北極星環保網訊:根據飽和蒸汽膨脹做功特點，分別介紹了單級汽輪機、多級除溼汽輪機、機內再熱除溼汽輪機及螺杆膨脹機等四種適於飽和蒸汽餘熱發電的技術，並通過實際工程表明，此類技術可靠，節能效果顯著，經濟效益可觀，適合於在鋼鐵、化工及玻璃等存在大量飽和蒸汽餘熱資源的行業中廣泛應用。
1、前言
隨著近15年節能工作的大力開展，利用水泥，鋼鐵及其他工業餘熱的過熱蒸汽發電技術已被廣泛應用，但如鋼鐵生產過程中，在轉爐、加熱爐等汽化冷卻裝置內產生的大量低溫低壓飽和蒸汽，除少量自用外，大部分對空排放，造成了極大的能源浪費，因此，近幾年，部分鋼鐵企業開始採用低壓飽和蒸汽發電技術回收生產過程中的大量低溫餘熱，取得了良好的社會效益與經濟效益。
2、飽和蒸汽發電技術
相比技術成熟的過熱蒸汽發電技術，飽和蒸汽在膨脹做功後，蒸汽溼度增加，若採用常規汽輪機，則會導致液擊現象的發生，影響汽輪機效率、縮短葉片使用壽命，為解決上述問題，必須採用新型膨脹機以滿足飽和蒸汽的發電要求。
2.1單級汽輪機技術
德國設計的KKK汽輪機組，全部採用單級懸臂式結構，膨脹葉輪直接安裝於齒輪箱一端輸入軸，由於葉輪可自由膨脹，所以從冷態啟動至全負荷運行，只需要10 min的暖機預熱過程，而短期停機後的重新啟動過程，也可在10 s內完成。同時由於採用單級葉輪設計，飽和蒸汽膨脹做功後產生的凝結水直接通過回收裝置排出汽輪機，不存在對後級葉片的液擊問題。KKK機組的較強適應性，不僅適用於過熱蒸汽、飽和蒸汽，甚至適用於任何氣體、任何有餘壓(壓力≥0.2MPa即可)可利用的場合。如天然氣、煤氣減壓站、高爐爐頂煤氣能量回收(TRT)等。
2.2 多級除溼汽輪機技術
杭州中能汽輪機動力有限公司為撫順新鋼鐵製造的BN5.5-0.5飽和凝汽式汽輪機，額定功率5.5MW，進汽壓力為0.5MPa飽和蒸汽。該汽輪機採用了以下針對飽和蒸汽的特有設計：
1.進汽、補汽口前增設旋流式蒸汽過濾網汽水分離器。
2.通流部分各壓力級前設置疏水槽溝，末三級隔板設置除溼疏水環形槽。
3.末一、二級葉片等進汽邊硬化處理。
2.3 機內再熱除溼汽輪機技術
機內再熱除溼多級衝動式汽輪機，是由廣州能源研究所開發的一種新型飽和蒸汽發電設備，原理為在汽輪機汽缸內的其中一相鄰級或若干相鄰級的級間設置蒸汽再熱器，由該汽輪機的主汽門後的主蒸汽管上引出一股新蒸汽通入蒸汽再熱器中，用於加熱汽輪機中膨脹到一定程度的溼飽和蒸汽，降低其溼度，以保護汽輪機不受水蝕損害。該汽輪機可以廣泛適用於飽和或過熱度較低的蒸汽，在保持較高汽輪機效率的情況下有效避免了葉片的水蝕問題。
2.4 螺杆膨脹機技術
螺杆膨脹機的結構是由一對陰陽螺杆轉子、機殼體、進汽端座、後端座、阻流式軸封、支持軸承和止推軸承組成的，工作原理是壓力較高的流體進入螺杆齒槽，推動螺杆轉動，齒槽容積增加，流體降壓膨脹做功，實現能量轉換。螺杆膨脹機既可以用於發電，也可以用於驅動泵、壓縮機、風機等，其特點如下：
(1)適用熱源廣泛：同時適合過熱蒸汽、飽和蒸汽、汽水混合物、熱水、易結垢汙染熱源、石化熱工質等：
(2)熱源參數波動：允許熱源的壓力、流量、溫度有較大波動，機組能夠安全平穩的運行;
(3)操作簡單：機組運行可以不暖機車、不盤車、不飛車：長期無大修、維修簡單;設備不易損壞，可手動和自動操作，事故率低;
(4)安裝投運方便：機組佔地小，基礎簡單、現場安裝方便，可以整機快裝、移動，通用性強。
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