一、技術名稱：螺桿膨脹動力驅動節能技術
二、技術所屬領域及適用范圍：工業低品位余熱資源回收利用
三、與該技術相關的能耗及碳排放現狀
目前，我國工業領域存在大量余熱資源未加利用，在能耗較高的鋼鐵、建材、石化等行業尤其如此。
在鋼鐵行業，鋼鐵廠煉鐵、煉鋼工序環節會產生大量含有余熱的廢氣，如高爐廢煙氣、轉爐煙氣等，具有很高的利用價值。
在水泥行業，我國新型干法水泥生產技術的普及率已達70%以上，產生的煙氣為中低溫煙氣，一般在400℃以下，通過配套建設相應的余熱發電裝置，可回收的低溫余熱折合100萬噸標煤以上。
在石化行業，低溫余熱一般是指溫度低于130℃的物流所攜帶的熱量，其在煉廠總能耗中占有相當大的比例，有的高達60%。低溫余熱產生的環節—般為常減壓裝置中抽出產品的冷卻熱量等，可利用的余熱資源量十分可觀。
在有色行業，鋁冶煉過程因受工藝技術條件的限制，有些氧化鋁廠煤氣發生爐生產出的350℃-550℃高溫煤氣，必須經過循環水噴淋、洗滌塔洗滌降溫到35℃后才能供生產使用，產生大量余熱資源，可采用適當的余熱回收技術對其進行回收利用。
目前應用該技術可實現節能量4萬tce/a，CO2減排約11萬t/a。
四、技術內容
1.技術原理
該技術是一種新型的低品質能源動力機。熱流體（蒸汽、熱液或汽液兩相流體）進入螺桿齒槽，熱流體能量推動螺桿轉動旋轉，齒槽容積增加，流體降壓膨脹作功，最后排出，實現能量轉換。其功率從主軸陽螺桿輸出，驅動發電機發電或驅動負載節電。
2.關鍵技術
（1）對做功熱介質適應性強，無特殊要求。該技術可同時適用于過熱蒸汽、飽和蒸汽、汽液兩相和較高溫度熱水；也適合于高鹽分和結垢的介質狀態。
（2）對負荷變化和進排汽參數變化，適應性很強。即：允許負荷和參數在大范圍內波動變化，而驅動工作效率降幅很小，與設計值接近，并能維持穩定的高效率，運轉平穩、安全、可靠。
3.工藝流程
設備結構如圖1：
工藝流程見圖2：
五、主要技術指標
動力機內功率：65％-80％；
運行功率范圍：30％-100％；
進口介質壓力：0.3 MPa
-3.0MPa；
進口介質溫度：120℃-300℃；
做功介質類型：過熱蒸汽、飽和蒸汽、濕蒸汽、熱水、含鹽污染熱源介質和其他化工物質；
機組轉速：1000 rpm
-3000rpm；
拖動負載：發電機直接發電、其他轉動設備，如水泵等；
冷卻水要求：流量≥2t/h，無雜質和腐蝕的工業水。
六、技術鑒定、獲獎情況及應用現狀
螺桿膨脹動力機已通過了一系列國家級、部委級的技術評審和鑒定，主要包括：國家“八五”科技攻關大試；獲江西省科學技術廳“江西省重點新產品技術鑒定證書”；獲江西省機械廳“新產品新技術鑒定驗收證書”；獲第八屆中國國際高新技術成果交易會自主知識產權證書；獲聯合國工業發展機構2006年“藍天獎”提名獎第一名；獲國家知識產權局頒發的發明專利證書。
目前已廣泛應用于電力、化工、石油、冶金、輕工、建材、紡織等工業領域，國內市場產品銷售已達230多臺。
七、典型應用案例
典型用戶：西藏羊八井、新余鋼鐵廠、九江電廠、中石油銀川煉化廠、廣東造紙廠、華能北京、山東勝利發電廠、江蘇南通唐閘熱電廠、沙湖紙業、江蘇天生港發電廠
典型案例1：新鋼厚板廠
技術提供單位：江西華電電力有限責任公司
建設規模：裝機300kW加熱爐放散蒸汽發電。主要改造內容：安裝1臺螺桿膨脹動力機，直接從放散口將蒸汽引入動力機，蒸汽作功發電。節能技改投資額260萬元，建設期3個月。年發電150萬kWh，相當于年節能525tce，投資回收期4年。
典型案例2：國電九江電廠
技術提供單位：江西華電電力有限責任公司
建設規模：裝機300kW鍋爐排污水發電項目。主要改造內容：將排污水經調壓后引入動力機，排污水作功發電后加熱冷水利用。節能技改投資額260萬元，建設期3個月。年發電170萬kWh，供熱水18萬噸，相當于年節能2066tce，投資回收期1.5年。
八、推廣前景及節能減排潛力
目前該技術在各行業都有應用，但推廣比例還較小，基本在1％以下，預計近幾年將得到廣泛推廣。以鋼鐵和石化行業為例，預計未來5年，該技術在行業內的推廣潛力可達到80%，預計投資總額25億元，節能能力67萬tce/a，減排能力177萬tCO2/a。
|
