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螺杆膨胀机余热余压回收技术及其在钢铁行业中的应用

材料写作网    时间: 2021-04-22 04:08:34     阅读:

摘 要:介绍螺杆膨胀机的工作原理、性能特点,分析其在钢铁行业的应用情况,认为采用螺杆膨胀机余热回收系统对我国钢铁企业节能降耗具有重要意义。

关键词:节能;余热余压回收;螺杆膨胀机;钢铁行业

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.18.001

1 钢铁企业能源及其利用状况

2015年中国钢铁工业总能耗4.6亿吨标准煤,占全国总能耗的16.3%。我国钢铁能源利用效率约为30%~50%,与国际先进水平相比我国吨钢可比能耗高出10%~20%。目前我国能源形势严峻的根本原因在于用能效率低下。

钢铁工业余热余压中品质较高且稳定的高温高压蒸汽、各种热值的煤气等回收利用可行性高,目前已得到较为充分的回收利用。品质略低的加热炉汽化冷却余热余压等具有回收利用可行性,到目前为止并没有得到完全的利用。这类余热余压的有效回收利用是钢铁工业节能降耗的重要途径。

2 螺杆膨胀机余热余压发电技术

近30年来,国内外研发了各种低品质能源回收技术,以实现对低参数、大容量、分散的各种能源进行回收,并在国内经济各领域中开始应用。其中螺杆蒸汽膨胀机[1]和ORC螺杆膨胀机[2]在近几年内逐步显示其技术的优越性。

2.1 发电原理及主要设备

(1)发电原理:螺杆膨胀机发电回收余热是以蒸汽和有机工质为热载体实现朗肯热力循环,将热能做功推动螺杆膨胀机,带动发电机发电。

(2)发电设备”螺杆膨胀机:它是一种根据容量变化原理工作的双轴回转式螺杆机械。主要由一对阴阳螺杆转子、缸体、轴承、同步齿轮、密封组件及联轴器等部件组成。其缸体呈两圆相交的'∞“型,两轴按一定的转动比反向旋转,互相啮合的螺旋阴阳转子平行地置于气缸中。做功介质(热载体)先进入机内螺杆齿槽,并推动螺杆转动。随着螺杆转动,齿槽加长容积扩大,介质降压降温膨胀做功,最后排出,功率从主轴阳螺杆输出,带动动力机或发电机发电。

2. 2 螺杆膨胀机余热发电系统

螺杆膨胀机发电系统按低品位热源是否直接驱动螺杆膨胀机做功,可分为常规循环系统与有机朗肯循环系统。常规循环系统是将含热流体直接引入螺杆膨胀机主机并推动主机膨胀做功。该类型系统较为简单,适用于高温高压流体的能量回收。受膨胀能力限制,热源应用范围为低于300℃的0.15~3.0MPa的蒸汽或压力0.8MPa以上、高于170℃的热水等。有机朗肯循环系统(ORC型)是低压液态有机工质经过工质泵增压后进入预热器、蒸发器吸收热量转...

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