螺桿膨脹發(fā)電機(jī)基本構(gòu)造是由一對(duì)螺旋轉(zhuǎn)子和機(jī)殼組成的動(dòng)力機(jī)。流體進(jìn)入螺桿齒槽,壓力推動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng),齒槽容積增加,流體降壓膨脹作功,實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。具體的工作原理參見圖,蒸汽、熱液或汽液兩相流體先進(jìn)入機(jī)內(nèi)螺桿齒槽A,推動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng),隨著螺桿轉(zhuǎn)動(dòng),齒槽A旋轉(zhuǎn)到B、C、D逐漸加長,容積增大,流體降壓降溫膨脹(或閃蒸)做功,最后從齒槽E排出,供生產(chǎn)用熱或循環(huán)再加熱做功。功率從主軸陽螺桿輸出,亦可通過同步齒輪從陰螺桿輸出,驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、水泵或驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電
螺桿膨脹機(jī)是利用流體在陰陽螺桿間膨脹作功, 故對(duì)陰陽螺桿加工精度要求極高(其嚙合間隙不得大于5絲),雖然如此,但該機(jī)的主要機(jī)械部件僅為一對(duì)螺桿和鑄鋼外殼,其結(jié)構(gòu)形式還是非常簡單的。
1.蒸汽在機(jī)內(nèi)流速低,除機(jī)械泄漏外,無其它能量損失,機(jī)組內(nèi)效率高達(dá)65%~75%,即使蒸汽參數(shù)或流量波動(dòng)仍能維持較高的內(nèi)效率。
2.主動(dòng)陽轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速可根據(jù)被拖動(dòng)機(jī)械的要求設(shè)計(jì),能達(dá)到直接驅(qū)動(dòng)、平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)、設(shè)備振動(dòng)小、噪聲低的目的和效果。
3.螺桿粗大結(jié)實(shí)、機(jī)組轉(zhuǎn)速低(≤3000RPM),機(jī)組除軸承密封件易損外,無其它磨損件,安全可靠,使用壽命長;
4.螺桿膨脹機(jī)起動(dòng)力矩大,作為原動(dòng)機(jī)可直接驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī),帶動(dòng)發(fā)電機(jī)時(shí)能承受較大的沖擊荷載,可單機(jī)或并網(wǎng)運(yùn)行;
5.因?yàn)槁輻U與螺桿、螺桿與機(jī)殼的相對(duì)運(yùn)行能限制污垢的生長,具有自清潔能力,為此機(jī)組對(duì)蒸汽的品質(zhì)要求不高,特別適用于蒸汽壓力≥0.3MPa、溫度≤300℃、0.2MPa≤進(jìn)出壓差≤1.0MPa的利用飽和蒸汽差壓發(fā)電的系統(tǒng);
6.采用微機(jī)電液調(diào)速及保安裝置,機(jī)組起動(dòng)及帶負(fù)荷操作簡單,可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)無人管理。
1)螺桿膨脹機(jī)間隙密封,從而具有透平膨脹機(jī)和活塞膨脹機(jī)均不具有的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn),即對(duì)進(jìn)氣為含有液滴的濕蒸汽有良好的適應(yīng)性。當(dāng)進(jìn)氣為濕蒸汽時(shí),液滴有助于密封。
2)螺桿膨脹機(jī)可作為全流膨脹機(jī)使用,即工作介質(zhì)的進(jìn)氣口狀態(tài)不僅可為干蒸汽,也可為二相流體或全液體。在螺桿膨脹機(jī)中,高壓介質(zhì)直接作用在轉(zhuǎn)子齒面上,因而有近似于直流電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩特性,即能進(jìn)行重負(fù)荷啟動(dòng)。
3)螺桿膨脹機(jī)轉(zhuǎn)速較低,一般約為同容量透平膨脹機(jī)的1/10左右,因而可不通過減速裝置而直接驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)或其它低速耗能機(jī)械,且軸封效果好,壽命長