螺杆膨胀动力机介绍

江西华电电力有限责任公司

螺杆膨胀动力机

一、简介
　　螺杆膨胀动力机是国家发改委发文批准的重大产业技术专项项目；国家发改委第二批产业目录推介项目；国家发改委十二五期间重点推介项目，并于2009年荣获“最具社会应用价值的节能环保产品”。
　　螺杆膨胀动力机主要是利用工业中的蒸汽、热水、热液或汽液两相流体等动力源，将热能转换为动力，驱动发电机发电，或直接驱动风机、水泵、压缩机、搅拌机、磨煤机、制粉机等机械设备，替代电动机，或替代大型制冷机的膨胀阀等回收动力。

二、螺杆膨胀动力机的组成
　　螺杆膨胀动力机系统由动力机本体、进汽设备调节阀、排出管阀、密封系统、润滑油系统、冷却水系统和调速系统 等组成。当负载机转速较低时，可配备减速机。
①?? 螺杆膨胀动力机本体
　　螺杆膨胀动力机本体包括阴、阳两根螺杆、外壳、轴承等。结构类似于螺杆压缩机。

②?? 密封系统
　　螺杆膨胀动力机密封系统有别于空气压缩机的简易密 封。密封装置采用特别设计，采用带有冷却水套的浮动式双 向机械密封，使动力机的高温高压工作介质、润滑油和冷却 水互不渗漏，能抗振动，抗弯曲变形，高效密封，而且寿命长，拆装及更换零部件容易。
③?? 润滑油系统
　　润滑油系统由油箱、油泵、溢流阀、滤油器、冷油器、减压阀、分油器及仪表组成。
④?? 冷却水系统
　　冷却水系统的作用是冷却螺杆膨胀动力机的润滑油以 及高、低压端水套。
⑤?? 调速系统
　　调速器是为螺杆膨胀动力机驱动给水泵或灰浆泵专门设计的配套转速控制器，是一台可编程控制器 (PLC)，与电动调节阀配合对螺杆机泵机组进行转速调整和负荷调整，可 以采用手动操作方式，也可以采用自动运行方式。 自动运 行方式包括开机、正常运行、停机以及当油水系统出现异常 及机组超速时自动紧急停机，并发出声光报警信号，确保机 组安全。
　　调速器的工作原理是通过转速测量装置对螺杆膨胀动力机转速进行测量，并把测量的转速值送到PLC的内存单元，将螺杆的转速值与机组额定转速给定值相减，求出转速偏 差，再进行相应的PID运算，并经PLC的模拟量模块输出电动调节阀所需调整的开度，实现螺杆机泵组的转速控制。当 螺杆机泵组达到额定转速后进入自动调节，如欲改变转速或负荷，可通过调速器功能键实现机组转速或负荷的人工调 节。
　　对于螺杆膨胀动力机发电机组，可采用电液调速系统，以确保转速和发电稳定。
⑥?? 减速机
　　减速机是在负载机转速低于1000r／min的情况下设置的。为获得较高效率和结构紧凑，螺杆膨胀动力机的转速大于1500 r／min。因 此，螺杆膨胀动力机通过减速机与负载 机连接 。

三、 螺杆膨胀动力机的工作原理
　　螺杆膨胀动力机的阴、阳两根螺杆与外面的机壳，组织在一起形成通气槽，通过通气槽里的蒸汽作用，迫使阴阳螺杆向相反的方向旋转，整个过程分为进气、膨胀、排气三个过程，当阴阳齿在端面开始分离时，便开始膨胀、容积增大，压力、温度下降，直至阴阳螺杆完全分开，蒸汽开始进入排气槽，从原理上讲螺杆膨胀动力机是一种容积式发动机，内效率可达75%-80%。
四、螺杆膨胀动力机技术的特点
（1）适用于蒸汽、汽水混合物、热水、被污染热源的各种介质。
（2）不反车、不盘车、免暖机、机组启停和运行平稳简便。
（3）在热源参数大幅波动工况下，能够高效安全运行。
（4）长期无大修，小修维护简易。
（5）全自动无人值守运行操作。
（6）由于螺杆膨胀动力机螺杆齿面能耐磨损及液体颗粒冲击且齿面间留有间隙，所以工作介质可以是过热蒸汽、饱和蒸汽、汽液两相或热液。而汽轮机的工作介质只能是过热蒸 汽、饱和蒸汽。
（7）螺杆膨胀动力机对工作介质品质要求不高。螺杆与螺杆、螺杆与机壳的相对运动限制了污垢的生长，未能除去的剩余污垢可起到减小间隙的作用，可降低泄漏损失，提高机组效率。
（8）螺杆膨胀动力机在工作介质压力大幅波动时，内效率几乎不改变。
（9）允许单机或并网运行，起动力矩大，能直接拖动风机、水泵或压缩机，当带动发电机时能承受较大的冲击电负荷。

五、螺杆膨胀动力机的应用范围
（1）工业锅炉饱和蒸汽（热水）压差发电。
（2）玻璃、印染、造纸、医药、粮油食品等轻工行业余热回收发电。
（3）热电厂、热网、蒸汽、余热回收发电。
（4）利用锅炉连续排污回收发电。
（5）冶金钢铁行业余热回收发电。
（6）减温减压阀节流损失回收动力或发电。
（7）建材行业水泥窑炉烟气纯低温发电。
（8）太阳能及生物能源发电。
（9）地热发电。
（10）垃圾焚烧炉蒸汽（热水）回收发电。

六、热源范围
（1）直接驱动螺杆膨胀动力机的热源应用范围如下：
蒸汽参数：0.15MPa-3.0MPa，温度＜300℃
热水参数：压力0.8MPa以上的热水，温度＞170℃
（2）间接应用的热源范围如下：
蒸汽参数：压力＜0.1MPa以下的各种蒸汽—双循环发电
热水参数：压力＜0.8MPa以下，温度＞65℃的热水—
双循环发电
烟气参数：温度＞200℃的各种烟气—配热锅炉发电