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信然蒸汽綜合利用發(fā)電項(xiàng)目利用公司現(xiàn)有蒸汽的余熱，驅(qū)動(dòng)蒸汽型螺桿膨脹發(fā)電機(jī)和 ORC 螺桿膨脹發(fā)電站進(jìn)行發(fā)電，是一個(gè)利用熱功轉(zhuǎn)換通過(guò)廢棄余熱回收進(jìn)行發(fā)電的節(jié)能工程項(xiàng)目。實(shí)施該項(xiàng)目完全符合國(guó)家的節(jié)能減排政策，對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)是非常必要和緊迫的，也是企業(yè)落實(shí)國(guó)家節(jié)能減排目標(biāo)和任務(wù)的具體措施。天津某鋼鐵有限有限公司現(xiàn)有直接對(duì)外排放蒸汽，流量 24T/h左右，蒸汽壓力0.44Mpa（表壓），溫度 155℃，大量的余熱資源沒(méi)有得到利用，造成了很大的浪費(fèi)。

項(xiàng)目條件

2.1 場(chǎng)地要求：本工程為余熱發(fā)電工程，在場(chǎng)地建設(shè)上有一定的局限性，考慮以充分利用高度空間，采用集中布置方式。

2.2 蒸汽型螺桿膨脹發(fā)電站需要加棚，有必須的防雨設(shè)施。

2.3 蒸汽進(jìn)出管需要在廠(chǎng)方協(xié)助下改裝。

2.4 動(dòng)力風(fēng)和補(bǔ)水需要有廠(chǎng)方協(xié)助連接。

2.5 電源要求：螺桿膨脹發(fā)電站：交流電源 AC380V，3 相，50HZ；根據(jù)擬建蒸汽余熱發(fā)電工程的具體情況，為確保新建工程生產(chǎn)運(yùn)行及管理的合理、順暢，新建機(jī)組發(fā)電線(xiàn)路經(jīng)接入用戶(hù)低壓配電室。在買(mǎi)方的配電室內(nèi)直接并網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)余熱發(fā)電工程與系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行。

2.6 氣源要求:設(shè)備上裝有氣動(dòng)旁通閥,需廠(chǎng)內(nèi)有壓縮空氣提供，壓力 0.8MPa（g），品質(zhì)為干燥、潔凈。

2.7 水源要求:螺桿膨脹發(fā)電站補(bǔ)水 18t/h。

3 工程布置和選型

3.1 總圖運(yùn)輸

3.1.1 平面布置原則a)布置緊湊，工藝流程順暢；b)盡量利用現(xiàn)有設(shè)施，節(jié)省投資；c)符合防火、安全、衛(wèi)生要求；d)滿(mǎn)足廠(chǎng)內(nèi)外交通運(yùn)輸需求。

3.1.2 平面布置方案螺桿膨脹發(fā)電站單臺(tái)機(jī)組要求設(shè)備四周有 1 米以上的空間，以靠近蒸汽放散點(diǎn)為好。

3.1.3 豎向布置及土石方工程量本工程在原生產(chǎn)廠(chǎng)區(qū)內(nèi)布置，標(biāo)高與現(xiàn)有場(chǎng)地的標(biāo)高一致，沒(méi)有土石方工程量。

3.1.4 綠化本工程建設(shè)不會(huì)破壞原廠(chǎng)區(qū)的整體綠化，綠化質(zhì)量可保持原有水平。3.1.5 工廠(chǎng)運(yùn)輸

3.1.5.1 本工程運(yùn)輸量本工程未新增運(yùn)輸量。因此不考慮新增運(yùn)輸設(shè)施。

3.2 裝機(jī)方案及選型

3.2.1 螺桿膨脹發(fā)電站配置根據(jù)某余熱資源情況和已有類(lèi)似項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，信然螺桿膨脹發(fā)電站配置依據(jù)蒸汽壓力和流量選定，此協(xié)議按照 0.55 MPa（a），24 t/h 選擇蒸汽型螺桿膨脹發(fā)電站加 ORC 螺桿膨脹發(fā)電站方案。

3.2.2 裝機(jī)方案此方案選用 2 臺(tái) XR450-95V-1-50 ORC 螺桿膨脹發(fā)電站,4 臺(tái) XR185-95V-1-50 ORC 螺桿膨脹發(fā)電站,2 臺(tái) XR469/150 蒸汽型螺桿膨脹發(fā)電站。3.3 工程布置按設(shè)計(jì)施工圖進(jìn)行安裝。

其中機(jī)組安裝數(shù)據(jù)如下：XR469/150 

外型尺寸：5000*3000*3900， 

運(yùn)行重量：18 噸；XR450-95V-1-50 

外型尺寸：11600*7887*10750，

運(yùn)行重量：97 噸。XR185-95V-1-50 

外型尺寸：11339*5985*8662 ，

運(yùn)行重量：45 噸。

3.4 工程室外管線(xiàn)

蒸汽管道：外送蒸汽管道上接至蒸汽型螺桿膨脹發(fā)電站；補(bǔ)水管道：就近；凝結(jié)水管道：從ORC 螺桿膨脹發(fā)電站接至用戶(hù)所需處；壓縮空氣管道：從廠(chǎng)區(qū)壓縮空氣管道接至快速關(guān)斷閥進(jìn)氣口；管道敷設(shè)方式：蒸汽管道采用架空敷設(shè)，水管道采用地面敷設(shè)或架空敷設(shè)。

3.5 工藝系統(tǒng)改造在原有蒸汽管道安裝自動(dòng)閥門(mén)，一旦發(fā)生事故（發(fā)電機(jī)組停機(jī)等）自動(dòng)開(kāi)啟自動(dòng)閥門(mén)使蒸汽走原有管道，在緊急停機(jī)時(shí)發(fā)電機(jī)自動(dòng)從電網(wǎng)中解列出來(lái)。對(duì)電網(wǎng)不產(chǎn)生影響。

3.6 冷卻水系統(tǒng)XR450-95V-1-50 

螺桿膨脹發(fā)電站蒸發(fā)器需要補(bǔ)充冷卻水 5/h，清水。XR185-95V-1-50 螺桿膨脹發(fā)電站蒸發(fā)器需要補(bǔ)充冷卻水 2/h，清水。

3.7 潤(rùn)滑油冷卻系統(tǒng) 信然ORC 型螺桿膨脹發(fā)電站潤(rùn)滑油冷卻系統(tǒng):潤(rùn)滑油合并在機(jī)組一起，不需水冷。

3.8 電氣和工控系統(tǒng)3.8.1 發(fā)電機(jī)安全保護(hù)

（1）過(guò)負(fù)荷保護(hù):當(dāng)發(fā)電功率超過(guò)額定值時(shí)，會(huì)報(bào)警；當(dāng)超過(guò)上限最大值時(shí)，則產(chǎn)生發(fā)電故障，發(fā)電機(jī)立馬解列，系統(tǒng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)、并等待復(fù)位；

（2）速斷保護(hù)：當(dāng)發(fā)電機(jī)側(cè)出現(xiàn)短路現(xiàn)象，發(fā)電機(jī)保護(hù)斷路器會(huì)立即跳閘，切斷發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)。

（3）過(guò)電壓保護(hù)/（轉(zhuǎn)速控制，不需要該保護(hù)）

（4）并網(wǎng)后欠電壓保護(hù)/（轉(zhuǎn)速控制，不需要該保護(hù)）

（5）并網(wǎng)后高頻保護(hù)/（異步發(fā)電，不需要該保護(hù)）

（6）并網(wǎng)后低頻保護(hù)/（異步發(fā)電，不需要該保護(hù)）

（7）逆功率保護(hù)：當(dāng)系統(tǒng)發(fā)電功率呈現(xiàn)負(fù)值，并超過(guò)一定時(shí)間后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)解列；當(dāng)負(fù)功率超過(guò)某一上限值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)立馬分閘。

（8）轉(zhuǎn)速保護(hù)：當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速超過(guò)設(shè)定的上限報(bào)警值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生聲光報(bào)警；當(dāng)超過(guò)設(shè)定的停機(jī)值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)立馬產(chǎn)生發(fā)電故障，系統(tǒng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，等待復(fù)位。

3.8.2 接入系統(tǒng)根據(jù)擬建蒸汽余熱發(fā)電工程（額定凈發(fā)電量 2192kw）的具體情況，為確保新建工程生產(chǎn)運(yùn)行及管理的合理、順暢，新建機(jī)組發(fā)電線(xiàn)路，接入用戶(hù)低壓配電室。在買(mǎi)方的配電室內(nèi)經(jīng)低壓接入柜并網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)余熱發(fā)電工程與系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行。在不改變?cè)泄╇?、運(yùn)行方式的前提下，發(fā)電機(jī)發(fā)出的電將全部用于全廠(chǎng)低壓負(fù)荷（400V）。

3.8.3 電氣控制3.8.3.1 電氣系統(tǒng)主要有發(fā)電機(jī)并網(wǎng)控制柜，工程范圍包括以下幾個(gè)方面：（1）工程的電器總接線(xiàn); （2）工程用配電，工程用輔機(jī)控制；（3）熱工自動(dòng)化（4）防雷及接地設(shè)計(jì)；

3.8.3.2 電氣專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)范圍發(fā)電機(jī)的控制與保護(hù)，低壓配電系統(tǒng)、防雷接地、電氣消防、通訊等。

3.8.4 電氣

3.8.4.1 用電設(shè)備的配電1) 發(fā)電機(jī)出線(xiàn)電壓：AC380V；2) 低壓配電電源：AC380V；

3.8.4.2 機(jī)組用電（1）機(jī)組配電系統(tǒng)螺桿膨脹發(fā)電機(jī)組自用電設(shè)備的電壓等級(jí)均為 380V，低壓配電室引入，作為機(jī)組的啟動(dòng)電源。（2）機(jī)組發(fā)電系統(tǒng)螺桿膨脹發(fā)電機(jī)組的發(fā)電，通過(guò)機(jī)組并網(wǎng)柜，輸出至 380V 內(nèi)部電網(wǎng)。

3.8.4.3 用電設(shè)備的控制及啟動(dòng)根據(jù)本工程的運(yùn)行特點(diǎn)，采用就地控制方式。(1) 控制室集中控制整個(gè)余熱工程從螺桿膨脹發(fā)電機(jī)系統(tǒng)、快速切斷閥均集中在控制室操作、監(jiān)控管理。當(dāng)控制室控制時(shí)，原地優(yōu)先?？煞帧斑h(yuǎn)程”、“就地”二種控制方式，該方式可以在機(jī)旁PLC 控制柜上用統(tǒng)一鑰匙按鈕進(jìn)行選擇。(2) 電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)小型低壓籠型電動(dòng)機(jī)采用全壓直接啟動(dòng)；XR450-95V-1-50 螺桿膨脹機(jī)采用軟啟動(dòng)：工質(zhì)泵的控制方式為變頻控制。