杭协热电：绍兴上虞杭协热电有限公司蒸气差压式螺杆膨胀机发电项目

项目案例简介：

为有效利用当前的差压蒸汽热量，本项目通过基于螺杆膨胀发电的蒸汽压力能回收技术研究，设计采用蒸汽差压式螺杆膨胀发电机组来替换现有的调节阀，从而实现蒸汽压力能的回收。如图1所示，项目采用1300KW0.85/0.45MPa蒸汽压差发电螺杆膨胀机组，与现有系统对接紧密，既能保证现有系统高压除氧器和高加的加热需求，又能多发电、减少碳排放。

在螺杆膨胀机选型的基础上，对双螺杆膨胀机进行安装和试验。研究针对于不同入口蒸汽压力、蒸汽温度和蒸汽流量的工况下，不同因素与功率和发电量的关系，给出功率和发电量与这些因素的函数关系式。最后采用三种神经网络模型（线性回归模型、BP神经网络模型和卷积神经网络模型），对系统运行后的试验数据组进行训练和预测，建立了功率和发电量与入口蒸汽压力、蒸汽温度和蒸汽流量三种不同因素的耦合关系。最终筛选出最优的预测模型以对工程实践进行理论预测和仿真指导。

案例专题：2024年热电产业绿色低碳科技创新优秀案例汇编

选送单位：绍兴上虞杭协热电有限公司

项目名称和内容

项目名称：绍兴上虞杭协热电有限公司蒸气差压式螺杆膨胀机发电项目

项目主要科技内容：

基于螺杆膨胀发电的蒸汽压力能回收技术研究

设计采用蒸汽差压式螺杆膨胀发电机组。

改造总体目标

实现蒸汽压力能的回收，多发电、减少碳排放。

主要创新点概述

创新点一：采用余热余压利用螺杆膨胀发电技术，设计1套1300KW 0.85-/0.45MPa蒸汽压差发电螺杆膨胀机组，通过对项目厂区热力系统的研究优化，实现将热力系统中存在的余热余压浪费进行利用，螺杆膨胀发电设备的总体配置较为合理，机组效率较高，与现有系统对接紧密，既能保证现有系统高压除氧器和高加的加热需求，也实现蒸汽压差能的有效利用，在减少碳排放的同时实现较好的经济效益。

创新点二：采用热力系统、电气系统和热控系统综合优化技术，充分考虑该项目现有系统的运行情况，通过利用现有基础设施，匹配合适的螺杆膨胀机组，实现全系统节能的技术目标。

应用情况及可推广前景简述

（一）应用情况

目前公司已经完成了螺杆膨胀发电的蒸汽压力能回收技术研究，对原有管网进行了改造和新设备安装和调试。通过理论模型的指导，在实际设备运行时，尽可能的使生产过程中的工况满足最优工况，提高设备的效率。公司采用螺杆膨胀发电技术，充分利用来自于低压蒸汽母管的余热蒸汽，在发电的同时为热电厂配套的3台高加和1台高压除氧器提供加热蒸汽。在能够保证公司生产设备运行用气的前提下，增加额外的电力生产，提高了能源的利用率，为公司创收。本项目不用燃烧化石燃料就可以发电，能大量减少粉尘、CO2、SO2和NOx的排放，为提高余热余压资源的利用率开辟新途径。

（二）推广前景

国家“十四五”规划大力要求节能减排、能源梯级利用，提高能源利用率。 指导意见指出要引导工业企业开展清洁能源替代，降低单位产品碳排放，鼓励具备条件的企业率先形成低碳、零碳能源消费模式，对余热余压余气等综合利用发电减免交叉补贴和系统备用费。鼓励新兴重点用能领域以绿色能源为主满足用能需求并对余热余压余气等进行充分利用。螺杆膨胀发电技术将低压蒸汽能转化为高品质的电能，不受工艺及其他条件的限制，适应性广。机组流通量大，设备占地小、低成本（无需蒸汽去湿系统、过热装置或低温工质系统来回收发电，成本低于常规发电系统20%以上）、发电效率高、可集装箱式安装、运行可靠安全、能自洁除垢、运维成本低等特点使其收益高于其他发电系统。采用螺杆膨胀发电技术属于热电产业绿色低碳科技项目的范围，符合国家热电联产和提高热电综合效率的产业政策。

经济效益及社会效益情况

差压式螺杆膨胀发电机组的年总发电量预估为9.1×106kWh。通过对项目财务盈利能力、清偿能力和不确定性分析可知，在保证电价和运行小时的基础上，本工程经济效益是好的，结果如表1所示。经财务指标初步估算，本项目实施后每年平均可实现营业收入401万元（电价0.5元/kWh），利润总额345万元。绿电的生产能够减少煤炭的使用，年总减少CO2排放量9073t，具有一定的社会效益。能够降低污染，保护自然资源，促进可持续发展。

表1 差压式膨胀螺杆机投入产出分析表

项目案例获专利及奖励情况

软著：螺杆膨胀机效能监控与故障预警系统V1.0；压缩空气生产多台机组负荷分配协调控制系统V1.0

发明专利：一种空气压缩机用防振式辅助散热设备；压缩空气生产多台机组负荷分配协调控制系统及方法；

实用新型：一种用于空气压缩机组的冷罐；一种用于空气压缩机组的冷罐；

杭州热电集团有限公司优秀案例。

选送单位简介：

公司成立于2002年11月19日，位于杭州湾上虞经济技术开发区纬九路7号，公司主营热电生产与销售、压缩空气生产与销售，自成立以来，始终坚持“用户至上”的经营理念，坚持打造“保安全、保供应、优质服务”的“两保一优”企业服务品牌，坚持“坦诚以待职工，忠诚对待企业，真诚相待用户”的企业精神。公司被评为浙江省劳动关系和谐企业，绍兴市“五星双强”两新组织，绍兴市“三级联创”活动示范基层工会等荣誉称号。