饱和蒸汽余热发电技术的应用现状-北极星节能网

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根据饱和蒸汽膨胀做功特点，分别介绍了单级汽轮机、多级除湿汽轮机、机内再热除湿汽轮机及螺杆膨胀机等四种适于饱和蒸汽余热发电的技术，并通过实际工程表明，此类技术可靠，节能效果显着，经济效益可观，适合于在钢铁、化工及玻璃等存在大量饱和蒸汽余热资源的行业中广泛应用。

1、前言

随着近15年节能工作的大力开展，利用水泥，钢铁及其他工业余热的过热蒸汽发电技术已被广泛应用，但如钢铁生产过程中，在转炉、加热炉等汽化冷却装置内产生的大量低温低压饱和蒸汽，除少量自用外，大部分对空排放，造成了极大的能源浪费，因此，近几年，部分钢铁企业开始采用低压饱和蒸汽发电技术回收生产过程中的大量低温余热，取得了良好的社会效益与经济效益。

2、饱和蒸汽发电技术

相比技术成熟的过热蒸汽发电技术，饱和蒸汽在膨胀做功后，蒸汽湿度增加，若采用常规汽轮机，则会导致液击现象的发生，影响汽轮机效率、缩短叶片使用寿命，为解决上述问题，必须采用新型膨胀机以满足饱和蒸汽的发电要求。

2.1单级汽轮机技术

德国设计的KKK汽轮机组，全部采用单级悬臂式结构，膨胀叶轮直接安装于齿轮箱一端输入轴，由于叶轮可自由膨胀，所以从冷态启动至全负荷运行，只需要10 min的暖机预热过程，而短期停机后的重新启动过程，也可在10 s内完成。同时由于采用单级叶轮设计，饱和蒸汽膨胀做功后产生的凝结水直接通过回收装置排出汽轮机，不存在对后级叶片的液击问题。KKK机组的较强适应性，不仅适用于过热蒸汽、饱和蒸汽，甚至适用于任何气体、任何有余压(压力≥0.2MPa即可)可利用的场合。如天然气、煤气减压站、高炉炉顶煤气能量回收(TRT)等。

2.2 多级除湿汽轮机技术

杭州中能汽轮机动力有限公司为抚顺新钢铁制造的BN5.5-0.5饱和凝汽式汽轮机，额定功率5.5MW，进汽压力为0.5MPa饱和蒸汽。该汽轮机采用了以下针对饱和蒸汽的特有设计：

1.进汽、补汽口前增设旋流式蒸汽过滤网汽水分离器。

2.通流部分各压力级前设置疏水槽沟，末三级隔板设置除湿疏水环形槽。

3.末一、二级叶片等进汽边硬化处理。

2.3 机内再热除湿汽轮机技术

机内再热除湿多级冲动式汽轮机，是由广州能源研究所开发的一种新型饱和蒸汽发电设备，原理为在汽轮机汽缸内的其中一相邻级或若干相邻级的级间设置蒸汽再热器，由该汽轮机的主汽门后的主蒸汽管上引出一股新蒸汽通入蒸汽再热器中，用于加热汽轮机中膨胀到一定程度的湿饱和蒸汽，降低其湿度，以保护汽轮机不受水蚀损害。该汽轮机可以广泛适用于饱和或过热度较低的蒸汽，在保持较高汽轮机效率的情况下有效避免了叶片的水蚀问题。

2.4 螺杆膨胀机技术

螺杆膨胀机的结构是由一对阴阳螺杆转子、机壳体、进汽端座、后端座、阻流式轴封、支持轴承和止推轴承组成的，工作原理是压力较高的流体进入螺杆齿槽，推动螺杆转动，齿槽容积增加，流体降压膨胀做功，实现能量转换。螺杆膨胀机既可以用于发电，也可以用于驱动泵、压缩机、风机等，其特点如下：

(1)适用热源广泛：同时适合过热蒸汽、饱和蒸汽、汽水混合物、热水、易结垢污染热源、石化热工质等：

(2)热源参数波动：允许热源的压力、流量、温度有较大波动，机组能够安全平稳的运行;

(3)操作简单：机组运行可以不暖机车、不盘车、不飞车：长期无大修、维修简单;设备不易损坏，可手动和自动操作，事故率低;

(4)安装投运方便：机组占地小，基础简单、现场安装方便，可以整机快装、移动，通用性强。

原标题：饱和蒸汽余热发电技术的应用现状

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