螺杆膨胀动力机在冶炼厂的应用技术

5应用实例及效益分析

福建上杭紫金山铜矿是我院承接的集采矿、选矿、湿法冶金与一体的综合性工程，其电积工段需用低压饱和蒸汽间接加热电解液，表3是紫金山铜矿生产用蒸汽参数及消耗量。

表3                       生产用蒸汽参数及消耗量

经设计计算，选1.27MPa、6.0t/h燃煤链条炉排锅炉三台，燃用二类无烟煤。锅炉按额定压力运行，管网蒸汽压力损失控制在0.2MPa范围内，为此低压蒸汽有近0.9MPa的差压能量可回收利用。因锅炉房及电积工段无可匹配的动力设备，故采用螺杆膨胀动力机回收的能量用于发电的工艺路线，实现低压蒸汽热电联产，是唯一可行的方案。

螺杆膨胀发电机组设计参数：

进汽压力P₁=1.37MPa(A)       排汽压力P₂=0.5MPa(A)       蒸汽流量Q=12000kg/h

进蒸汽焓h₀=2790kj/kg         排蒸汽焓h_ct=2600kj/kg        机组内效率η_i=0.65

机组机械效率η_m=0.95         蒸汽总量Q_m=84000t/a

螺杆膨胀动力机轴输出功率为： 

 N=Qη_iη_m ( h₀-h_ct)/(4.186×860)

     =12000×0.65×0.96(2790-2600)/ (4.186×860)

     =391kW

螺杆膨胀发电机组技术参数：

     N=400kW      V=400V      f=50Hz     n=3000rpm

螺杆膨胀发电机组年发电量：  

   M = Q_mη_iη_m ( h₀-h_ct)/(4.186×860)

=84000×10³×0.65×0.96(2790-2600)/ (4.186×860)

     =2737000kW.h

工艺流程：

锅炉产生的1.27MPa饱和蒸汽，通过蒸汽母管至前置汽水分离器，干蒸汽出分离器经主蒸汽调节阀直接进入螺杆膨胀动力机，膨胀做功后的0.4MPa背压湿蒸汽出螺杆膨胀动力机即进入后置汽水分离器，将汽水分离，干蒸汽至分汽缸，冷凝水则至回收装置回收。为确保工艺流程可靠，在螺杆膨胀动力机进出口处设有旁通减压装置，作为备用蒸汽的通道，详细流程见图3。