五洋赛德螺杆膨胀机(螺杆膨胀机的发展和应用)
来源:    发布时间: 2015-05-29 08:37   619 次浏览   大小:  16px  14px  12px


随着工业快速发展,能源与环境问题日益受到关注,节能问题越来越受到社会各界的重视,各种节能新技术、新设备从各个技术门类中纷呈涌现出来螺杆膨胀机就是一种新型能量转换机,它是根据螺杆压缩机压缩原理的逆原理制成的。虽然发展历史不长,但已

随着工业快速发展,能源与环境问题日益受到关注,节能问题越来越受到社会各界的重视,各种节能新技术、新设备从各个技术门类中纷呈涌现出来螺杆膨胀机就是一种新型能量转换机,它是根据螺杆压缩机压缩原理的逆原理制成的。虽然发展历史不长,但已被广泛用于石油和石油化工部门的气体加工工业、蒸汽与各种气体的减压工程、能量回收工程、发电工程等实际应用场合。
对于螺杆膨胀动力机的研究最早始于1952年。20世纪70,80年代期间,美国水热电力公司开发了螺杆膨胀机发电组,其最大效率可达68%[1]
1983年,日本学者将螺杆膨胀机的研究引向对机内过程的实验研究和理论分析相结合的阶段[2]
我国对螺杆膨胀机的研究始于20世纪80年代,天津大学开展了螺杆膨胀机全流系统的研究,并取得了阶段性成果
本文通过介绍螺杆膨胀机的工作原理、性能特点、
关键技术及应用前景,分析其经济和环保效益。采用螺杆膨胀机余热回收系统对我国的能源利用提出了一种新的解决方法,在工程应用上具有重要意义

1、螺杆膨胀机的工作原理
螺杆膨胀机是一种按容积变化原理工作的双轴回转式螺杆机械。它没有活塞式机械那样的气阀、活塞等滑动部件,因而可进行高速运转,气流速度比普通容积式机械大得多。它不但具有螺杆压缩机的转速高、工艺性良好和无磨损、无不平衡的质量力等特点,而且可应用现有的螺杆压缩机的生产技术来进行生产螺杆膨胀机的结构与螺杆压缩机基本相同,主要由一对螺杆转子、缸体、轴承、同步齿轮、密封组件以及联轴节等极少的零件组成,结构简单,其气缸呈两圆相交的“∞”字形,两根按一定传动比反向旋转相互啮合的螺旋形阴、阳转子平行地置于气缸中。
螺杆膨胀机的工作周期是由齿间容积中的吸气、膨胀和排气三个过程组成的。吸气过程中,工作介质直接从纵向或轴向进入机内螺杆齿槽A(见图
1),吸入终了时,吸气口关闭,这时齿间容积就形成了一个由转子和机壳共同围成的密闭空间,吸入的介质在此空间膨胀并产生一个转矩。齿槽A随介质的膨胀向排气端移动到B、C、D,当啮合点到达排气端,膨胀过程结束,这时螺杆齿间容积最大。当膨胀过程结束的同时,吸气端的又一个啮合开始,新的啮合点又开始向排气端移动,介质最后从齿槽E排出。随着转子的转动,不断循环重复,实现气体的吸气、膨胀、排气三个连续不断的过程。这就是螺杆膨胀机的工作原理。从膨胀始点到终点,随着膨胀过程的进行,其压力、温度和焓值下降,比容和熵值增加,气体内能转换为机械能对外做功。

2、螺杆膨胀机的性能特点
从技术实用性及设备运行方面分析比较,采用螺杆膨胀机驱动发电技术特点鲜明、并有同类型汽轮机发电不可比拟的优越性。与汽轮机相比,螺杆膨胀机的特点为:
(1)螺杆膨胀机除适用于过热蒸汽外,也适用于汽液两相、热水和饱和蒸汽。
(2)螺杆膨胀机结构简单,主要部件仅两根螺杆和外壳,安装维修容易。
(3)螺杆膨胀机除轴承、密封外,无其他磨损件,螺杆转速不高,机组寿命长,维修费用低,安全可靠性高。
(4)螺杆膨胀机允许单机和并网运行,扭矩大,能直接拖动风机、水泵或压缩机,当带动发电机发电时能承受较大的冲击负荷。
(5)螺杆膨胀机对于工业锅炉蒸汽或工厂热水品质要求不高,因为螺杆与螺杆、螺杆与机壳的相对运行是具有除垢自洁能力的,而未能除去的剩余污垢可起到减少间隙的作用,减少了泄漏损失,提高了机组效率。
(6)螺杆膨胀机是小型汽轮机的替代产品,可广泛用于工业余热余压动力回收及作为地热、太阳能等新能源动力机。
(7)螺杆膨胀机采用新型微机调速控制装置,机组启动及带负荷操作很简单,正常运行可以实现全自动无人管理。

 
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