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螺桿動力發(fā)電機(jī)組與有機(jī)朗肯循環(huán)（ORC）發(fā)電機(jī)組原理【簡稱螺桿膨脹機(jī)】

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上海信然壓縮機(jī)有限公司

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產(chǎn)品簡介

產(chǎn)品參數(shù)/Productparameter信然雙螺桿動力發(fā)電技術(shù)簡介信然螺桿動力機(jī)是在螺桿壓縮機(jī)基礎(chǔ)上研發(fā)的一種新引動力機(jī)

詳細(xì)介紹

產(chǎn)品參數(shù)/ Product parameter

信然雙螺桿動力發(fā)電技術(shù)簡介

信然螺桿動力機(jī)是在螺桿壓縮機(jī)基礎(chǔ)上研發(fā)的一種新引動力機(jī)。它具有螺桿壓縮機(jī)所有優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行平穩(wěn)、易維護(hù)、經(jīng)久耐用:它是目前能適應(yīng)汽、水兩相全流介質(zhì)的動力機(jī)。是當(dāng)前工業(yè)企業(yè)節(jié)能、降耗、減排、提高效益、凈化環(huán)境的理想產(chǎn)品;并我國該領(lǐng)域的空白，達(dá)到了水平，它適應(yīng)各行業(yè)工業(yè)鍋爐、余熱鍋爐能量回收和壓差發(fā)電中應(yīng)用；可驅(qū)動發(fā)電機(jī)用于發(fā)電、熱電聯(lián)供或熱、電、冷、水量聯(lián)產(chǎn)利用，也可直接驅(qū)動風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮攪拌機(jī)等負(fù)載裝備。具有投資回收期短，見效快的特點(diǎn)。

工作原理

信然螺桿動力機(jī)按螺桿壓縮機(jī)的逆原理工作，其基本構(gòu)造與螺桿壓縮機(jī)相似，工作過程相反。流體進(jìn)入螺桿齒槽，壓力推動螺桿轉(zhuǎn)動，齒槽容積增加，流體降壓膨脹作功，從而實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。其工作過程如圖所示，流體介質(zhì)進(jìn)入螺桿齒槽A，推動陰陽兩螺桿向相反方向轉(zhuǎn)動，螺桿的轉(zhuǎn)動使齒槽A旋轉(zhuǎn)到B、C、D的位置。隨著行程的加大，容積增大，介質(zhì)流體降溫降壓閃蒸膨脹作功，然后從齒槽E排出，同時(shí)，由主動陽轉(zhuǎn)子將功輸出。

主要技術(shù)參數(shù)

適用進(jìn)汽極限壓力：3.0MPa;

進(jìn)汽溫度：300℃；

進(jìn)排汽壓差：1.7MPa；

動力機(jī)內(nèi)效率：≥65％；

單機(jī)功率：3000Kw；

螺桿動力機(jī)轉(zhuǎn)速：1000-4000rpm(無級調(diào)速）

示例：XR321/1.65-F

轉(zhuǎn)子直徑321，轉(zhuǎn)子長經(jīng)比1.65:1，發(fā)電型

信然螺桿動力機(jī)技術(shù)特點(diǎn)

（1）結(jié)構(gòu)簡單、體積小、運(yùn)動平穩(wěn)震動小、安全可靠經(jīng)久耐用、操作簡單維修方便。

（2）信然螺桿動力機(jī)是容積式動力機(jī)，結(jié)構(gòu)之間間隙小，可獲得較高的內(nèi)效率，比同功率汽輪機(jī)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(zhì)。動力機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使其具有自除垢的能力，因此，對工質(zhì)無特殊要求。

（4）信然螺桿動力機(jī)的效率對工質(zhì)參數(shù)及負(fù)荷的變化不敏感，能適應(yīng)工礦企業(yè)生產(chǎn)、用熱、用電負(fù)荷、余熱、余壓參數(shù)以及工質(zhì)品質(zhì)的變化，并維持穩(wěn)定的高效率，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)安全可靠。

（5）信然螺桿動力機(jī)啟動力矩大，可直接驅(qū)動風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)，帶動發(fā)電機(jī)時(shí)能承受較大的沖擊負(fù)荷，設(shè)備可單機(jī)運(yùn)行也可并網(wǎng)運(yùn)行；轉(zhuǎn)速可無級調(diào)節(jié)以適應(yīng)被驅(qū)動工作機(jī)械的轉(zhuǎn)速變化，實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)節(jié)功能。

（6）熱力系統(tǒng)十分簡單，系統(tǒng)單位投資少，投資回報(bào)期短。

信然螺桿動力機(jī)應(yīng)用熱源參數(shù)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(shù)適中的蒸汽、鍋爐高壓聯(lián)排、定排水等，可直接或經(jīng)減溫減壓處理后進(jìn)入螺桿動力機(jī)膨脹做功回收能量；間接熱源指通常不能經(jīng)螺桿動力機(jī)直接利用，須經(jīng)設(shè)備與特定工質(zhì)換熱后再進(jìn)行利用。

可直接利用的熱源范圍

蒸汽參數(shù)：0.3MPa（g）-3.0MPa(g),溫度＜300℃；

熱水參數(shù)：壓力3.0MPa(g）以上的鍋爐聯(lián)排、定排水。

可間接利用的熱源范圍

煙氣、廢氣參數(shù)：溫度＞300℃的各種煙氣、廢氣----經(jīng)余熱鍋爐回收熱能，產(chǎn)生蒸汽后進(jìn)行利用；

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

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

產(chǎn)品種類及型號

信然單循環(huán)螺桿動力機(jī)

對于可直接進(jìn)行利用的汽源（蒸汽及高壓聯(lián)排、定排水），可使其直接或經(jīng)減溫減壓處理后進(jìn)入螺桿動力機(jī)膨脹推動設(shè)備轉(zhuǎn)動，輸出機(jī)械功。

設(shè)備主要由螺桿動力機(jī)，電氣控制系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)或所驅(qū)動負(fù)載設(shè)備等組成。

單循環(huán)螺桿動力機(jī)分為發(fā)電型和直拖型兩種。

單循環(huán)螺桿動力機(jī)的特點(diǎn)

1. 信然單循環(huán)螺桿動力機(jī)組工質(zhì)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(zhì)的能量回收，對工質(zhì)品質(zhì)無特殊要求。

2. 信然單循環(huán)螺桿動力機(jī)組的效率對工質(zhì)參數(shù)及負(fù)荷的變化不敏感，能適應(yīng)工礦企業(yè)生產(chǎn)、用熱、用電負(fù)荷，余熱、余壓參數(shù)以及工質(zhì)品種的變化，并能維持穩(wěn)定的高效率，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)安全可靠。

3. 信然單循環(huán)螺桿動力機(jī)起動力矩大，可直接驅(qū)動風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)，帶動發(fā)電機(jī)時(shí)能承受較大的沖擊荷載，設(shè)備可單機(jī)運(yùn)行也可并網(wǎng)運(yùn)行；轉(zhuǎn)速可無級調(diào)節(jié)以適應(yīng)被驅(qū)動工作機(jī)械的轉(zhuǎn)速變化，實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)節(jié)功能。

4. 信然單循環(huán)螺桿動力機(jī)是容積式動力機(jī)，構(gòu)件之間間隙小，可獲得較高的內(nèi)效率，比同功率汽輪機(jī)的效率高10-15％。

5. 信然單循環(huán)螺桿動力機(jī)組結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，整機(jī)裝配出廠，現(xiàn)場就位聯(lián)接調(diào)試即可投入運(yùn)行。設(shè)備維護(hù)簡單，正常情況無需返廠大修；機(jī)組檢修技術(shù)和設(shè)備要求低，無需專業(yè)隊(duì)伍及場地設(shè)備要求，檢修工期短。

6. 信然單循環(huán)環(huán)螺桿動力機(jī)組自動化程度高，實(shí)現(xiàn)了全天候，無人值守即可穩(wěn)定安全運(yùn)行。控制系統(tǒng)具有自動控制、故障監(jiān)視報(bào)警功能，操作簡單方便，發(fā)電系統(tǒng)采用進(jìn)口調(diào)節(jié)。同步裝置可實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的自動同步并網(wǎng)。

7. 信然單循環(huán)環(huán)螺桿動力機(jī)組的熱力系統(tǒng)十分簡單，現(xiàn)場安裝工程量小，系統(tǒng)單位投資少，投資回報(bào)期短，環(huán)境效益明顯。

信然發(fā)電型螺桿動力機(jī)

發(fā)電型機(jī)組利用蒸汽驅(qū)動螺桿動力機(jī)拖動發(fā)電機(jī)發(fā)電，機(jī)組對氣源參數(shù)的波動不敏感，在一定參數(shù)波動范圍內(nèi)都可維持穩(wěn)定的高效率。

XR系列螺桿動力機(jī)發(fā)電型機(jī)組型號

型號	功率范圍 KW	轉(zhuǎn)速范圍 rpm	主機(jī)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(fā)電型機(jī)組外形圖

直拖型螺桿動力機(jī)

直拖型機(jī)組利用蒸汽驅(qū)動螺桿動力機(jī)拖動風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)等負(fù)載設(shè)備。且通常負(fù)載設(shè)備時(shí)對原動機(jī)功率及運(yùn)行穩(wěn)定性要求較高，因此螺桿動力機(jī)直拖型機(jī)組要求氣源流量連續(xù)穩(wěn)定，參數(shù)波動量較小。

XR系列螺桿動力機(jī)直拖型機(jī)組型號

型號	功率范圍 KW	轉(zhuǎn)速范圍 rpm	主機(jī)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(jī)組外形圖

信然雙循環(huán)螺桿動力機(jī)發(fā)電機(jī)組

信然雙循環(huán)螺桿動力機(jī)發(fā)電機(jī)組利用有機(jī)朗肯循環(huán)（ORC）原理，以低沸點(diǎn)有機(jī)工質(zhì)作為發(fā)電工質(zhì)，在蒸發(fā)器與低品位熱源（低壓蒸汽或熱水等）進(jìn)行換熱汽化后，進(jìn)入螺桿動力機(jī)膨脹做功輸出功力，做功后的低沸點(diǎn)工質(zhì)經(jīng)冷凝器冷凝為液態(tài)后經(jīng)由工質(zhì)泵升壓回到蒸發(fā)器再次換熱，完成循環(huán)。

本系列機(jī)組可以利用60℃的熱源進(jìn)行并網(wǎng)發(fā)電，具有全國范圍內(nèi)同類產(chǎn)品不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，與美國某技術(shù)公司開發(fā)的低溫發(fā)電機(jī)組80℃的發(fā)電溫度相比，具有更寬闊的適用空間。

整個(gè)系統(tǒng)主要由蒸發(fā)器、螺桿動力機(jī)、發(fā)電機(jī)、冷凝器、工質(zhì)泵及電氣控制系統(tǒng)等組成。

信然雙循環(huán)螺桿動力機(jī)發(fā)電機(jī)組性能

1、信然雙循環(huán)螺桿動力機(jī)發(fā)電機(jī)組熱利用效率高，由于采用雙循環(huán)技術(shù)，機(jī)組在吸收低溫?zé)嵩摧敵鰴C(jī)械功的同時(shí)，可以同時(shí)滿足供熱、洗浴等對熱水的需求。

2、信然雙循環(huán)螺桿動力機(jī)發(fā)電機(jī)組適用熱源范圍廣，可適用于60-230℃低溫?zé)嵩吹挠袡C(jī)工質(zhì)系列。針對不同低溫?zé)嵩?，可選用不同的有機(jī)工質(zhì)，使機(jī)組高效、穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)使本系列機(jī)組可以對幾乎所有的低溫?zé)嵩催M(jìn)行有效吸收利用。這些熱源包括太陽能、地?zé)崮?、工業(yè)廢水、廢氣、工業(yè)生產(chǎn)中具有低溫?zé)崃康漠a(chǎn)品如水煤氣、精餾氣等。

3、信然雙循環(huán)螺桿動力機(jī)發(fā)電機(jī)組自動化程度高,采用了多通道控制方式，實(shí)現(xiàn)了機(jī)組全天候，無人值守即可穩(wěn)定安全運(yùn)行。同時(shí)采用了的PMW逆變器并網(wǎng)技術(shù)，具有自動并網(wǎng)，自動下網(wǎng)，故障監(jiān)測功能，并實(shí)現(xiàn)對公共電網(wǎng)的零諧波污染。

4、信然雙循環(huán)螺桿動力機(jī)發(fā)電機(jī)組使用壽命長，其主要部件均采用技術(shù)生產(chǎn)，可以保證至少15~20年的正常工作壽命。

5、信然雙循環(huán)螺桿動力機(jī)發(fā)電機(jī)組環(huán)境效益明顯，較好實(shí)現(xiàn)了能源的梯級利用，提高一次能源的利用率，具有明顯的節(jié)能效果?；厥蘸蠼档拖颦h(huán)境排放的廢熱溫度，環(huán)境效益明顯。

6、信然雙循環(huán)螺桿動力機(jī)發(fā)電機(jī)組集成安裝，整體系統(tǒng)簡單，建設(shè)及運(yùn)行方便，運(yùn)行費(fèi)用較低。

XR系列雙循環(huán)螺桿動力機(jī)組型號

型號	功率范圍 KW	轉(zhuǎn)速范圍 rpm	主機(jī)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