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

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更新時間：2023-12-28 19:19:09瀏覽次數(shù)：363次

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信然亞太控股（北京）有限公司

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產(chǎn)品簡介

信然螺桿動力機按螺桿壓縮機的逆原理工作，其基本構(gòu)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(zhuǎn)動，齒槽容積增加，流體降壓膨脹作功，從而實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。其工作過程如圖所示，流體介質(zhì)進入螺桿齒槽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，由主動陽轉(zhuǎn)子將功輸出。

詳細介紹

信然雙螺桿動力發(fā)電技術(shù)簡介

信然螺桿動力機是在螺桿壓縮機基礎(chǔ)上研發(fā)的一種新引動力機。它具有螺桿壓縮機所有優(yōu)點:結(jié)構(gòu)簡單、運行平穩(wěn)、易維護、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。是當前工業(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

主要技術(shù)參數(shù)

適用進汽極限壓力：3.0MPa;

進汽溫度：300℃；

進排汽壓差：1.7MPa；

動力機內(nèi)效率：≥65％；

單機功率：3000Kw；

螺桿動力機轉(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

信然螺桿動力機技術(shù)特點

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

（2）信然螺桿動力機是容積式動力機，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)。動力機的結(jié)構(gòu)特點使其具有自除垢的能力，因此，對工質(zhì)無特殊要求。

（4）信然螺桿動力機的效率對工質(zhì)參數(shù)及負荷的變化不敏感，能適應(yīng)工礦企業(yè)生產(chǎn)、用熱、用電負荷、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，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)安全可靠。

（5）信然螺桿動力機啟動力矩大，可直接驅(qū)動風機、水泵、壓縮機，帶動發(fā)電機時能承受較大的沖擊負荷，設(shè)備可單機運行也可并網(wǎng)運行；轉(zhuǎn)速可無級調(diào)節(jié)以適應(yīng)被驅(qū)動工作機械的轉(zhuǎn)速變化，實現(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，投資回報期短。

信然螺桿動力機應(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)減溫減壓處理后進入螺桿動力機膨脹做功回收能量；間接熱源指通常不能經(jīng)螺桿動力機直接利用，須經(jīng)設(shè)備與特定工質(zhì)換熱后再進行利用。

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----與低沸點工質(zhì)換熱后，進行能量回收利用；

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

產(chǎn)品種類及型號

信然單循環(huán)螺桿動力機

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

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

單循環(huán)螺桿動力機分為發(fā)電型和直拖型兩種。

單循環(huán)螺桿動力機的特點

1. 信然單循環(huán)螺桿動力機組工質(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)螺桿動力機組的效率對工質(zhì)參數(shù)及負荷的變化不敏感，能適應(yīng)工礦企業(yè)生產(chǎn)、用熱、用電負荷，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，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)安全可靠。

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

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

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

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

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

信然發(fā)電型螺桿動力機

發(fā)電型機組利用蒸汽驅(qū)動螺桿動力機拖動發(fā)電機發(fā)電，機組對氣源參數(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系列螺桿動力機發(fā)電型機組型號

型號	功率范圍 KW	轉(zhuǎn)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(fā)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(qū)動螺桿動力機拖動風機、水泵、壓縮機等負載設(shè)備。且通常負載設(shè)備時對原動機功率及運行穩(wěn)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(xù)穩(wěn)定，參數(shù)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(zhuǎn)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(huán)螺桿動力機發(fā)電機組

信然雙循環(huán)螺桿動力機發(fā)電機組利用有機朗肯循環(huán)（ORC）原理，以低沸點有機工質(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(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)。

本系列機組可以利用60℃的熱源進行并網(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，與美國某技術(shù)公司開發(fā)的低溫發(fā)電機組80℃的發(fā)電溫度相比，具有更寬闊的適用空間。

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

信然雙循環(huán)螺桿動力機發(fā)電機組性能

1、信然雙循環(huán)螺桿動力機發(fā)電機組熱利用效率高，由于采用雙循環(huán)技術(shù)，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(huán)螺桿動力機發(fā)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(zhì)系列。針對不同低溫熱源，可選用不同的有機工質(zhì)，使機組高效、穩(wěn)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(yè)廢水、廢氣、工業(yè)生產(chǎn)中具有低溫熱量的產(chǎn)品如水煤氣、精餾氣等。

3、信然雙循環(huán)螺桿動力機發(fā)電機組自動化程度高,采用了多通道控制方式，實現(xiàn)了機組全天候，無人值守即可穩(wěn)定安全運行。同時采用了的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)螺桿動力機發(fā)電機組使用壽命長，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)螺桿動力機發(fā)電機組環(huán)境效益明顯，較好實現(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。回收后降低向環(huán)境排放的廢熱溫度，環(huán)境效益明顯。

6、信然雙循環(huán)螺桿動力機發(fā)電機組集成安裝，整體系統(tǒng)簡單，建設(shè)及運行方便，運行費用較低。

XR系列雙循環(huán)螺桿動力機組型號

型號	功率范圍 KW	轉(zhuǎn)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