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信然蒸汽綜合利用發(fā)電項目利用公司現(xiàn)有蒸汽的余熱，驅(qū)動蒸汽型螺桿膨脹發(fā)電機和 ORC 螺桿膨脹發(fā)電站進行發(fā)電，是一個利用熱功轉(zhuǎn)換通過廢棄余熱回收進行發(fā)電的節(jié)能工程項目。實施該項目完全符合國家的節(jié)能減排政策，對企業(yè)來說是非常必要和緊迫的，也是企業(yè)落實國家節(jié)能減排目標和任務(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℃，大量的余熱資源沒有得到利用，造成了很大的浪費。

項目條件

2.1 場地要求：本工程為余熱發(fā)電工程，在場地建設(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 蒸汽進出管需要在廠方協(xié)助下改裝。

2.4 動力風和補水需要有廠方協(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)運行及管理的合理、順暢，新建機組發(fā)電線路經(jīng)接入用戶低壓配電室。在買方的配電室內(nèi)直接并網(wǎng)，從而實現(xiàn)余熱發(fā)電工程與系統(tǒng)并網(wǎng)運行。

2.6 氣源要求:設(shè)備上裝有氣動旁通閥,需廠內(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)電站補水 18t/h。

3 工程布置和選型

3.1 總圖運輸

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)滿足廠內(nèi)外交通運輸需求。

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

3.1.3 豎向布置及土石方工程量本工程在原生產(chǎn)廠區(qū)內(nèi)布置，標高與現(xiàn)有場地的標高一致，沒有土石方工程量。

3.1.4 綠化本工程建設(shè)不會破壞原廠區(qū)的整體綠化，綠化質(zhì)量可保持原有水平。3.1.5 工廠運輸

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

3.2 裝機方案及選型

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似項目經(jīng)驗，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 裝機方案此方案選用 2 臺 XR450-95V-1-50 ORC 螺桿膨脹發(fā)電站,4 臺 XR185-95V-1-50 ORC 螺桿膨脹發(fā)電站,2 臺 XR469/150 蒸汽型螺桿膨脹發(fā)電站。3.3 工程布置按設(shè)計施工圖進行安裝。

其中機組安裝數(shù)據(jù)如下：XR469/150 

外型尺寸：5000*3000*3900， 

運行重量：18 噸；XR450-95V-1-50 

外型尺寸：11600*7887*10750，

運行重量：97 噸。XR185-95V-1-50 

外型尺寸：11339*5985*8662 ，

運行重量：45 噸。

3.4 工程室外管線

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)電站接至用戶所需處；壓縮空氣管道：從廠區(qū)壓縮空氣管道接至快速關(guān)斷閥進氣口；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閥門，一旦發(fā)生事故（發(fā)電機組停機等）自動開啟自動閥門使蒸汽走原有管道，在緊急停機時發(fā)電機自動從電網(wǎng)中解列出來。對電網(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)器需要補充冷卻水 2/h，清水。

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

3.8 電氣和工控系統(tǒng)3.8.1 發(fā)電機安全保護

（1）過負荷保護:當發(fā)電功率超過額定值時，會報警；當超過上限最大值時，則產(chǎn)生發(fā)電故障，發(fā)電機立馬解列，系統(tǒng)進入待機狀態(tài)、并等待復(fù)位；

（2）速斷保護：當發(fā)電機側(cè)出現(xiàn)短路現(xiàn)象，發(fā)電機保護斷路器會立即跳閘，切斷發(fā)電機與電網(wǎng)。

（3）過電壓保護/（轉(zhuǎn)速控制，不需要該保護）

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

（5）并網(wǎng)后高頻保護/（異步發(fā)電，不需要該保護）

（6）并網(wǎng)后低頻保護/（異步發(fā)電，不需要該保護）

（7）逆功率保護：當系統(tǒng)發(fā)電功率呈現(xiàn)負值，并超過一定時間后，系統(tǒng)會自動解列；當負功率超過某一上限值時，系統(tǒng)會立馬分閘。

（8）轉(zhuǎn)速保護：當發(fā)電機轉(zhuǎn)速超過設(shè)定的上限報警值時，系統(tǒng)會產(chǎn)生聲光報警；當超過設(shè)定的停機值時，系統(tǒng)會立馬產(chǎn)生發(fā)電故障，系統(tǒng)進入待機狀態(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)運行及管理的合理、順暢，新建機組發(fā)電線路，接入用戶低壓配電室。在買方的配電室內(nèi)經(jīng)低壓接入柜并網(wǎng)，從而實現(xiàn)余熱發(fā)電工程與系統(tǒng)并網(wǎng)運行。在不改變原有供電、運行方式的前提下，發(fā)電機發(fā)出的電將全部用于全廠低壓負荷（400V）。

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

3.8.3.2 電氣專業(yè)設(shè)計范圍發(fā)電機的控制與保護，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)電機出線電壓：AC380V；2) 低壓配電電源：AC380V；

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

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