一、 技術原理

螺桿膨脹機組發電系統主要是通過螺桿膨脹機回收余熱蒸汽、熱水、熱液及煙氣余熱拖動發電機發電的余熱余能利用技術。按照低熱值熱源是否直接驅動螺桿膨脹機做功，可以將螺桿膨脹機組發電系統分為常規循環系統與有機朗肯循環系統。

1、常規循環系統

常規循環系統又稱單循環系統，是將含熱流體直接引入螺桿膨脹機機組，由其推動主機膨脹作功，該類型系統較為簡單，適用于高溫高壓流體的能量回收。受膨脹能力限制，直接驅動螺桿膨脹動力機的熱源應用范圍為低于300℃的0.15~3.0MPa的蒸汽或壓力0.8MPa以上、高于170℃的熱水等。

2、有機朗肯循環系統

有機朗肯循環系統又稱雙循環系統，是將工質與含熱流體進行熱交換之后，將氣態的工質引入螺桿膨脹機主機，推動主機膨脹做功。對小于的0.1MPa的蒸汽或壓力0.8MPa以下、高于85℃的熱水可以采用二次循環有機工質螺桿膨脹機系統進行余熱回收。而對200℃以上的煙氣可采用配余熱鍋爐的螺桿膨脹機組進行余熱回收。

在工程應用中，有機朗肯循環螺桿膨脹發電站系統通過工質泵將低壓液態有機工質增壓，利用蒸發器吸收工質熱量轉變為高溫高壓蒸氣，高溫高壓蒸氣再推動螺桿膨脹機做功，產生能量輸出，膨脹機出口的低壓蒸氣進入冷凝器，向低溫熱源放熱并冷凝為液態，如此往復循環。

二、技術特點

螺桿膨脹機作為螺桿膨脹機組發電系統的主要設備，主要零部件較少，運行維護費用很低，運行時無需盤車、暖機，且不會飛車，可以直接沖轉啟動，操作簡單，可實現無人職守，很適合工礦企業使用。不僅如此，螺桿膨脹機還適用于高鹽份的強堿流體，機體本身能除垢自潔，因而對余熱流體品質要求不高，進一步擴大了應用范圍。

相比于汽輪機只能適用于蒸汽流量和參數相對穩定的過熱蒸汽、干凈蒸汽等熱源，螺桿膨脹機組發電系統適用于過熱蒸汽、飽和蒸汽、汽液兩相混合物、煙氣、含污熱水、熱液體等不同種類的工業余熱，當余熱熱源參數(壓力、流量等)變化明顯時，機組效率仍能保持相對穩定。實際應用中，螺桿膨脹機組發電系統一般用于300℃以下的熱源，余熱規模較小的場合。當熱源溫度在200℃左右時，其熱功轉化效率(系統對外輸出機械能與低溫熱源所含熱能的比例)可達15%左右，如果品質更低一點，熱功轉化效率可達8%~13%.

目前，螺桿膨脹機發電系統憑借不挑食、不復雜、占地少、施工量小、性價比高等技術優勢，獲得了一定的市場空間，大量應用于石油、化工、冶金、鋼鐵、水泥、造紙、印染等領域。雖然利用螺桿膨脹機組回收余熱發電擁有廣闊的市場空間，但實際發展情況并不樂觀。究其原因主要是受膨脹能力限制，單機功率一般不高，用戶無法綜合衡量節能效果。此外，行業準入技術門檻不高，行業企業競爭激烈，沒有統一發展規劃和標準等因素也對其發展造成了一定影響。

為實現國家節能減排的長遠規劃，螺桿膨脹機余熱余能利用技術通過找準市場定位，建立規范的行業秩序，制定統一的標準等措施，能夠成為繼微型燃氣發電系統、往復式內燃機發電系統之后的又一種重要的余熱余能利用方式。

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