信然蒸汽综合利用发电项目利用公司现有蒸汽的余热，驱动蒸汽型螺杆膨胀发电机和 ORC 螺杆膨胀发电站进行发电，是一个利用热功转换通过废弃余热回收进行发电的节能工程项目。实施该项目完全符合国家的节能减排政策，对企业来说是非常必要和紧迫的，也是企业落实国家节能减排目标和任务的具体措施。天津某钢铁有限有限公司现有直接对外排放蒸汽，流量 24T/h左右，蒸汽压力0.44Mpa（表压），温度 155℃，大量的余热资源没有得到利用，造成了很大的浪费。

项目条件

2.1 场地要求：本工程为余热发电工程，在场地建设上有一定的局限性，考虑以充分利用高度空间，采用集中布置方式。

2.2 蒸汽型螺杆膨胀发电站需要加棚，有必须的防雨设施。

2.3 蒸汽进出管需要在厂方协助下改装。

2.4 动力风和补水需要有厂方协助连接。

2.5 电源要求：螺杆膨胀发电站：交流电源 AC380V，3 相，50HZ；根据拟建蒸汽余热发电工程的具体情况，为确保新建工程生产运行及管理的合理、顺畅，新建机组发电线路经接入用户低压配电室。在买方的配电室内直接并网，从而实现余热发电工程与系统并网运行。

2.6 气源要求:设备上装有气动旁通阀,需厂内有压缩空气提供，压力 0.8MPa（g），品质为干燥、洁净。

2.7 水源要求:螺杆膨胀发电站补水 18t/h。

3 工程布置和选型

3.1 总图运输

3.1.1 平面布置原则a)布置紧凑，工艺流程顺畅；b)尽量利用现有设施，节省投资；c)符合防火、安全、卫生要求；d)满足厂内外交通运输需求。

3.1.2 平面布置方案螺杆膨胀发电站单台机组要求设备四周有 1 米以上的空间，以靠近蒸汽放散点为好。

3.1.3 竖向布置及土石方工程量本工程在原生产厂区内布置，标高与现有场地的标高一致，没有土石方工程量。

3.1.4 绿化本工程建设不会破坏原厂区的整体绿化，绿化质量可保持原有水平。3.1.5 工厂运输

3.1.5.1 本工程运输量本工程未新增运输量。因此不考虑新增运输设施。

3.2 装机方案及选型

3.2.1 螺杆膨胀发电站配置根据某余热资源情况和已有类似项目经验，信然螺杆膨胀发电站配置依据蒸汽压力和流量选定，此协议按照 0.55 MPa（a），24 t/h 选择蒸汽型螺杆膨胀发电站加 ORC 螺杆膨胀发电站方案。

3.2.2 装机方案此方案选用 2 台 XR450-95V-1-50 ORC 螺杆膨胀发电站,4 台 XR185-95V-1-50 ORC 螺杆膨胀发电站,2 台 XR469/150 蒸汽型螺杆膨胀发电站。3.3 工程布置按设计施工图进行安装。

其中机组安装数据如下：XR469/150 

外型尺寸：5000*3000*3900， 

运行重量：18 吨；XR450-95V-1-50 

外型尺寸：11600*7887*10750，

运行重量：97 吨。XR185-95V-1-50 

外型尺寸：11339*5985*8662 ，

运行重量：45 吨。

3.4 工程室外管线

蒸汽管道：外送蒸汽管道上接至蒸汽型螺杆膨胀发电站；补水管道：就近；凝结水管道：从ORC 螺杆膨胀发电站接至用户所需处；压缩空气管道：从厂区压缩空气管道接至快速关断阀进气口；管道敷设方式：蒸汽管道采用架空敷设，水管道采用地面敷设或架空敷设。

3.5 工艺系统改造在原有蒸汽管道安装自动阀门，一旦发生事故（发电机组停机等）自动开启自动阀门使蒸汽走原有管道，在紧急停机时发电机自动从电网中解列出来。对电网不产生影响。

3.6 冷却水系统XR450-95V-1-50 

螺杆膨胀发电站蒸发器需要补充冷却水 5/h，清水。XR185-95V-1-50 螺杆膨胀发电站蒸发器需要补充冷却水 2/h，清水。

3.7 润滑油冷却系统 信然ORC 型螺杆膨胀发电站润滑油冷却系统:润滑油合并在机组一起，不需水冷。

3.8 电气和工控系统3.8.1 发电机安全保护

（1）过负荷保护:当发电功率超过额定值时，会报警；当超过上限最大值时，则产生发电故障，发电机立马解列，系统进入待机状态、并等待复位；

（2）速断保护：当发电机侧出现短路现象，发电机保护断路器会立即跳闸，切断发电机与电网。

（3）过电压保护/（转速控制，不需要该保护）

（4）并网后欠电压保护/（转速控制，不需要该保护）

（5）并网后高频保护/（异步发电，不需要该保护）

（6）并网后低频保护/（异步发电，不需要该保护）

（7）逆功率保护：当系统发电功率呈现负值，并超过一定时间后，系统会自动解列；当负功率超过某一上限值时，系统会立马分闸。

（8）转速保护：当发电机转速超过设定的上限报警值时，系统会产生声光报警；当超过设定的停机值时，系统会立马产生发电故障，系统进入待机状态，等待复位。

3.8.2 接入系统根据拟建蒸汽余热发电工程（额定净发电量 2192kw）的具体情况，为确保新建工程生产运行及管理的合理、顺畅，新建机组发电线路，接入用户低压配电室。在买方的配电室内经低压接入柜并网，从而实现余热发电工程与系统并网运行。在不改变原有供电、运行方式的前提下，发电机发出的电将全部用于全厂低压负荷（400V）。

3.8.3 电气控制3.8.3.1 电气系统主要有发电机并网控制柜，工程范围包括以下几个方面：（1）工程的电器总接线; （2）工程用配电，工程用辅机控制；（3）热工自动化（4）防雷及接地设计；

3.8.3.2 电气专业设计范围发电机的控制与保护，低压配电系统、防雷接地、电气消防、通讯等。

3.8.4 电气

3.8.4.1 用电设备的配电1) 发电机出线电压：AC380V；2) 低压配电电源：AC380V；

3.8.4.2 机组用电（1）机组配电系统螺杆膨胀发电机组自用电设备的电压等级均为 380V，低压配电室引入，作为机组的启动电源。（2）机组发电系统螺杆膨胀发电机组的发电，通过机组并网柜，输出至 380V 内部电网。

3.8.4.3 用电设备的控制及启动根据本工程的运行特点，采用就地控制方式。(1) 控制室集中控制整个余热工程从螺杆膨胀发电机系统、快速切断阀均集中在控制室操作、监控管理。当控制室控制时，原地优先。可分“远程”、“就地”二种控制方式，该方式可以在机旁PLC 控制柜上用统一钥匙按钮进行选择。(2) 电动机的启动小型低压笼型电动机采用全压直接启动；XR450-95V-1-50 螺杆膨胀机采用软启动：工质泵的控制方式为变频控制。