湖北双环余热余压回收利用技术开发与运用项目
上海慕帆动力科技有限公司
一、项目案例基本信息
二、项目案例详细内容
1 项目案例简介
多级悬臂式高速透平产品（GMT），通过高度集成的设计理念和灵活的系统配置，为工业用户提供全流程能量回收与转化的支持。该产品灵活适用于石油化工、煤化工、固废危废处理、造纸、食品、医药等行业，针对气体减温减压器替代以及排空/冷凝蒸汽回收等多重场景，为用户实现能源高效梯级利用，实现经济效益最大化。
悬臂式高速透平技术以其高效、紧凑和灵活的特性，在多个工艺路线中实现了能量的深度挖掘与高效回收，助力客户向节能降耗和绿色低碳方向迈进，提升企业形象，支持国家“双碳”目标的实现。
可回收各行业生产中的低品位的工业尾气（CO2、N等）或蒸汽（过热蒸汽、饱和蒸汽），根据不同工艺需求，蒸汽型透平发电机组有背压式、纯凝式、抽凝式、抽背式、补气式等机型，有发电、驱动、汽电双驱等多应用方式。根据热源及工艺流程为用户灵活设计。
蒸汽型透平机组能利用的蒸汽压力从0.1MPa(a)～10MPa（a），单机额定功率20~12000kW。
2 主要创新点概述
1) 透平发电机组与减压器并联使用，在正常情况下，蒸汽经过余热余压发电机组，蒸汽减压器的节流减压阀关闭；在余压发电机组出现故障停机时，余压发电机组前的速关阀关闭，同时，蒸汽减压器的减压阀自动打开，全部蒸汽通过蒸汽减压器，不影响生产。
该机组在冲转、暖机、升速、并网、负荷调整全部自动完成，真正做到了一键启停、无人值守。
2) 发电机、联轴器、透平齿轮箱、底座（内含油箱）、隔振器撬装一体，集成度高，占地面积小，积木式安装模式（无需二次灌浆）现场安装方便，隔振器吸收动载荷、减少固体传噪，减少地基成本；可布置于单层简易厂房，可整体安装、拆卸，施工难度小。
3) 开机停机无需传统持续盘车或长时间预热启动。对于冷气冷水意外进入，不会引起轴、蜗壳、叶轮的变形。
4) 启停方便，冷态10分钟、热态1分钟内即可启动供电。
5) 运行操作简单，透平发电机集成布置，流程简单，自动化程度高，一键启停，无人值守。
6) 使用寿命：寿命30年，小修周期大于5年，大修周期大于10年。机组检修技术和设备要求低，无需专业队伍及场地设备要求，检修工期短。
7) 悬臂设计，单侧密封，漏气损失小，采用迷宫和碳环密封无需配套轴封抽汽系统。
8) 10000r/min以上的运行速度，相应叶轮直径、叶片高度小，悬臂安装，转动惯量小。而且是整体蜗壳，因此对于冷气冷水意外进入，不会引起轴、蜗壳、叶轮的变形。
9) 级组采用冲动式高效型线设计，焓降大，做功能力强，效率比传统结构提高5%以上。
10) 整体轮盘式设计，叶盘和叶片是整体锻件加工而成，叶片坚固、强度高、耐水蚀能力强。
11) 机组运转平稳，振动小，噪音低于85dB（A）。
3、技术实现路径及方法
蒸汽从入口端引至透平静叶，将压力能转换成动能，蒸汽离开静叶的速度约为200~400m/s。
蒸汽离开静叶后，冲击透平转子动叶，使透平膨胀做功，透平转子输出旋转机械能。透平转子经齿轮箱减速至发电机运行转速（3000或1500r/min），再由联轴器传递到发电机，由发电机转换为电能输出。
做完功后的蒸汽，可以进入凝汽器凝结或根据下游生产工艺的需要，进入下游的生产设备，提供热能。
蒸汽型透平发电机组的控制单元（PLC/DCS）通过控制蒸汽的流量控制阀，来调整透平转子的转速和进入生产工艺的蒸汽压力等参数，以满足生产工艺对蒸汽的要求。
4、应用情况及可推广前景简述
湖北双环余热余压回收利用技术开发与运用项目饱和蒸汽发电机组额定工况下每小时发电4340kW，年发电量为3480万kW·h，年产生经济效益2085.6万元（电价按0.6元/kW·h）。年减少碳排放1936.5万kg。
漳州奇美化工有限公司年产18万吨PC项目蒸汽透平系统项目2台机组额定工况下每小时发电5624kW，年发电量4499.2万kW·h，年产生经济效益2699.52万元（电价0.6元/kW·h）。年减少碳排放2505万kg。
佛山华兴玻璃项目机组额定工况下每小时发电700kW，年发电量560万kW·h，年产生经济效益336万元（电价0.6元/kW·h）。年减少碳排放311.8万kg。
福建长城华兴玻璃股份有限公司1#、2#和4#玻璃窑炉烟气余热回收发电系统工程项目机组额定工况下每小时发电930kW，年发电量744万kW·h，年产生经济效益446.4万元（电价0.6元/kW·h）。年减少碳排放414万kg。
河南心连心化学工业集团股份有限公司合成氨事业部 5XX 尿素蒸汽差压能利用项目机组额定工况下每小时发电1230kW，年发电量984万kW·h，年产生经济效益590.4万元（电价0.6元/kW·h）。年减少碳排放547.6万kg。
关中固体废物处置利用中心项目余热发电系统1x1500KW成套设备项目机组额定工况下每小时发电1250kW，年发电量1000万kW·h，年产生经济效益600万元（电价0.6元/kW·h）。年减少碳排放556.5万kg。
该产品可回收各行业生产中的低品位的工业尾气（CO2、N等）或蒸汽（过热蒸汽、饱和蒸汽），根据不同工艺需求，透平发电机组有背压式、纯凝式、抽凝式、抽背式、补气式等机型，有发电、驱动、汽电双驱等多应用方式。根据热源及工艺流程为用户灵活设计，适用于石油、化工、煤化工行业、铁行业、冶金行业及危废等行业。
5、经济效益及社会效益情况
经济效益：
该机组在额定工况下（进汽流量65t/h，进汽压力3.7MPa（g），进汽温度254℃；排汽压力0.5MPa（g），排汽温度152℃），每小时发电4340kW，年发电量为3480万kW·h，年产生经济效益2085.6万元（电价按0.6元/kW·h）。年减少碳排放1936.5万kg。
社会效益：
1）资源节约：该产品在使用过程中可以额外产生电力，因此可以节约大量用电。特别是在电力资源短缺的地区，这一特点尤为重要。
2）提高生产效率：该产品运行稳定可靠，能够满足生产需求，从而提高生产效率。此外，由于能耗降低，设备的维护成本也可能相应减少，进一步降低了生产成本。
3）推动产业升级：该产品的应用有助于推动相关产业的升级和转型。通过采用更加高效、环保的设备，可以促进整个产业链的可持续发展。
4）促进就业：随着多级悬臂式高速透平产品的普及和应用，可能会产生更多的就业机会，特别是在设备制造、安装、调试和维护等领域。
6、项目案例获专利及奖励情况：
漳州奇美化工有限公司年产18万吨PC项目蒸汽透平系统项目荣获热电产业绿色低碳科技创新一等奖及优秀服务商一等奖。
福建长城华兴玻璃股份有限公司1#、2#和4#玻璃窑炉烟气余热回收发电系统工程项目荣获热电产业绿色低碳科技创新三等奖。
申报单位内部评审结论意见：
本项目投产至今运行稳定，客户评价良好，创造了可观的经济价值和社会效益。多级悬臂式高速透平机组可回收各行业生产中的低品位的工业尾气或饱和蒸汽，技术成熟可靠，应用前景广阔，是值得推广创新型绿色低碳余热利用技术。
京公网安备 11011502004515号 
