飽和蒸汽的余熱利用
節(jié)能減排是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。 在鋼鐵，化工，石油，冶金，輕工，建材，環(huán)保，紡織，造紙等工業(yè)企業(yè)中，有大量低品位能源——低壓飽和蒸汽。 本文系統(tǒng)地分析了低品位熱
節(jié)能減排是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。 在鋼鐵，化工，石油，冶金，輕工，建材，環(huán)保，紡織，造紙等工業(yè)企業(yè)中，有大量低品位能源——低壓飽和蒸汽。 本文系統(tǒng)地分析了低品位熱能的回收方法和關鍵技術，介紹了低壓飽和蒸汽高效整體變速箱汽輪機余熱發(fā)電的解決方案。
1. 低壓飽和蒸汽的來源和傳統(tǒng)的使用方式是低壓飽和蒸汽、低溫低壓、高濕度、長距離輸送中流動阻力損失大，以及高濕度對管道和設備的嚴重侵蝕，有效利用能源比較困難。
使用一個常規(guī)的低壓飽和蒸汽是：鍋爐給水作為熱源氧，低壓熱工廠網(wǎng)絡，直接向住宅供熱的加熱和變?yōu)橛稍偌訜嵩倮眠^熱蒸汽。
因傳統(tǒng)文化利用生活方式的局限性，大部分中小企業(yè)在沒有進行合理用途時大多可以選擇排空，既浪費大量的能源，又造成對社會環(huán)境的熱污染，是實現(xiàn)節(jié)能減排戰(zhàn)略發(fā)展急需解決的關鍵技術問題。
其次，使用低壓力的方法飽和蒸汽
2.1 螺桿膨脹動力機技術研究螺桿膨脹動力機在上一個世紀七十年代被美國企業(yè)率先開始研制，并成功地用于地熱汽水兩相流的熱能可以回收有效利用，機組輸出功率60KW，我國八五計劃將螺桿膨脹動力機技術發(fā)展列為教學重點攻關活動項目，1990年研制出一種實用樣機，同年公司通過我們國家對于建材工業(yè)局組織的驗收。目前，我國傳統(tǒng)制造的螺桿膨脹機單機功率工作范圍約50-800KW。
螺桿膨脹動力機作為一種新型的節(jié)能技術設備，為回收低品位能源提供了一種選擇。 優(yōu)點是蒸汽，液體和蒸汽混合物可以作為工作介質(zhì)；但當出口壓力降低，膨脹比增大時，結構實現(xiàn)難度較大，因此排放壓力較高，效率較低，不能最大限度地回收能源。
2.2高效整體齒輪箱式蒸汽透平余熱發(fā)電和驅動解決方案高效整體齒輪箱式飽和蒸汽透平可用于各種蒸汽減溫減壓和蒸汽凝結回收過程，回收傳統(tǒng)過熱蒸汽渦輪機不能利用的飽和蒸汽能量，特別是使用接近大氣壓力的低級飽和蒸汽(一般大于2巴) ，功率范圍為100-5000kw，回收的能量可用于發(fā)電或驅動水泵、風機和其他設備。
高效積分齒輪箱飽和蒸汽渦輪機，可廣泛應用于鋼鐵，冶金，石化，化學，生物質(zhì)，廢物，太陽熱等領域。
高效進行整體齒輪箱式飽和蒸汽透平，轉速高、尺寸小、適應飽和蒸汽/濕蒸汽，技術含量高，一直被歐美國家壟斷，國內(nèi)企業(yè)完全可以依賴進口，自主創(chuàng)新產(chǎn)品發(fā)展處于一個空白。
我公司與國內(nèi)知名企業(yè)為主導的渦輪機德國專家小組合作，引進德國先進的高速渦輪機技術和核心部件，提供飽和蒸汽汽輪機集成解決方案和產(chǎn)品的高效的整體齒輪箱來替換全部依賴進口。
1、高速發(fā)展飽和蒸汽透平系統(tǒng)原理
采用單級噴嘴/葉輪懸臂式結構，速度高，可獲得很高的氣流速度，實現(xiàn)大焓降；班組采用高效沖線設計，流量效率高，功能強。 噴嘴內(nèi)高壓蒸汽的膨脹和膨脹加速，在移動葉片通道中不加速偏轉，反應度為0，驅動葉輪做功。 葉輪前后無壓差，軸向推力小。
小水滴聚集在葉片的內(nèi)表面上，并逐漸變厚，通過流入排氣管的空氣從排氣邊緣拉出。 整體圓盤設計，采用耐沖蝕材料(x22crmov12，x5crnicu17-04，或鈦等) ，適用于含水工作液，葉輪耐用可靠。
2，高速熱飽和蒸汽渦輪適應性廣的特性，既為過熱蒸汽，也可以適用于飽和蒸汽。
每臺為用戶可以單獨進行設計，根據(jù)不同用戶熱源參數(shù)定制，運行管理效率高。結構比較簡單、緊湊，整機裝配出廠，安裝使用方便，占地面積小，節(jié)省廠區(qū)內(nèi)發(fā)展空間。
易于啟動和停止10分鐘的冷，熱供應可以在1分鐘內(nèi)開始。像傳統(tǒng)的蒸汽渦輪機并不需要很長的熱身。
維護一個簡單，正常工作運行10年內(nèi)無大修；機組檢修信息技術和設備管理要求低，無需專業(yè)人才隊伍及場地設備發(fā)展要求，檢修工期短。
機組運行平穩(wěn)，自動化程度高，振動小，噪聲低。
3、高速整體變速箱式高效汽輪機系列
如圖4所示，高速齒輪箱一體型蒸汽渦輪機效率的解決方案
1）飽和蒸汽進行減壓能量可以回收技術應用（背壓式）方案
銅有限公司在生產(chǎn)過程中，產(chǎn)生45噸/ h的流速，壓力3.8MPa（G）的飽和蒸汽，OE蒸汽過熱器熱力學系統(tǒng)消耗大量的燃料，以改善蒸汽的過熱度，并且僅傳統(tǒng)的多級渦輪機將過熱器加入約的能量的54％轉化為電能，添加到過熱器的熱的其余部分，所述蒸汽移動到渦輪后背壓，引起熱管網(wǎng)絡為0.6MPa豐富，僅1100 -1600kW實際發(fā)電。并行一個高速工程改造的飽和蒸汽渦輪機，而不爐過熱，沒有燃料消耗，飽和蒸汽被直接引入到高速飽和蒸汽渦輪機，背壓力0.6MPa仍對用戶可用的蒸汽出口進入網(wǎng)絡，使用原來的全過程中的壓力損失的技術力量，發(fā)電功率高達2567kW，這是14個月收回投資單位。
機組進行一年中國發(fā)電量= 2567kW × 7000h= 1796.9萬度電。
年發(fā)電成本節(jié)約=1796.9萬千瓦時×0.6元千瓦時=1078萬元
2)排汽低壓飽和蒸汽回收應用(冷凝式)
A化學有限公司具有0.3MPa的（g）中，熱回收蒸汽30噸210℃/小時。全回收低級熱的一部分，同時使用的飽和容量3500KW蒸汽渦輪發(fā)電機中回收冷凝液，熱回收蒸汽回收后完成的工作部分，排氣蒸汽，壓力10kpa（a）中，溫度46℃，進入蒸發(fā)式冷凝器，冷凝物再循環(huán)和再利用，所述單元的額定輸出功率3025kW。單位年發(fā)電量= 3025kW×7000H = 2117500000千瓦時。每年可節(jié)約能源購電成本= 21175000千瓦時×0.6元/度=12705000元。
5、業(yè)績舉例
蘇州吳江羅森化工技術有限責任公司進行蒸汽減壓能量回收拖動循環(huán)水泵
入口蒸汽參數(shù)0.9MPa.a / 399℃，4.5噸/小時的流速，
出口壓力蒸汽技術參數(shù)0.3 MPa.a，
拖動設備：循環(huán)水泵，功率250kw
1. 低壓飽和蒸汽的來源和傳統(tǒng)的使用方式是低壓飽和蒸汽、低溫低壓、高濕度、長距離輸送中流動阻力損失大，以及高濕度對管道和設備的嚴重侵蝕，有效利用能源比較困難。
使用一個常規(guī)的低壓飽和蒸汽是：鍋爐給水作為熱源氧，低壓熱工廠網(wǎng)絡，直接向住宅供熱的加熱和變?yōu)橛稍偌訜嵩倮眠^熱蒸汽。
因傳統(tǒng)文化利用生活方式的局限性，大部分中小企業(yè)在沒有進行合理用途時大多可以選擇排空，既浪費大量的能源，又造成對社會環(huán)境的熱污染，是實現(xiàn)節(jié)能減排戰(zhàn)略發(fā)展急需解決的關鍵技術問題。
其次，使用低壓力的方法飽和蒸汽
2.1 螺桿膨脹動力機技術研究螺桿膨脹動力機在上一個世紀七十年代被美國企業(yè)率先開始研制，并成功地用于地熱汽水兩相流的熱能可以回收有效利用，機組輸出功率60KW，我國八五計劃將螺桿膨脹動力機技術發(fā)展列為教學重點攻關活動項目，1990年研制出一種實用樣機，同年公司通過我們國家對于建材工業(yè)局組織的驗收。目前，我國傳統(tǒng)制造的螺桿膨脹機單機功率工作范圍約50-800KW。
螺桿膨脹動力機作為一種新型的節(jié)能技術設備，為回收低品位能源提供了一種選擇。 優(yōu)點是蒸汽，液體和蒸汽混合物可以作為工作介質(zhì)；但當出口壓力降低，膨脹比增大時，結構實現(xiàn)難度較大，因此排放壓力較高，效率較低，不能最大限度地回收能源。
2.2高效整體齒輪箱式蒸汽透平余熱發(fā)電和驅動解決方案高效整體齒輪箱式飽和蒸汽透平可用于各種蒸汽減溫減壓和蒸汽凝結回收過程，回收傳統(tǒng)過熱蒸汽渦輪機不能利用的飽和蒸汽能量，特別是使用接近大氣壓力的低級飽和蒸汽(一般大于2巴) ，功率范圍為100-5000kw，回收的能量可用于發(fā)電或驅動水泵、風機和其他設備。
高效積分齒輪箱飽和蒸汽渦輪機，可廣泛應用于鋼鐵，冶金，石化，化學，生物質(zhì)，廢物，太陽熱等領域。
高效進行整體齒輪箱式飽和蒸汽透平，轉速高、尺寸小、適應飽和蒸汽/濕蒸汽，技術含量高，一直被歐美國家壟斷，國內(nèi)企業(yè)完全可以依賴進口，自主創(chuàng)新產(chǎn)品發(fā)展處于一個空白。
我公司與國內(nèi)知名企業(yè)為主導的渦輪機德國專家小組合作，引進德國先進的高速渦輪機技術和核心部件，提供飽和蒸汽汽輪機集成解決方案和產(chǎn)品的高效的整體齒輪箱來替換全部依賴進口。
1、高速發(fā)展飽和蒸汽透平系統(tǒng)原理
采用單級噴嘴/葉輪懸臂式結構，速度高，可獲得很高的氣流速度，實現(xiàn)大焓降；班組采用高效沖線設計，流量效率高，功能強。 噴嘴內(nèi)高壓蒸汽的膨脹和膨脹加速，在移動葉片通道中不加速偏轉，反應度為0，驅動葉輪做功。 葉輪前后無壓差，軸向推力小。
小水滴聚集在葉片的內(nèi)表面上，并逐漸變厚，通過流入排氣管的空氣從排氣邊緣拉出。 整體圓盤設計，采用耐沖蝕材料(x22crmov12，x5crnicu17-04，或鈦等) ，適用于含水工作液，葉輪耐用可靠。
2，高速熱飽和蒸汽渦輪適應性廣的特性，既為過熱蒸汽，也可以適用于飽和蒸汽。
每臺為用戶可以單獨進行設計，根據(jù)不同用戶熱源參數(shù)定制，運行管理效率高。結構比較簡單、緊湊，整機裝配出廠，安裝使用方便，占地面積小，節(jié)省廠區(qū)內(nèi)發(fā)展空間。
易于啟動和停止10分鐘的冷，熱供應可以在1分鐘內(nèi)開始。像傳統(tǒng)的蒸汽渦輪機并不需要很長的熱身。
維護一個簡單，正常工作運行10年內(nèi)無大修；機組檢修信息技術和設備管理要求低，無需專業(yè)人才隊伍及場地設備發(fā)展要求，檢修工期短。
機組運行平穩(wěn)，自動化程度高，振動小，噪聲低。
3、高速整體變速箱式高效汽輪機系列
如圖4所示，高速齒輪箱一體型蒸汽渦輪機效率的解決方案
1）飽和蒸汽進行減壓能量可以回收技術應用（背壓式）方案
銅有限公司在生產(chǎn)過程中，產(chǎn)生45噸/ h的流速，壓力3.8MPa（G）的飽和蒸汽，OE蒸汽過熱器熱力學系統(tǒng)消耗大量的燃料，以改善蒸汽的過熱度，并且僅傳統(tǒng)的多級渦輪機將過熱器加入約的能量的54％轉化為電能，添加到過熱器的熱的其余部分，所述蒸汽移動到渦輪后背壓，引起熱管網(wǎng)絡為0.6MPa豐富，僅1100 -1600kW實際發(fā)電。并行一個高速工程改造的飽和蒸汽渦輪機，而不爐過熱，沒有燃料消耗，飽和蒸汽被直接引入到高速飽和蒸汽渦輪機，背壓力0.6MPa仍對用戶可用的蒸汽出口進入網(wǎng)絡，使用原來的全過程中的壓力損失的技術力量，發(fā)電功率高達2567kW，這是14個月收回投資單位。
機組進行一年中國發(fā)電量= 2567kW × 7000h= 1796.9萬度電。
年發(fā)電成本節(jié)約=1796.9萬千瓦時×0.6元千瓦時=1078萬元
2)排汽低壓飽和蒸汽回收應用(冷凝式)
A化學有限公司具有0.3MPa的（g）中，熱回收蒸汽30噸210℃/小時。全回收低級熱的一部分，同時使用的飽和容量3500KW蒸汽渦輪發(fā)電機中回收冷凝液，熱回收蒸汽回收后完成的工作部分，排氣蒸汽，壓力10kpa（a）中，溫度46℃，進入蒸發(fā)式冷凝器，冷凝物再循環(huán)和再利用，所述單元的額定輸出功率3025kW。單位年發(fā)電量= 3025kW×7000H = 2117500000千瓦時。每年可節(jié)約能源購電成本= 21175000千瓦時×0.6元/度=12705000元。
5、業(yè)績舉例
蘇州吳江羅森化工技術有限責任公司進行蒸汽減壓能量回收拖動循環(huán)水泵
入口蒸汽參數(shù)0.9MPa.a / 399℃，4.5噸/小時的流速，
出口壓力蒸汽技術參數(shù)0.3 MPa.a，
拖動設備：循環(huán)水泵，功率250kw