为 2 。 3 2 锅炉连排水发电技术方案 将 8台锅炉连排水汇集经过减压后进入一套 螺杆膨胀发电机组发电做功。经核算 ， 8台锅炉可 装机 1 套 l O O k W 的螺杆膨胀动力机发电机组 ， 额 定发电功率 8 0 k W。 3 2 1 锅炉连排水原始技术参数 汽包压力 ： 5 4 MP a ( 表) 锅炉排污率 ： 2 连排水温度 ： 饱和温度 连排水流量 ： 5 6 t h 3 2 2 螺杆膨胀动力机组设计参数 进口压力 ： 0 9 MP a ( 绝) 进 口温度 ： 1 7 5 ( 饱和温度) 进口流量 ： 5 6 t h 出 口压力 ： 0 1 5 MP a ( 绝 ) 出 口温度 ： 1 1 1 ( 饱和温度) 额定发电功率 ： 8 0 k W 机型 ： S E P C 2 5 0 1 0 02 4 0 01 6 5一S l 5 4 肝 4 ( 褒 ) 硼 嚣 釜 ； D N 2 5 压 力 表 ： 加热持术后 凰球处理房 图2 螺杆膨胀动力机组热力系统 图 4 经济效益 锅炉连排水 1 套 l O O k W 机组经济效益 ： 1 )一套 X l O O k W螺杆膨胀动力机发 电机组 的 额定发电功率 =8 0 k W。 2 )一套螺 杆膨胀 动力机 发 电机组 的年 发 电 量 ： 按年运行 7 2 0 0 小时计算 ， 则年发电量为 W =7 2 0 08 0 =5 7 6 万 k W 1 3 年 3 )一套螺杆膨胀动力机组的年效益 ： 按 电价 0 6 0元 k W h计算 ， 则年发电效益为 5 7 6 0 6 0 =3 4 5 6 万 元 年 4 )该项 目产生 的经济效益折算标煤约为 2 0 2 吨 年( 按 3 5 0 g k W h ) ， 年减少 C 0 2 排放量约 4 7 9吨 年 ( 按 0 8 3 1 6 g W h ) 。 表 1 锅炉连排水 l 套 l O O k W机组设备清册 5 结语 综上所述 ， 采用螺杆膨胀动力机系统可 以提高 能源利用效率 ， 改造后产生的经济效益大， 投资 回 收期短。因此利用螺杆膨胀动力发电机组 回收锅 炉连排水能量发电是非常适宜的。不仅不影响工 艺要求 ， 还给公司带来 了良好的经济效益 。相对节 省 了大量的能源 ， 改善了环境 ， 是一个对社会有益 、 对企业有益的好项 目。 收稿 日期 ： 2 0 1 3 0 4 2 3 审稿 ： 翁霁程 编辑： 魏海青