放散蒸汽發(fā)電技術(shù)在殼牌氣化裝置中的應(yīng)用

摘 要：通過(guò)殼牌氣化裝置配套熱電裝置采用放散蒸汽發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用，探討低壓發(fā)電技術(shù)在大型煤化工裝置中的有效利用方式和所能達(dá)到的有效經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：煤化工裝置；放散蒸汽發(fā)電技術(shù)；螺桿膨脹機(jī)；應(yīng)用

1 概述

理及特點(diǎn)

3.1 螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)工作原理

低壓蒸汽先進(jìn)入機(jī)內(nèi)螺桿齒槽A，推動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，隨著螺桿轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)，容積不斷增大，齒槽從A到B、C、D逐漸加長(zhǎng)，容積增加蒸汽降壓降溫膨脹（或閃蒸）做功，最后排出氣體，從齒槽E排出，從主軸陽(yáng)螺桿轉(zhuǎn)子輸出功率，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。

雙螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)由一對(duì)螺桿轉(zhuǎn)子、缸體、軸承、同步齒輪、密封組件以及連軸節(jié)等組成，氣缸呈兩圓相交的“∞”字形，兩根按一定傳動(dòng)比反向旋轉(zhuǎn)相互嚙合螺旋形陰、陽(yáng)轉(zhuǎn)子平行置于氣缸中。螺桿膨脹機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程從吸氣過(guò)程開(kāi)始，氣體在封閉的齒間容積中膨脹做功，最后移至排氣過(guò)程。陰、陽(yáng)螺桿和氣缸之間形成呈“V”字形的齒間容積，其大小隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)而變化。螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)工作過(guò)程是由吸氣過(guò)程、膨脹過(guò)程和排氣過(guò)程三個(gè)過(guò)程組成。

（1）吸氣過(guò)程：高壓氣體由吸氣孔口進(jìn)入由陰、陽(yáng)螺桿和氣缸之間形成的“V”字形齒間容積，推動(dòng)陰、陽(yáng)螺桿反向旋轉(zhuǎn)；而齒間容積不斷擴(kuò)大，當(dāng)后面一齒切斷進(jìn)氣孔口時(shí)，吸氣過(guò)程結(jié)束。

（2）膨脹過(guò)程：在吸氣過(guò)程結(jié)束后，齒間容積充滿高壓氣體，在壓力差作用下形成一定轉(zhuǎn)矩，陰、陽(yáng)螺桿轉(zhuǎn)子反向旋轉(zhuǎn)，于是齒間容積不斷擴(kuò)大，氣體膨脹，螺桿轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)對(duì)外做功；當(dāng)齒間容積達(dá)最大值時(shí)，膨脹過(guò)程結(jié)束。

（3）排氣過(guò)程：當(dāng)膨脹過(guò)程結(jié)束時(shí)，齒間容積與排氣孔口接通，將膨脹后的氣體向排氣孔口推趕，氣體經(jīng)排氣孔口排出，直到齒間容積達(dá)到最小值為止。

3.2 螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)技術(shù)特點(diǎn)

3.2.1 適用于各種工作介質(zhì)。螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)是當(dāng)今國(guó)內(nèi)外唯一能同時(shí)適用于過(guò)熱蒸汽、飽和蒸汽、汽水兩相濕蒸汽及熱水的熱動(dòng)力機(jī)，它還適用于低溫有機(jī)工質(zhì)。

3.2.2 對(duì)工作介質(zhì)品質(zhì)要求不高。螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)適用于含鹽垢的流體，不怕結(jié)垢和污染介質(zhì)，能除垢自潔；未能除去的剩余污垢可以起到減小間隙、減低泄漏損失作用，從而有利于提高機(jī)組效率。

3.2.3 適合于熱源參數(shù)大范圍波動(dòng)。螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)在熱源壓力、溫度和流量大范圍波動(dòng)情況下，內(nèi)效率基本不變，能保持機(jī)組穩(wěn)定、安全運(yùn)行。

3.2.4 運(yùn)行操作簡(jiǎn)單。螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)運(yùn)行時(shí)不暖機(jī)、不盤車，直接沖轉(zhuǎn)啟動(dòng)，操作簡(jiǎn)單，不會(huì)造成飛車等生產(chǎn)安全事故，并可以手動(dòng)、自動(dòng)和遠(yuǎn)程監(jiān)控。

3.2.5 維護(hù)檢修方便。螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)零部件少，維修容易，長(zhǎng)期無(wú)需大修（十年以上），正常每年一次小修維護(hù)，檢修簡(jiǎn)單方便，不需要專業(yè)維護(hù)技術(shù)人員。

3.2.6 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單安裝容易。發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占地小、通用性強(qiáng)、可以整機(jī)快裝和移動(dòng)，很適合工業(yè)余熱的特點(diǎn)和發(fā)電利用。

4 經(jīng)濟(jì)效益測(cè)算

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著《中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法》的實(shí)施，在目前我國(guó)大力倡導(dǎo)節(jié)能減排、提倡環(huán)保的大環(huán)境下，各行各業(yè)對(duì)余熱余能的利用也越來(lái)越高。降低生產(chǎn)能耗、保護(hù)環(huán)境顯得尤為重要，而對(duì)于石化、鋼鐵行業(yè)這類耗能大戶企業(yè)，如何實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、改善工藝、高效回收利用低品質(zhì)熱源、提高能源利用率及顯得更為關(guān)鍵。化工企業(yè)正常生產(chǎn)中，由于工藝需要，蒸汽通常存在梯級(jí)使用情況，而不同壓力段的蒸汽量需要量不一致，常常會(huì)有低壓段蒸汽富余。這些低壓蒸汽的品質(zhì)一般較低，通常有蒸汽中含水、熱源較為分散、蒸汽壓力及流量不穩(wěn)定等等的特征，目前該蒸汽除部分供企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)或生活使用外，仍然有富余，不僅造成能源的浪費(fèi)，同時(shí)還對(duì)周圍環(huán)境帶來(lái)一定的影響。由于各工藝過(guò)程回收的蒸汽不斷增加，利用余熱所回收的蒸汽不但能滿足正常情況下的使用，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)放散現(xiàn)象，不但造成了能源（包括熱能及水）的極大浪費(fèi)，同時(shí)對(duì)環(huán)境也造成了一定的污染。因此，如何充分利用這部分蒸汽日漸成為當(dāng)前各冶金企業(yè)需要解決的問(wèn)題之一。

螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)因其設(shè)備可靠、維護(hù)方便，以及鮮明的技術(shù)特點(diǎn)，并具有同類型汽輪發(fā)電機(jī)不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，在石化、鋼鐵等耗能大戶行業(yè)余熱回收利用，尤其是低溫余熱發(fā)電中，發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)在低溫地?zé)岚l(fā)電和低溫太陽(yáng)能熱發(fā)電等可再生能源領(lǐng)域，也發(fā)揮著不可替代的作用。

我公司采用的放散蒸汽發(fā)電技術(shù)，不僅成功的利用了低壓富余蒸汽，降低了生產(chǎn)成本，做功后蒸汽冷凝回收可循環(huán)利用，而且在節(jié)約能耗，改善環(huán)境方面做出了表率，還為企業(yè)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

作者簡(jiǎn)介：李俊強(qiáng)（1982，1-），男，甘肅天水人，畢業(yè)于湖北理工學(xué)院熱能與動(dòng)力工程專業(yè)，現(xiàn)就職于河南煤業(yè)化工集團(tuán)龍宇煤化工有限公司，從事熱電聯(lián)產(chǎn)工程的設(shè)備安裝、調(diào)試及運(yùn)行管理工作。