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ORC螺杆膨胀发电机组在不同地域和季节的性能分析
董冰;张凯;高磊;邢子文
【期刊名称】《制冷技术》
【年(卷),期】2015(000)001
【摘要】低品位的中低温余热不能得到有效利用，是能源利用率低的一个主要原因。
将该部分余热转化为电能则可获得巨大收益。
有机郎肯循环（Organic Ranking Cycle，简称ORC）即是一种利用低沸点的有机工质回收中低温热源的热能并将其转化为电能的技术。
不同地域、不同季节气候条件（主要是温度和相对湿度）不同，ORC发电机组的性能也会受到影响。
本文在介绍了有机朗肯循环系统结构、原理和特点的基础上，分别采用水冷式、蒸发式以及风冷式三种冷凝器，利用NIST软件在Matlab界面下对系统进行计算，分析得到了不同地域和季节气候条件的变化对系统冷凝温度、发电量和发电效率的影响。
【总页数】7页(P11-16,20)
【作者】董冰;张凯;高磊;邢子文
【作者单位】西安交通大学，陕西西安 710049;西安交通大学，陕西西安 710049;西安交通大学，陕西西安 710049;西安交通大学，陕西西安 710049
【正文语种】中文
【相关文献】
1.余热余压回收解决方案之ORC螺杆式膨胀发电机组 [J], 李军;梅毅;高翔
2.有机朗肯循环(ORC)膨胀发电机组设计分析 [J], 孙好雷
3.低品位热能回收装置——ORC螺杆膨胀发电站 [J], 翁有为
4.尿素高调水ORC膨胀发电机组过程控制的研究与设计 [J], 付国华; 魏佳佳
5.采用螺杆膨胀机的ORC系统特性试验研究 [J], 郭霆;沈九兵;孔祥雷;张震
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螺杆膨胀发电机原理螺杆膨胀发电机是一种新型的低温热能转换设备，通过利用液态工质在物质相变（蒸发和凝结）时所释放的能量来产生电力。
它具有高效能、低噪音、环保等优点，被广泛应用于能源转换领域。
本文将介绍螺杆膨胀发电机的原理以及其工作过程。
螺杆膨胀发电机基本原理可以用以下步骤来描述：压缩、膨胀、再压缩和再膨胀。
首先，输送泵将液态工质（例如液态丁烷）从蓄热器中抽取并进行压缩。
在压缩过程中，液态工质的温度会显著升高，达到高压状态。
接下来，高温、高压的液态工质进入膨胀机，与与之密封接触的螺杆进行热交换。
螺杆表面采用散热片设计，与冷却剂接触后立即进行蒸发。
当液态工质与散热器的壁面接触时，它会发生相变，从液态转变成气态。
在这个过程中，液态工质会释放大量的热量，从而驱动螺杆旋转。
然后，螺杆将气态工质输送到再压缩器中，再次进行压缩。
在这个过程中，气态工质的温度继续上升。
最后，再膨胀器负责将再压缩的气态工质释放到低压状态，从而再次膨胀。
与之前的膨胀过程类似，工质再次发生相变，从气态转变为液态。
这一过程中释放的热量会继续驱动螺杆旋转。
螺杆膨胀发电机原理的核心是螺杆旋转运动的热力机制。
在螺杆运动的过程中，高温、高压的气态工质的相变释放的热量将螺杆带动旋转。
通过与发电机的连接，螺杆的旋转运动可以转化为电能输出。
螺杆膨胀发电机具有多种优点。
首先，它可以利用低温热能进行发电转换，比如工业废热、地热能等。
这种可再生能源的利用不仅有助于降低能源消耗，还能减少对环境的负面影响。
其次，螺杆膨胀发电机的工作过程相对安静，没有明显的噪音污染。
此外，螺杆膨胀发电机的结构简单、可靠性高，且具有较长的使用寿命。
尽管螺杆膨胀发电机具有许多潜在的优势，但也存在一些挑战需要克服。
首先，螺杆膨胀发电机的效率受到液态工质的选择和热损失的影响。
因此，工程师需要在设计和优化过程中考虑这些因素，以提高发电效率。
同时，螺杆膨胀发电机的大规模应用还需要进一步的技术支持和经济可行性的评估。
螺杆膨胀发电机原理螺杆膨胀发电机是一种利用高温和压力差产生动力，将热能转化为电能的装置。
它的工作原理基于热膨胀性质，通过热膨胀和压力差驱动螺杆膨胀机械，从而带动发电机发电。
本文将深入探讨该发电机的原理及相关技术。
一、热膨胀原理热膨胀现象是指物体在受热后体积增大的现象。
根据热膨胀原理，当物体受到热能输入时，其分子间相互作用减弱，分子自身的运动增加，导致物体体积增大。
而当物体受到冷却时，分子间相互作用增强，分子自身的运动减慢，物体体积收缩。
二、螺杆膨胀机械螺杆膨胀机械是螺杆机械的一种应用形式，它由主动螺杆、从动螺杆和泄漏装置等部分组成。
主动螺杆由驱动装置带动旋转，从动螺杆嵌套在主动螺杆中，两者之间形成密闭腔室。
在螺杆运动过程中，腔室不断加热并膨胀，当充满高温气体使腔室内气压升高时，泄漏装置打开，排出高压气体，形成压力差，从而驱动螺杆机械的运动。
三、螺杆膨胀发电机构成及原理螺杆膨胀发电机由螺杆膨胀机械和发电机两部分组成。
其工作原理是通过高温气体使螺杆膨胀，产生压力差，驱动螺杆机械旋转，进而带动发电机发电。
具体而言，螺杆膨胀发电机包括了以下几个关键部分：1. 热源：热源可以是化石燃料燃烧所产生的高温烟气，也可以是核能反应释放的热量。
在热源部分，螺杆膨胀机械的腔室将与热源连接，吸热使压缩空气膨胀。
2. 螺杆膨胀机械：螺杆膨胀机械是实现能量转化的核心部件，由主动螺杆和从动螺杆组成。
在螺杆机械运动中，腔室的高温气体引起膨胀，而运动中的螺杆机械将转化为机械能。
3. 发电机：螺杆膨胀发电机中的发电机部分将机械能转化为电能，通过转子和定子的相互作用产生感应电流，从而实现电能的输出。
综上所述，在整个螺杆膨胀发电过程中，首先需要将热源与螺杆膨胀机械相连接，使热能转化为机械能。
而后，螺杆膨胀机械会旋转并带动发电机，将机械能转化为电能，实现发电的效果。
四、螺杆膨胀发电机的优缺点螺杆膨胀发电机具有以下几个优点：1. 高效环保：螺杆膨胀发电机利用废热产生电能，实现了对能源的有效利用，具有高效环保的特点。
螺杆膨胀发电机1、适用行业范围螺杆膨胀发电机是利用蒸汽、热水、热液或汽液两相流体或被污染的热能等为动力源，将热能转换为动力并驱动发电机、风机、水泵、压缩机、搅拌机、磨煤机、制粉机等机械设备负载，替代原有的电动机回收动力，也可以直接并网发电。
螺杆膨胀发电机所使用的热源包括：工业锅炉蒸汽或热水、石油化工余热蒸汽或者热水、冶金钢铁余热蒸汽或者热水、地热太阳能蒸汽或热水、垃圾焚烧炉蒸汽或热水、电厂蒸汽（抽汽和排汽或者连排水等）、减温减压阀节流损失回收、内燃机废气余热回收、水泥窑炉废气余热回收、生物能源回收等。
螺杆膨胀发电机应用的范围十分广泛，可以在电力行业、冶金钢铁行业、石油化工行业、轻工行业（造纸、纺织印染、药业、酿酒业、玻璃工业等）、建材水泥行业、地热、太阳能发电及其他热电冷联产联供等领域广泛应用。
2、基本原理螺杆膨胀发电机基本构造是由一对螺旋转子和机壳组成的动力机。
流体进入螺杆齿槽，压力推动螺杆转动，齿槽容积增加，流体降压膨胀作功，实现能量转换。
具体的工作原理参见图，蒸汽、热液或汽液两相流体先进入机内螺杆齿槽A，推动螺杆转动，随着螺杆转动，齿槽A旋转到B、C、D逐渐加长，容积增大，流体降压降温膨胀（或闪蒸）做功，最后从齿槽E排出，供生产用热或循环再加热做功。
功率从主轴阳螺杆输出，亦可通过同步齿轮从阴螺杆输出，驱动风机、压缩机、水泵或驱动发电机发电3、主要设备及运行管理产品由螺杆发电机机组本体、调速系统、润滑油系统、冷却系统、自动危急保护系统等组成。
螺杆膨胀发电机外形结构图螺杆膨胀动力发电机组实物图螺杆膨胀发电机在热源参数大幅波动工况下，能够高效、安全运行。
不飞车、无盘车、免暖机、机组启停和运行平稳简便。
长期无大修，小修维护简易；无需专人值守运行操作。
4、主要技术指标及条件4.1 技术指标直接驱动螺杆膨胀发电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 ℃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。
ORC螺杆膨胀发电机组ORC screw expansion generator set李军武汉新世界制冷工业有限公司目录一、市场背景二、ORC螺杆膨胀发电机组三、余热利用解决方案中国单位GDP能耗偏高排名国家或地区单位GDP能耗排名国家或地区单位GDP能耗1中国香港0.06737以色列0.1570 2瑞士0.10098新加坡0.1570 3日本0.1121100南非0.8186 4丹麦0.1234102印度0.8411 6英国0.1234104中国大陆0.9084 2008年单位GDP能耗（元/元）按国家或地区排名中国单位GDP能耗是日本的8倍，是世界平均水平的2.2倍，能源浪费可谓触目惊心！低温余热资源我国工业用能中近60-65%的能源转化为余热资源，其中温度低于350℃以下的低温余热，约占余热总量的60%，目前技术尚无法实现对其有效的回收利用，排放至大气，造成能源浪费和环境热污染。
“十一五”以来，我国已开始重视余热回收，但由于技术原因及经济性，350℃以下的余热资源仍然浪费严重。
●钢铁工业余热2010年，我国钢铁工业能耗占全国总能耗的16.3%，产值却只占GDP的3.2%，是名副其实的能耗大户。
1、炼铁高炉产生的90℃冲渣循环热水2、带钢连续退火机组300℃烟气3、高炉、烧结机、热风炉、加热炉、干息焦等烟气余热4、转炉产生的饱和蒸汽●有色冶金工业余热我国有色冶金行业的余热占60%，其中烟气余热占80%，中、低温烟气余热的回收利用基本上处于空白状态。
据不完全统计蕴含可用的热能约0.5亿tce/a，潜在发电能力相当于2个三峡。
●石油●化工●建材●水泥●机车●地热●太阳能螺杆压缩机工作原理螺杆膨胀机工作原理螺杆膨胀机分类余热/余压类型解决方案基本原理水蒸汽(带压力)水蒸汽螺杆膨胀机利用水蒸汽压力直接膨胀，推动膨胀机做功发电各种带压气体气体螺杆膨胀机利用气体压力(如管道天然气)直接膨胀，推动膨胀机做功发电水蒸汽热水烟气发动机尾气ORC螺杆膨胀机利用热源加热制冷剂产生压力，推动膨胀机做功发电ORC螺杆膨胀发电机组ORC（Organic Rankine Cycle）——有机工质朗肯循环其实质是利用余热与环境温度之间的温差，余热热源加热有机工质产生压力，将热能转化为压力能，推动膨胀机做功，带动发电机输出高品位的电能，回收中低品位热能。
螺杆式蒸汽膨胀发电机发电站，余热回收发电机，开山有机朗肯循环螺杆膨胀发电站加工定制:否|品牌:开山|型号:KE90-95V-1-50 |额定电压:95 |额定电流:100类目：发电机、发电机组其他发电机、发电机组相关产品：回收发电机循环发电机螺杆发电机1700000.00衢州开瑞机械设备有限公司浙江衢州市柯城区第3年|螺杆膨胀动力发电机是否提供加工定制:是|品牌:高谱|型号:GPLGPZ |产品用途:回收工业在生产的过程中所产生的余热,根据您的实际需求加以有效的利用,从而达到节能降耗的目的, |产品别名:螺杆膨胀发电机类目：节能设备节电设备相关产品：动力发电机螺杆发电机膨胀发电机500000.00厦门高谱科技有限公司福建厦门市第7年|开山螺杆式蒸汽膨胀发电机世界首创专利加工定制:是|品牌:开山|型号:ksGe329125 |额定电压:380类目：发电机、发电机组其他发电机、发电机组相关产品：蒸汽发电机膨胀发电机螺杆式发电机山东德屹机电有限公司山东邹城市第6年|螺杆式蒸汽膨胀发电机功率:1000千瓦-------等|润滑方式:机油|压缩介质:空气|排气量:3 |型式:固定相关产品：蒸汽发电机膨胀发电机螺杆式发电机5990000.00山东德屹机电有限公司山东邹城市第6年|螺杆膨胀发电机是否提供加工定制:是|品牌:高谱|型号:GPLGPZ |产品用途:回收工业在生产的过程中所产生的余热,根据您的实际需求加以有效的利用,从而达到节能降耗的目的, |产品别名:螺杆膨胀动力发电机类目：节能设备节电设备500000.00厦门高谱科技有限公司福建厦门市第7年|开山有机朗肯循环螺杆膨胀发电机加工定制:是|品牌:开山|型号:KE系列|产品用途:发电|产品别名:ORC螺杆膨胀发电站类目：节能设备节电设备相关产品：循环发电机螺杆发电机膨胀发电机深圳市龙岗区恺撒空压机经营部广东深圳市龙岗区第2年|废水废气余热发电螺杆膨胀发电机加工定制:是|品牌:华电|型号:JXFD |产品用途:节能节电|产品别名:螺杆机类目：节能设备节电设备1280000.00成都皓翔节能环保设备有限公司四川成都市成华区专业生产高技术低压蒸汽发电螺杆膨胀发电机加工定制:是|品牌:华电|型号:FD |额定电压:380 |额定电流:380类目：发电机、发电机组其他发电机、发电机组相关产品：蒸汽发电机螺杆发电机生产发电机2888000.00成都皓翔节能环保设备有限公司四川成都市成华区国内独家低压蒸气1公斤以上余热发电新技术螺杆膨胀发电机加工定制:是|品牌:hd |型号:SEPG250-400/2400 |额定电压:380 |余热发电:低温余热发电类目：发电机、发电机组其他发电机、发电机组相关产品：螺杆发电机低压发电机蒸气发电机成都皓翔节能环保设备有限公司四川成都市成华区特供国家专利高效节能余热回收螺杆膨胀发电机.加工定制:是|品牌:文成|型号:JXY-100 |额定电压:380 |额定电流:380类目：发电机、发电机组燃煤发电机组相关产品：回收发电机高效发电机节能发电机1680000.00成都皓翔节能环保设备有限公司四川成都市成华区专业经销开山有机朗肯循环膨胀发电站产品别名:有机朗肯循环螺杆膨胀发电站|产品用途:发电|节电设备类型:工业节能设备|型号:KE90-95V-1-50 |规格:KE90-95V-1-50类目：节能设备节电设备1700000.00宜昌德丰恺撒机械设备有限公司湖北宜昌市西陵区第1年|发电机螺杆膨胀机低温余热蒸汽热水烟气发电额定电压:380 |型号:开山|额定电流:50 |品牌:开山|加工定制:是类目：发电机、发电机组其他发电机、发电机组相关产品：螺杆膨胀机蒸汽发电机螺杆发电机无锡市鑫福压缩机设备有限公司江苏无锡市第10年|螺杆膨胀发电站余热回收装置全球领先技术品牌:开山|加工定制:是类目：节能设备节电设备湖南朗昆空压机有限公司湖南长沙市雨花区第2年|螺杆膨胀发电站，机械螺杆发电，加工定制:是|品牌:开山|型号:KE90-95V-1-50 |额定电压:220 |产品认证:全球领先的朗肯循环发电技术类目：发电机、发电机组其他发电机、发电机组山东融世华租赁有限公司山东济南市螺杆膨胀机--低品质余热发电加工定制:是|品牌:国产|产品用途:差压发电|节电设备类型:工业节能设备|高端产品:专业定制类目：节能设备节电设备1000000.00南京南自生物科技有限公司江苏南京市鼓楼区第8年|湖南膨胀机螺杆式开山蒸汽型螺杆膨胀机真正的低温余热发电产品别名:螺杆式膨胀机|产品用途:工厂发电,水电站,工业类节能设备|节电设备类型:工业节能设备|型号:M3/Min |规格:工业类节能设备类目：节能设备节电设备湖南朗昆空压机有限公司湖南长沙市雨花区第2年|【厂价直销】开山牌蒸汽型螺杆膨胀机真正的低温余热发电!加工定制:是|品牌:开山|型号:M3/Min |产品用途:工厂发电,水电站,工业类节能设备|产品别名:螺杆式膨胀机类目：节能设备节电设备500000.00金牛区更兴矿山机械经营部四川成都市第1年|供应螺杆动力机，单螺杆膨胀机是否提供加工定制:是|品牌:高谱|型号:GPLGPZ |产品用途:回收工业在生产的过程中所产生的余热进行发电,根据您的实际需求加以有效的利用,从而达到节能降耗的目的,经济效益与社会效益同样显著! |产品别名:螺杆膨胀机类目：节能设备节电设备800000.00厦门高谱科技有限公司福建厦门市第7年|供应螺杆膨胀机蒸汽烟气余热发电节能省电功率:1000 |额定电压:10500 |转数:3000 |型号:KHE100 |额定电流:50类目：发电机、发电机组燃煤发电机组相关产品：节能烟气发电烟气蒸汽螺杆无锡市鑫福压缩机设备有限公司江苏无锡市第10年|。
石化行业首套ORC发电机组工业运行评价池胜刚【摘要】作为全球石化行业首套工业示范运行机组,以某炼化公司芳烃联合装置低温余热回收装置在运的有机朗肯循环(ORC)发电机组为例,介绍了低温余热发电系统热媒水及工质循环流程,并对机组进行运行评价,总结了机组运行过程中工艺和设备方面存在的问题.如在热水发电系统工艺方面,存在热水流程旁路阀控制方式设计不合理、机组控制权限没有集中到DCS系统、发电负荷受环境温度影响等问题;在设备方面,存在设备维护保养操作性差、KE710发电机制造时存在故障、螺杆膨胀机的机组振动大、机组运行噪声大等问题.提出了相应的解决方案,以有利于ORC 机组的后续运行优化,提高了ORC机组的运行可靠性、可维护性及可操作性.通过对比分析相同热源条件下的机组标定数据和运行数据发现,随着换热器和冷凝器的结垢以及螺杆膨胀机的磨损,运行负荷仍然比标定负荷要低.%Based upon a case study of an operating low-temperature waste heat recovery unit for an aromatic complex which is the first ORC power generation train in global petrochemical industry,the process flow of hot water and medium recycle of the low-temperature heat power generation system are introduced,the operation of the train is evaluated and the main problems in the process and equipment in the operation are summarized.In respect of process,the process control of flow of by-pass hotwater is not properly designed,the control of power generation train is not integrated into the DCS system,and operating capacity of the train is affected by ambient temperature.In respect of equipment,the maintenance of equipment is poor,the power generator KE710 had defects in manufacturing,and thevibration of screw expander and the noise of operating train are high.It is recommended to optimize the operation of ORC power generation train and improve its reliability,maintainability and operability.The calibration tests under the same heat source conditions show that,with the fouling of heat exchangers and condensers and abrasion of screw expander,the operation capacity is lower than that of calibration test.【期刊名称】《炼油技术与工程》【年(卷),期】2017(047)002【总页数】5页(P60-64)【关键词】石化行业;低温余热利用;ORC发电机组;运行评价【作者】池胜刚【作者单位】中国石化海南炼油化工有限公司,海南洋浦578101【正文语种】中文在当前石油产能过剩、整个炼油行业盈利能力面临挑战的局势下，对石油炼制过程中产生的低温余热进行合理利用，是提高炼化企业经济效益，实现节能减排、绿色低碳发展的有效途径之一。
ORC机组在工业行业的应用摘要：工业余热资源普遍存在，特别在石油化工、钢铁焦化、合成氨、聚酯化纤、橡胶和多晶硅等行业的生产过程中，都存在丰富的余热资源，所以充分利用余热资源是企业节能的主要内容之一。
余热资源按其温度划分可分为三类：高温余热、中温余热、低温余热。
在工业领域中消耗着大量的能量，最终都以低温热水的形式排放掉。
为了提高能耗的利用效率，应采取措施进行余热资源回收利用。
余热回收方式各种各样，但总体分为热回收（直接利用热能）和动力回收（转变为动力或电力再用）两大类。
关键词：低温余热；节能；炼油1.ORC机组的工作原理有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle，简称ORC)是以低沸点有机物为工质的朗肯循环，主要由余热锅炉(或换热器)、透平、冷凝器和工质泵四大部套组成，其工作原理如图1所示。
有机工质在换热器中从余热流中吸收热量，生成具一定压力和温度的蒸汽，蒸汽进入透平机械膨胀做功，从而带动发电机或拖动其它动力机械。
从透平排出的蒸汽在凝汽器中向冷却水放热，凝结成液态，最后借助工质泵重新回到换热器，如此不断地循环下去。
工业生产过程中所排放的余热被热交换器吸收，应用到热油循环并用热油泵输送到余热蒸发器装置。
蒸发器装置中的低沸点有机工作液体被汽化，并从主蒸汽管道流进膨胀机，利用膨胀发电机组工作介质的热能被转变成电能。
发电后的工作介质仍是气态流进冷凝器装置液化并由冷凝水泵抽到二次循环。
由于冷凝水温度较低，残余热量不能用于供暖，因此被冷却塔收回。
ORC余热发电系统产生的电力可以用于工业现场内部消耗也可送入电网。
2.应用范围ORC机组可采用0.1MPa以上饱和水蒸汽、泛汽发电；或75℃以上流体（如热水、化工行业的热物液等）发电；以及200℃以上烟气和各种工业气体余热发电。
2.1石油开采行业原油中含有约85%的污水需降温后回灌，而在生产和生活中需要的中温热水主要依靠直接燃烧油气获得，能耗大，能效低。
![ORC膨胀机驱动发电机及液体泵节能机组[发明专利]](https://uimg.taocdn.com/46ef053a591b6bd97f192279168884868762b868.webp)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710347636.7(22)申请日 2017.05.17(71)申请人 苏州欧拉透平机械有限公司地址 215400 江苏省苏州市太仓市浏家港镇茜马路18号(72)发明人 王鹏亮 金鼎铭 胡易木 (74)专利代理机构 昆山四方专利事务所 32212代理人 盛建德 李娜(51)Int.Cl.F01D 15/08(2006.01)F01D 15/10(2006.01)F01K 25/08(2006.01)(54)发明名称ORC膨胀机驱动发电机及液体泵节能机组(57)摘要一种ORC膨胀机驱动发电机及液体泵节能机组，包括膨胀机、发电机、蒸发器、液体泵以及冷凝器，所述冷凝器、液体泵、蒸发器、膨胀机依次连接而形成一个循环。
所述发电机的输入端与膨胀机连接且发电机的输出端与液体泵连接，从而膨胀机直接驱动液体泵。
本发明实现了节能和减少ORC系统主要设备部件的双重目的。
权利要求书1页 说明书2页 附图2页CN 106996315 A 2017.08.01C N 106996315A1.一种ORC膨胀机驱动发电机及液体泵节能机组，包括膨胀机、发电机、蒸发器、液体泵以及冷凝器，所述冷凝器、液体泵、蒸发器、膨胀机依次连接而形成一个循环，其特征是：所述发电机的输入端与膨胀机连接且发电机的输出端与液体泵连接，从而膨胀机直接驱动液体泵。
2.根据权利要求1所述的ORC膨胀机驱动发电机及液体泵节能机组，其特征是：所述膨胀机、液体泵和发电机以相同转速转动。
3.根据权利要求1所述的ORC膨胀机驱动发电机及液体泵节能机组，其特征是：还包括位于膨胀机和发电机之间以及液体泵和发电机之间的两个变速系统，所述膨胀机、液体泵和发电机通过变速系统形成相同的工作转速后以相同转速转动。
权 利 要 求 书1/1页CN 106996315 AORC膨胀机驱动发电机及液体泵节能机组技术领域[0001]本发明涉及一种有机朗肯循环(OrganicRankinCycle，ORC)系统，尤其是一种ORC 膨胀机驱动发电机及液体泵节能机组。
ORC循环螺杆膨胀发电系统ORC循环螺杆膨胀发电系统引言：对于螺杆膨胀机而言，废热、余热热源可分两类：带压蒸汽，无压热源。
对于大多数的热源，利用有机朗肯循环，可以把温度变为压力，从而转化为动力输出，这时使用ORC 型螺杆膨胀机。
在热源为带一定压力的水蒸汽时，可以使用蒸汽螺杆膨胀机加有机朗肯循环动力机。
余热及废热背景知识石油、化工、采油行业：在工艺过程中伴随有大量的水蒸气，也产生大量的热水，这些废弃、排放掉的热源都可以利用螺杆膨胀机来回收发电。
80℃以上的热水均可以考虑余热发电。
治金和钢铁企业：在加热炉冷却套均有热水、热蒸汽生产，这些热源要么冷却、要么排放掉。
对于低压水蒸汽，可以使用背压式汽轮机或德耐尔蒸汽螺杆膨胀机发电，随后产生的背压蒸汽，再进入O RC 螺杆膨胀发电站发电。
串联使用后的水蒸汽变为热水，发电效率高于传统的凝汽式汽轮机。
相应地，一吨蒸汽采用凝汽式汽轮机技术可以多发13kW 电力；一吨蒸汽采用背压式汽轮机加O RC 螺杆膨胀机串联发电技术可以多发53kW 电力。
电力企业：尤其热电联产企业，有许多蒸汽减温、减压节流过程和排放的过程〔如连排水排放〕，可以用德耐尔蒸汽螺杆膨胀机或德耐尔有机朗肯循环动力机来托动负载或者发电。
地热发电和太阳能发电方面：螺杆膨胀机提供了一种非常好的能量转换途径，把热量转化为动力，不再局限于太阳能电池。
其他的行业：包括建材水泥、造纸、印染、纺织、糖业、食品、酒业、药厂等等领域，螺杆膨胀机都具有非常好的应用前景。
柴油机的余热：柴油机的燃料热源，大约35-45% 转变为轴功，10-22% 被冷却水带走，25-40% 被废气带走，4-7% 被润滑油带走。
对于螺杆膨胀机而言，废热、余热热源可分两类：带压蒸汽，无压热源。
对于大多数的热源，利用有机朗肯循环，可以把温度变为压力，从而转化为动力输出，这时使用O RC 型螺杆膨胀机。
在热源为带一定压力的水蒸汽时，可以使用蒸汽螺杆膨胀机加有机朗肯循环动力机。
浅谈ORC螺杆膨胀机在油田地热发电的应用在油田开发中，存在很多“报废油气井”、“干井”或“热水井”，如果对这些井采取一定的措施，完全可以利用其开采地热，变成“地热井”或“油—热—电”联产井。
此外，油田的回灌系统已经在开采油气的过程中建成并运行，不需要另行建设，也为地热开发创造了条件。
如何利用ORC螺杆膨胀机在油田进行地热发电，是本文探讨的重点。
二、油田地热现状目前，油田可用热源主要有“老油井伴生热水”和“地热井”两种，井口温度从85℃-90℃不等，工艺流程要求回水温度在70℃，只能利用有机朗肯循环（ORC）配合螺杆膨胀机才能发挥最大效益。
三、有机朗肯循环3.1原理有机朗肯循环（Organic Rankine Cycle，简称ORC）是以低沸点有机物为工质的朗肯循环，主要由换热器、动力机、冷凝器和工质泵四大部套组成。
在这种发电系统中，采用两种流体：一种是采用地热流体作热源，它在蒸汽发生器中冷却后同层回注；另一种是采用低沸点工质流体作为一种工作介质，种工质在蒸汽发生器内由于吸收了地热水放出的热量而汽化，产生的低沸点工质蒸汽送入动力机带动发电机组发电。
做完功后的蒸汽在冷凝器中冷凝成液体，然后经循环泵打回蒸汽发生器再循环工作。
3.2应用案例1977年，西藏羊八井地热电站利用一台改装过的汽轮配合重力离心式汽水分离器、淋水盘型混合式凝汽器进行发电。
该机组采用单级扩容循环，由于这台主要是承担试验任务，系统较为简单，目前，该试验机组已经停运。
3.3特点热源要求：70℃≤温度≤160℃，压力≥0.1MPa的饱和水或蒸汽；优点：系统运行稳定、发电效率较高；对资源品质要求低；发电量可灵活调整，热源气体不直接与汽轮机叶轮接触，100%回灌，最大程度保持产出。
缺点：投资较大；循环系统密封要求高，运行成本高，易发生环保事故；换热器结垢，保养成本较高；单机容量较小；适用于适应化学成分比较复杂的热源。
四、双螺杆膨胀机4.1原理螺杆膨胀机是一种容积式发动机，工作原理是利用阴、阳螺杆槽道中热流体体积的膨胀作用，推动阴、阳螺杆向相反方向旋转，实现热能转换成机械能的作功。
引言概述：螺杆膨胀发电机作为一种新型的热能转换技术，具有高效率、低排放、可持续发展等优势，近年来备受关注。
该文将深入浅出地对螺杆膨胀发电机进行分析，探讨其工作原理、性能特点、应用前景等方面，并对其在能源领域的作用进行评价。
正文内容：1. 工作原理1.1 温差效应螺杆膨胀发电机基于温差效应工作，通过利用不同温度之间的热扩散现象来转化热能为电能。
当高温区域和低温区域之间存在一定温差时，螺杆膨胀发电机利用热膨胀和收缩的特性，将热能转化为机械能，最终转化为电能。
1.2 工作流程螺杆膨胀发电机的工作流程主要包括：高温区域加热螺杆，使其膨胀；与低温区域连接的发电装置受到膨胀力的作用而运动；运动过程中，螺杆继续受热，在机械过程中释放出热量；机械能通过发电装置转化为电能。
2. 性能特点2.1 高效率螺杆膨胀发电机采用了高效热交换器和优化设计的元件，使其能够更充分地利用温差效应来转化热能，从而提高能源利用效率。
2.2 低排放相比传统燃煤发电等方式，螺杆膨胀发电机在发电过程中没有燃烧产生的废气和废水排放，因此具有较低的环境污染。
2.3 可持续发展螺杆膨胀发电机利用了可再生能源，如太阳能、地热能等，这些能源具备可持续发展的特点，因此螺杆膨胀发电机被视为未来能源的重要发展方向。
2.4 灵活性螺杆膨胀发电机不仅可以利用太阳能、地热能等自然能源，还可以利用工业余热、排放热等废热资源。
这种灵活性使得螺杆膨胀发电机在不同场景下都能发挥作用。
2.5 维护成本低由于螺杆膨胀发电机具有简单的结构、少量易腐蚀易受损的零部件，其维护成本较低。
此外，长寿命的设计也减少了设备更换的频率，进一步降低了维护成本。
3. 应用前景3.1 家庭和商业领域螺杆膨胀发电机可以用于家庭和商业建筑的热水供应、空调制冷等领域。
通过利用建筑物内外部的温差来发电，可以为建筑物提供稳定可靠的电能供应。
3.2 工业和能源行业螺杆膨胀发电机也适用于工业和能源行业。
在工业生产中，废热可以转化为电能，提高能源的利用效率；在能源行业，通过利用可再生能源，如太阳能、地热能，螺杆膨胀发电机可为可再生能源的开发和利用提供新的解决方案。
螺杆膨胀动力机发电机组本系统的发电机组由螺杆膨胀动力机配以相应大小的发电机构成。
螺杆膨胀动力机基本构造由一对螺杆转子和机壳组成。
流体在螺杆齿槽中降压膨胀做功, 推动螺杆转动, 实现能量转换。
选用该机主要原因是螺杆膨胀动力机相对常规蒸汽推动的汽轮机而言，具有鲜明的技术特点：1）适用范围广。
可用多种热源工质作为动力源, 既适用于过热蒸汽、饱和蒸汽、汽液两相混合物, 也适用于非蒸汽热源,如: 烟道气、废气、含污热液、热水等。
2）属容积式膨胀机,结构简单,转速可调,运转平稳,除轴承密封外,无其它磨损部件,机组寿命长,振动小,噪音低,安全可靠性高。
机内流速低,除泄漏损失外, 其它能量损失很少, 机组效率较高。
3）负荷变化适应能力强。
和汽轮机不同，螺杆膨胀动力机对工质参数及负荷变化不敏感，即在热源参数、功率及热负荷较大范围变化情况下, 能保持较高运行效率。
4）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。
采用微机电液调速保安装置, 机组起动及带负荷操作简单, 可实现全自动无人值守。
5）具有自除垢能力, 因为螺杆与螺杆、螺杆与机壳的相对运动能限制污垢的生长, 具有自清洁功能,所以对工质品质没有特别要求, 能够较好地适应进口工质参数的变化或波动。
未能除去的剩余污垢起到减少间隙作用,减少泄漏损失,提高机组效率。
经设计计算，螺杆膨胀动力机的进排汽参数如下：进汽压力13bar进汽温度55 C排汽压力8.5265bar排汽温度38 C。
选用的螺杆膨胀动力机主要技术参数如下：a）机型：SPEG408 550/2200-1.35-SSb）发电功率：550kWc）转速：2200rpmd）长径比：1.35e）外形尺寸：2100X 1500X 1500mm（占地面积约5平方米）f）重量：4500kgg）型式：特种型，高品质部件、远程/现场自动控制螺杆膨胀动力机发电机组主要由螺杆膨胀动力机本体、发电机及电气控制系统、冷却系统、润滑及液压系统、调速及控制系统。
