低品位余热回收螺杆膨胀发电技术的研发

北极星环保网讯:天津天丰钢铁低压饱和蒸汽发电机组采用了浙江开山压缩机股份有限公司的螺杆式蒸汽膨胀机串联ORC螺杆膨胀机两级发电技术。近日，《世界金属导报》记者采访了浙江开山压缩机股份有限公司董事长、第十二届全国人大代表曹克坚。他表示，天丰钢铁打开了“一扇门”，把钢铁企业以前难以回收利用的低品位余热高效利用起来，使企业自发电率又创新高。

如果全国更多的钢铁企业都如天丰钢铁一样，依靠新技术推动低品位余热的高效利用，将创造巨大的经济价值和社会价值。

螺杆式蒸汽膨胀发电机串联ORC螺杆膨胀发电机，实现发电效率最大化

钢铁企业根据各种热能品质，采用不同形式的发电机组，才可以发挥最大的发电效用。对于高品位、大流量的过热蒸汽，采用速度型的膨胀机，如汽轮机等，能取得最大的效益；对于低品位的蒸汽热能，如较低压力的水蒸汽，存在于汽液两相之间(或纯粹是热水)，采用容积式的螺杆膨胀机更为合理。

天丰钢铁遵循分布式能源综合利用理念，实施梯级能源综合利用，将炼钢厂的转炉饱和蒸汽（小于0.8MPa）、轧钢厂的蓄热式加热炉饱和蒸汽（小于0.6MPa）等低压饱和蒸汽集中并网。针对蒸汽压力波动大等不利因素，天丰钢铁开创性地采用了开山有机朗肯循环（ORC）螺杆膨胀发电技术，建设两个1兆瓦级发电机组。2013年6月天丰建成全国第一套螺杆式蒸汽膨胀发电机组，2014年3月建成ORC螺杆膨胀发电机组。

有机朗肯循环

天丰钢铁饱和水蒸气通过蒸汽式螺杆膨胀发电站做功后，排出的更低压力的饱和水蒸气供ORC螺杆膨胀发电机再次发电。螺杆式蒸汽膨胀发电机利用蒸汽的余压，ORC螺杆膨胀发电机利用蒸汽的潜热。凝汽式系统不仅浪费蒸汽的潜热，而且需要大量冷却耗功。天丰钢铁将螺杆式蒸汽膨胀发电机串联ORC螺杆膨胀发电机，实现发电效率最大化。

螺杆式蒸汽膨胀发电机组与中小型汽轮发电机组相比，技术与运营优势突出

螺杆式蒸汽膨胀发电机等熵效率高达75%以上，而应用于饱和蒸汽的中小型汽轮机等熵效率在55%左右，也就是说同样条件的蒸汽发电量，前者比后者多出大约30%。

螺杆式蒸汽膨胀发电机组避免了“液击”现象的发生，可靠性高。鉴于饱和蒸汽的膨胀进入汽液两相区，高速旋转的汽轮机叶轮在汽液两相运行，不断地“液击”、“水蚀”，造成汽轮机叶片的损坏。而以螺杆替代叶轮，避免了“液击”现象的发生。天丰钢铁螺杆式蒸汽膨胀发电机组彻底解决了可靠性问题。

对于流量只有2-3t/h以下的低压饱和蒸汽，汽轮机是难有作为的，而螺杆式蒸汽膨胀发电机同样可以高效率地回收这样的余热资源，保证低品位余热资源的充分利用。

天丰钢铁螺杆式蒸汽膨胀发电站

天丰钢铁螺杆式蒸汽膨胀发电机组可以在气源不稳定的工况下运行。相对于汽轮机，这一点是螺杆式蒸汽膨胀发电机组巨大的应用优势。

汽轮机需要建设厂房，基建投资较大，而螺杆式蒸汽膨胀发电机不需要建设厂房，可以露天安装，土建施工方便，且占地面枳要小得多，基建成本低。

天丰钢铁螺杆式蒸汽膨胀发电机可实现无人值守，节约了大量运行成本。

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