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信然螺桿動力發電機組與有機朗肯循環(ORC)發電機組原理【簡稱螺桿膨脹機】

2022/01/02 10:34:25

信然雙螺桿動力發電技術簡介


信然螺桿動力機是在螺桿壓縮機基礎上研發的一種新引動力機。它具有螺桿壓縮機所有優點:結構簡單、運行平穩、易維護、經久耐用:它是目前唯一能適應汽、水兩相全流介質的動力機。是當前工業企業節能、降耗、減排、提高效益、凈化環境的理想產品;并填補了我國該領域的空白,達到了國際領先水平,它適應各行業工業鍋爐、余熱鍋爐能量回收和壓差發電中應用;可驅動發電機用于發電、熱電聯供或熱、電、冷、水全能量聯產利用,也可直接驅動風機、水泵、壓縮攪拌機等負載裝備。具有投資回收期短,見效快的特點。

工作原理


信然螺桿動力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。流體進入螺桿齒槽,壓力推動螺桿轉動,齒槽容積增加,流體降壓膨脹作功,從而實現能量轉換。其工作過程如圖所示,流體介質進入螺桿齒槽A,推動陰陽兩螺桿向相反方向轉動,螺桿的轉動使齒槽A旋轉到B、C、D的位置。隨著行程的加大,容積增大,介質流體降溫降壓閃蒸膨脹作功,然后從齒槽E排出,同時,由主動陽轉子將功輸出。  


主要技術參數 

                                           

  適用進汽極限壓力:3.0MPa;

最高進汽溫度:300℃;

最大進排汽壓差:1.7MPa;

動力機內效率:≥65%;

單機最大功率:3000Kw;

螺桿動力機轉速:1000-4000rpm(無級調速)

示例:XR321/1.65-F

轉子直徑321,轉子長經比1.65:1,發電型


信然螺桿動力機技術特點                                         

(1)結構簡單、體積小、運動平穩震動小、安全可靠經久耐用、操作簡單維修方便。

(2)信然螺桿動力機是容積式動力機,結構之間間隙小,可獲得較高的內效率,比同功率汽輪機的效率高10-15%。

(3)適用于飽和蒸汽、汽用兩相、高壓熱水及其它介質。動力機的結構特點使其具有自除垢的能力,因此,對工質無特殊要求。

(4)信然螺桿動力機的效率對工質參數及負荷的變化不敏感,能適應工礦企業生產、用熱、用電負荷、余熱、余壓參數以及工質品質的變化,并維持穩定的高效率,運轉平穩安全可靠。

(5)信然螺桿動力機啟動力矩大,可直接驅動風機、水泵、壓縮機,帶動發電機時能承受較大的沖擊負荷,設備可單機運行也可并網運行;轉速可無級調節以適應被驅動工作機械的轉速變化,實現變頻調節功能。

(6)熱力系統十分簡單,系統單位投資少,投資回報期短。

 

信然螺桿動力機應用熱源參數范圍 


針對不同熱源條件,可分為直接利用熱源和間接利用熱源兩種形式。直接熱源主要為參數適中的蒸汽、鍋爐高壓聯排、定排水等,可直接或經減溫減壓處理后進入螺桿動力機膨脹做功回收能量;間接熱源指通常不能經螺桿動力機直接利用,須經設備與特定工質換熱后再進行利用。

 

可直接利用的熱源范圍


蒸汽參數:0.3MPa(g)-3.0MPa(g),溫度<300℃;

熱水參數:壓力3.0MPa(g)以上的鍋爐聯排、定排水。

 

可間接利用的熱源范圍


煙氣、廢氣參數:溫度>300℃的各種煙氣、廢氣----經余熱鍋爐回收熱能,產生蒸汽后進行利用;

蒸汽參數:壓力<0.1MPa(g)以下的飽和蒸汽及濕蒸汽----與低沸點工質換熱后,進行能量回收利用;

熱水參數:壓力<0.8MPa(g)以下,溫度>60℃的熱水----與低沸點工質換熱后,進行能量回收利用。  


                 產品種類及型號                 


信然單循環螺桿動力機


對于可直接進行利用的汽源(蒸汽及高壓聯排、定排水),可使其直接或經減溫減壓處理后進入螺桿動力機膨脹推動設備轉動,輸出機械功。

設備主要由螺桿動力機,電氣控制系統、發電機或所驅動負載設備等組成。

單循環螺桿動力機分為發電型和直拖型兩種。

 

單循環螺桿動力機的特點  

                                

1. 信然單循環螺桿動力機組工質適用范圍廣,可用于飽和蒸汽、氣液兩相、高壓熱水及其它介質的能量回收,對工質品質無特殊要求。

2. 信然單循環螺桿動力機組的效率對工質參數及負荷的變化不敏感,能適應工礦企業生產、用熱、用電負荷,余熱、余壓參數以及工質品種的變化,并能維持穩定的高效率,運轉平穩安全可靠。

3. 信然單循環螺桿動力機起動力矩大,可直接驅動風機、水泵、壓縮機,帶動發電機時能承受較大的沖擊荷載,設備可單機運行也可并網運行;轉速可無級調節以適應被驅動工作機械的轉速變化,實現變頻調節功能。

4. 信然單循環螺桿動力機是容積式動力機,構件之間間隙小,可獲得較高的內效率,比同功率汽輪機的效率高10-15%。

5. 信然單循環螺桿動力機組結構簡單、緊湊,整機裝配出廠,現場就位聯接調試即可投入運行。設備維護簡單,正常情況無需返廠大修;機組檢修技術和設備要求低,無需專業隊伍及場地設備要求,檢修工期短。

6. 信然單循環環螺桿動力機組自動化程度高,實現了全天候,無人值守即可穩定安全運行??刂葡到y具有自動控制、故障監視報警功能,操作簡單方便,發電系統采用進口調節。同步裝置可實現發電機的自動同步并網。

7. 信然單循環環螺桿動力機組的熱力系統十分簡單,現場安裝工程量小,系統單位投資少,投資回報期短,環境效益明顯。

 

信然發電型螺桿動力機


發電型機組利用蒸汽驅動螺桿動力機拖動發電機發電,機組對氣源參數的波動不敏感,在一定參數波動范圍內都可維持穩定的高效率。


XR系列螺桿動力機發電型機組型號    

                 

 

型號

功率范圍

KW

轉速范圍

rpm

主機重量

t

外形尺寸M

L×B×H

XR255-F

50~400

1500~4000

1.24

3.3×1.7×2.1

XR321-F

100~600

1000~3000

2.07

3.7×1.8×2.3

XR408-F

300~1200

1000~3000

3.81

4.1×1.9×2.5

XR510-F

400~3000

1000~3000

6.12

4.5×2×2.8

          

XR系列發電型機組外形圖 



直拖型螺桿動力機


直拖型機組利用蒸汽驅動螺桿動力機拖動風機、水泵、壓縮機等負載設備。且通常負載設備時對原動機功率及運行穩定性要求較高,因此螺桿動力機直拖型機組要求氣源流量連續穩定,參數波動量較小。


XR系列螺桿動力機直拖型機組型號 


 

型號

功率范圍

KW

轉速范圍

rpm

主機重量

t

外形尺寸M

L×B×H

XR255-Z

50~400

1500~4000

1.24

2×1.7×2.1

XR321-Z

100~600

1000~3000

2.07

2.3×1.8×2.3

XR408-Z

300~1200

1000~3000

3.81

2.6×1.9×2.5

XR510-Z

400~3000

1000~3000

6.12

2.9×2×2.8


                                                             XR系列直拖型機組外形圖                                   


信然雙循環螺桿動力機發電機組


信然雙循環螺桿動力機發電機組利用有機朗肯循環(ORC)原理,以低沸點有機工質作為發電工質,在蒸發器與低品位熱源(低壓蒸汽或熱水等)進行換熱汽化后,進入螺桿動力機膨脹做功輸出功力,做功后的低沸點工質經冷凝器冷凝為液態后經由工質泵升壓回到蒸發器再次換熱,完成循環。

本系列機組最低可以利用60℃的熱源進行并網發電,具有全國范圍內同類產品不可比擬的優點,與美國某技術公司開發的低溫發電機組80℃的最低發電溫度相比,具有更寬闊的適用空間。

整個系統主要由蒸發器、螺桿動力機、發電機、冷凝器、工質泵及電氣控制系統等組成。

 

信然雙循環螺桿動力機發電機組性能

                         

1、信然雙循環螺桿動力機發電機組熱利用效率高,由于采用雙循環技術,機組在吸收低溫熱源輸出機械功的同時,可以同時滿足供熱、洗浴等對熱水的需求。

2、信然雙循環螺桿動力機發電機組適用熱源范圍廣,可適用于60-230℃低溫熱源的有機工質系列。針對不同低溫熱源,可選用不同的有機工質,使機組高效、穩定運行,同時使本系列機組可以對幾乎所有的低溫熱源進行有效吸收利用。這些熱源包括太陽能、地熱能、工業廢水、廢氣、工業生產中具有低溫熱量的產品如水煤氣、精餾氣等。

3、信然雙循環螺桿動力機發電機組自動化程度高,采用了多通道控制方式,實現了機組全天候,無人值守即可穩定安全運行。同時采用了先進的PMW逆變器并網技術,具有自動并網,自動下網,故障監測功能,并實現對公共電網的零諧波污染。

4、信然雙循環螺桿動力機發電機組使用壽命長,其主要部件均采用國內外先進技術生產,可以保證至少15~20年的正常工作壽命。

5、信然雙循環螺桿動力機發電機組環境效益明顯,較好實現了能源的梯級利用,提高一次能源的利用率,具有明顯的節能效果?;厥蘸蠼档拖颦h境排放的廢熱溫度,環境效益明顯。

6、信然雙循環螺桿動力機發電機組集成安裝,整體系統簡單,建設及運行方便,運行費用較低。


XR系列雙循環螺桿動力機組型號

 

型號

功率范圍

KW

轉速范圍

rpm

主機重量

t

外形尺寸M

L×B×H

XR210-S

50~150

1500~3000

25

9×9×4

XR240-S

100~250

1500~3000

18

8.5×3.8×4

XR240-SZ

100~250

1500~3000

40

11×10×4

XR320-S

250~500

1500~3000

25

7×3×4

XR320-SZ

250~500

1500~3000

48

13.5×12×4.5


XR系列雙循環螺桿動力機組外形圖 



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