关于采用螺杆膨胀机回收余热余压能源技术在钢铁工业应用的调研报告

关于采用螺杆膨胀机回收余热余压能源技术在钢铁工业应用的调研报告

天津市钢铁工业协会

2013-10-25

目录

一、新技术应用的背景 (1)

1.节能降耗，能源综合利用的意义 (1)

2.天津市市委、市政府、市经信委高度重视节能减排及余能回收利用工作 (3)

3.市钢协全力协助市经信委做好全市钢铁行业的节能降耗及该项技术的调研、论证及推广工作 (3)

二、螺杆膨胀机余热、余压发电技术研发及应用情况 (4)

1.螺杆膨胀机余热、余压发电技术的研发情况及研发制造厂家概况4 <1> 国内外该项技术的研发情况 (4)

<2> 国内研发及设备制造厂家情况 (5)

2.蒸汽螺杆膨胀机和ORC螺杆膨胀机余热余压能量回收发电厂家实例 (6)

<1> 江电蒸汽螺杆膨胀机余能发电的应用实例 (6)

<2> 浙江开山技术在天津天丰钢铁公司的应用……………………

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3.螺杆膨胀机余热发电技术的特点和优势 (16)

<1> 发电原理及主要设备……………………………………………

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<2> 技术特点…………………………………………………………

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<3> 适用领域及范围…………………………………………………

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4.其它低温低压余热回收技术 (19)

<1> 蒸汽透平膨胀机在等压余热余能回收领域的应用……………

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<2> 卡琳娜循环余热回收技术………………………………………

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三、结论和建议 (20)

关于采用螺杆膨胀机回收余热余压能源

技术在钢铁工业应用的调研报告

一、新技术应用的背景

1.节能降耗，能源综合利用的意义

能源是人类社会生存发展的重要资源，在地球形成及演变的漫长历史中，形成了大量化石能源（石油、煤炭、天然气等）和其他能源。纵观人类社会发展史，在进入工业化时代，消耗了大量的化石能源（即不可再生的能源）来支撑人类社会的文明与进步。随着人类社会的发展，有限而不可再生的化石能源，总会消耗殆尽，而太阳能、核能及由太阳能衍生的其它能源，由于技术手段的限制，还远远不能满足人类社会的需要。因此，节能及研发新能源，余能回收及研发新的能源回收技术对人类社会生存和发展的意义重大。

我国是能源消耗大国，又是个能源利用科学化潜力巨大的发展中大国。能耗总量高及单位经济产值能耗高，已经制约了我国经济发展和世界经济进步。因此节能降耗减排关系到我国对人类社会的发展和文明进步能做的贡献。在我国进行现代化的建设中，党和国家非常重视节能降耗减排等工作，尤其是国务院《节能减排“十二五”规划》中，将余热余压利用列为“节能中长期发展规划中的十大重点节能工程之一”。

目前我国工业各领域，存在着大量的低品质余热、余压资源（250℃以下，低压或常压）由于缺乏有效的技术手段而没有或没有充分利用，

既浪费能源又污染环境。特别是我国是世界第一钢铁生产大国，钢铁业又是能耗大户。2012年我国产钢7.16亿吨，占世界产钢总量的46.3%；消耗能源折合标煤4.7亿吨，占全国能耗总量的15%。钢铁业消耗了大量的一次能源（煤、石油、天然气）又产生了大量的二次能源，其中高品质（大容量，高参数）的二次能源可以用传统的发电技术及能量转换技术予以回收再利用，而大量的、分散的、总量巨大的低温余热、余压资源（约占二次能源的30%左右），还不能利用传统的技术回收和利用。

近30年来，国内外研发了各种低品质能源回收技术，并在国内经济各领域中开始应用，如蒸汽螺杆膨胀机能量转换技术；有机工质朗肯循环螺杆膨胀机（简称ORC螺杆膨胀机）能量转换技术；无机工质卡琳娜循环能量转换技术以及蒸汽透平膨胀机能量转换技术，以实现对低参数、大容量、分散的各种能源进行回收。其中螺杆蒸汽膨胀机和ORC螺杆膨胀机在国内，在本世纪初的近3-5年内逐步显示其技术在回收余压、余压低品质能源的优越性，主要用于回收地热、太阳能及冶金（钢铁）、化工、建材等行业的低压蒸汽余热，生物质燃烧转化为蒸汽及热水的能量，以及工业生产中产生>80℃的热水及热液的能量。

高于300℃，压力大于0.5MPa,且流量稳定、流量大的蒸汽为高品质热源，国内采用蒸汽轮机的发电技术发电已很成熟，这部分能源大多已回收。如在钢铁工业中采用CCPP技术，凝气式或背压式汽轮机发电技术，回收余压的TRT（BPRT及OPRT）技术等。低于上

述参数的天然热源，或一次能源利用后产生的二次能源，皆属于低品质能源。目前此部分热源回收以蒸汽螺杆膨胀机为主；温度在100-150℃的余热蒸汽，则以采用ORC螺杆膨胀机为主。与此同时新的能量回收技术及装置，如无机工质的卡林娜循环低温热能回收技术以及蒸汽透平膨胀机回收热能技术等，也开始研发及应用。上述能量回收技术发电将为今后的第三次工业革命（互联网、物联网、分佈式电站）的到来，提供了分佈式电站的供能手段（分佈式、小容量电站及动力机）。

2.天津市市委、市政府、市经信委高度重视节能减排及余能回收利用工作。

市委、市政府十分重视天津市的节能减排和能源的综合利用和回收工作。市何树山副市长在企业调研中非常重视我市钢铁行业的节能减排工作，肯定了天丰钢铁公司首次采用蒸汽螺杆膨胀机和ORC螺杆膨胀机二级梯度发电技术建设余热回收电站项目，并责承经信委委托钢协对该技术进行调研和该项目的技术论证工作，并做好该技术在我市应用的推广工作。目前上述各项工作正在进行中。

3.市钢协全力协助市经信委做好全市钢铁行业的节能降耗及该项技术的调研、论证及推广工作。

钢协罗凯声会长组织协会领导、专家及会员单位，组织落实上述工作。钢协受市经信委王景梁副主任委托，为落实7月1日何树山副市长对天丰钢铁公司《梯度利用蒸汽二级发电站调研》的指示，先后完成了7月19日“关于对天丰钢铁公司采用螺杆膨胀机发电技术的考