高效整体齿轮箱式蒸汽透平解决方案简介

高效整体齿轮箱式饱和蒸汽透平可应用于各种蒸汽减温减压及蒸汽冷凝回收等工艺，回收常规过热蒸汽汽轮机不能利用的饱和蒸汽能量，特别是能利用接近常压的低品位放空饱和蒸汽（一般2bar以上），单机功率范围100-5000kW，回收的能量既可以用于发电也可以用于驱动水泵、风机、压缩机等设备。

高效整体齿轮箱式饱和蒸汽透平可广泛应用于钢铁、冶金、建材、石化、化工、生物质、垃圾处理、太阳能光热等领域。

高效整体齿轮箱式饱和蒸汽透平，转速高、尺寸小、适应饱和蒸汽/湿蒸汽，技术含量高，一直被欧美垄断（图1，图2），国内完全依赖进口，自主产品处于空白。

公司引入千人计划专家林钢博士领衔的涡轮机械德国专家团，引入德国先进高速透平技术和核心部件，提供高效整体齿轮箱式饱和蒸汽透平整体解决方案和产品，替代全进口。

            图1                                                                                                     图2

1.高速饱和蒸汽透平原理

图3 图4

采用单级喷嘴/动叶叶轮悬臂式结构，高转速，可获得很高的气流速度，实现大焓降；

级组采用高效冲动式型线设计，通流效率高，做功能力强。

高压蒸汽在喷嘴中扩压膨胀加速，在动叶通道内并不加速只发生偏转，反动度为0，推动叶轮做功。叶轮前后无压差，轴向推力小。【图3】

小液滴在叶片的内弧面集聚成膜并逐渐变厚，从出气边被气流撕裂带出进入排汽管道排出。

整体轮盘式设计，采用耐冲蚀材质（ X22CRMOV12，X5CRNICU17-04，或Titanium等），适应含湿气的工作流体，叶轮耐用可靠。【图4】

2.高速饱和蒸汽透平特点

热源适应性广，既适用于过热蒸汽，也适用于饱和蒸汽。

每台为用户单独设计，根据用户热源参数定制，运行效率高。

结构简单、紧凑，整机装配出厂，安装方便，占地面积小，节省厂区内空间。

启停方便，冷态10分钟、热态1分钟内即可启动供电。不需要像常规汽轮机进行长时间的暖机。

维护简单，正常运行10年内无大修；机组检修技术和设备要求低，无需专业队伍及场地设备要求，检修工期短。

机组运转平稳，自动化程度高，振动小，噪音低。

3.高速整体齿轮箱式高效蒸汽透平机型系列

图5 DKraft-I/II机型

图6 DKraft- III机型

4.高速整体齿轮箱式高效蒸汽透平解决方案

饱和蒸汽减压能量回收应用（背压式）方案

某铜业有限公司生产工艺，产生45t/h流量、压力3.8MPa(G)的饱和蒸汽，原配套蒸汽热力系统过热炉需消耗大量燃油，以提高蒸汽过热度， 而常规多级汽机仅能将过热炉中加入能量的约 54%转化为电能， 过热炉中加入的其余部分热量， 则转移到了汽轮机后的背压蒸汽中， 造成 0.6MPa 管网热量富裕， 实际发电量仅有1100-1600kW。经改造并联1台高速饱和汽轮机，无须运行过热炉， 无燃油消耗， 直接将饱和蒸汽引入高速饱和蒸汽透平， 出口 0.6MPa 背压蒸汽仍进入管网供用户使用， 充分利用原来减压过程损失的技术功，发电功率高达2567kW，机组14个月即收回投资。

机组一年发电量 = 2567kW × 7000h= 1796.9万度电。

年发电节省购电费用 = 1796.9万度电 × 0.6元/度电 =1078万元

排空低压饱和蒸汽回收应用（凝汽式）

某化工有限公司有0.3MPa（g）、210℃的余热蒸汽30t/h。为充分回收利用该部分低品位热能，同时回收凝结水，采用一台装机容量3500kW饱和蒸汽透平发电机组，回收该部分余热蒸汽，做完功后的乏汽，压力10kpa(a)，温度46℃，进入蒸发式冷凝器，凝结水回收循环利用，该机组额定输出电功率3025kW。

机组一年发电量=3025kW × 7000h= 2117.5万度电。

年发电节省购电费用= 2117.5万度电 × 0.6元/度电 =1270.5万元。