（十二）超低温超低压饱和蒸汽高速透平发电技术

1.技术适用范围

适用于化工行业超低品位蒸汽、热水和烟气回收利用。

2.技术原理及工艺

基于朗肯循环理论，超低品位蒸汽通过透平机内部的动、静叶栅降压膨胀并把动能转化为转子的机械能，进而带动电机旋转发电，实现超低品位能量回收利用。叶栅设计无调节，针对饱和蒸汽机型，采用特殊的静叶承缸和级间疏水结构，消除凝结水对叶片的冲击。针对超低温低压的蒸汽利用，转子采用圆锥形设计以平衡轴向推力，转子轴端采用汽封加水封的形式以提高机组真空度。蒸汽透平系统流程如图所示。

蒸汽透平系统流程图

3.技术功能特性及指标

（1）采用级间疏水结构，饱和蒸汽中水分消除率≥95%；

（2）热量转化效率高，等熵膨胀效率可达87%。

4.应用案例

（1）项目基本情况：

技术提供单位为北京清云能源集团有限公司，应用单位为湖北三宁化工股份有限公司石宝山新材料分公司。改造前原系统装备2台螺杆膨胀发电机组回收利用副产蒸汽进行发电，发电效率低，主要耗能种类为副产蒸汽，全年发电量579.2万千瓦时。

（2）主要技术改造内容：

安装2台装机1500千瓦的超低温超低压饱和蒸汽高速透平机，替代原螺杆膨胀机，增设2台减速齿轮箱、2台发电机、润滑油站和水泵等辅机设备。2023年2月实施节能改造，实施周期7个月。

（3）节能降碳效果及投资回收期：

改造完成后，全年新增发电量1100.8万千瓦时，实现节能量3412.48吨标准煤/年，二氧化碳减排量9077.2吨/年。投资额为2500万元，投资回收期为4年。