低品位能源發(fā)電

1、蘭州交通大學畢業(yè)設計（論文）摘 要近年來，由于能源利用效率低困擾著我國經(jīng)濟和社會發(fā)展，節(jié)能問題越來越受到社會各界的重視，同時各種節(jié)能新技術新設備大量涌現(xiàn)出來。低品位能源的有機工質(zhì)雙循環(huán)螺桿膨脹機余熱回收發(fā)電技術就是一種新型的能量回收技術。通過理論分析計算和實驗驗證，對有機工質(zhì)雙循環(huán)螺桿膨脹機系統(tǒng)進行研究。首先根據(jù)工程熱力學基本原理，分析了系統(tǒng)的基本運行原理，提出了系統(tǒng)運行可采用的兩種方式:蒸汽動力循環(huán)和汽液兩相循環(huán)方式；說明了確定系統(tǒng)各主要參數(shù)（包括換熱器和冷凝器的溫度壓力參數(shù)、熱負荷及系統(tǒng)冷卻水量、發(fā)電功率等）的方法以及系統(tǒng)冷卻方案的選擇。最后，進行有機工質(zhì)雙循環(huán)螺桿膨脹機系統(tǒng)的實驗初步設計

2、。在設計過程中，進行實驗設備的初步選型，了解主要實驗設備的型號和技術參數(shù)，簡單說明螺桿膨脹機性能的測試方法，為將來實際操作過程積累經(jīng)驗。通過對這種新型低品位能源回收技術的研究，已經(jīng)說明了它在技術和經(jīng)濟上都是可行的。有機工質(zhì)雙循環(huán)螺桿膨脹機余熱回收發(fā)電技術的研究成果，不僅為將來系統(tǒng)的實驗研究提供了理論基礎，考慮到中國的實際國情，它為提高我國的能源利用效率提出了一種新的解決方法，在工程應用上有重要意義。關鍵詞：循環(huán)；螺桿膨脹機；有機工質(zhì)ABSTRACTIn recent years, because low energy usage persecutes the development of ec

3、onomy and society, people attach important to energy conservation problem more and more, and many new technology and equipment appear. The organic working fluids bicirculating screw expander power generation technology of surplus heat recovery is just a new energy recovery technology.Organic working

4、 fluids bicirculating screw expander system is researched by theoretical analysis and computer simulation. Firstly, based on the basic principles of engineering thermodynamics, the basic operation principles of this system is analysed, two adoptable ways of system operation are put forward: vapour p

5、ower cycle way and vapour-liquid two-phase cycle way; then the method to determine the main parameters (included temperature, pressure and heating load of evaporator and condenser, cooling water mass, electric power and so on) and the choice of system cooling program are illustrated. After that, The

6、 preliminary design experiments are done for Organic working fluids bicirculating screw expander system. In the design process，we have a simple selection about Experimental equipments and get to know Experimental equipment type and technical parameters. It is necessary for specifying the test method

7、s of screw expander.By the research on this new surplus heat recovery technology, the thesis has approved its feasibility in both technical and economical. Its research conclusions not only supply the theoretical basis for the future experimental research, considered the situation of our country, it

8、 puts forward a new settlement to increase energy useage, and so has an important meating in engineering application.Keywords: Cycle；Screw；expander；Organic；workingIV目 錄第一章 緒論11.1 螺桿膨脹機11.2 螺桿膨脹機技術國內(nèi)外發(fā)展概況及現(xiàn)狀21.3 螺桿膨脹機余熱回收發(fā)電技術特點及應用領域簡介31.4 問題的提出61.5 課題主要研究內(nèi)容7第二章 有機工質(zhì)雙循環(huán)螺桿機系統(tǒng)原理82.1 有機工質(zhì)雙循環(huán)螺桿機系統(tǒng)組成及特點82.

9、2 有機工質(zhì)蒸汽動力循環(huán)和有機工質(zhì)汽液兩相動力循環(huán)92.3 確定系統(tǒng)各主要參數(shù)的方法102.3.1 確定冷凝器的溫度壓力參數(shù)112.3.2 確定換熱器的溫度壓力參數(shù)122.3.3 確定系統(tǒng)其余參數(shù)142.4 計算實例16第三章 實驗系統(tǒng)初步設計223.1 實驗系統(tǒng)概述223.1.1 實驗系統(tǒng)介紹223.1.2 實驗方法223.1.3 實驗目的233.2 實驗測量系統(tǒng)233.3 實驗測試方法26第四章 系統(tǒng)的循環(huán)工質(zhì)選擇要求及經(jīng)濟和環(huán)保效益284.1 低沸點工質(zhì)的重要性284.1.1 低沸點工質(zhì)介紹284.1.2 系統(tǒng)對低沸點工質(zhì)的基本要求284.2 效益分析294.2.1 經(jīng)濟效益294.2.

10、2 環(huán)保效益30結 論32致 謝33參考文獻34附錄1 水及一些常見低沸點工質(zhì)的特性參數(shù)35附錄2 R113工質(zhì)的熱物性參數(shù)表36蘭州交通大學畢業(yè)設計（論文）第一章 緒論 當今，節(jié)能問題越來越受到社會各界的關注，我國節(jié)能工作的總要求是：落實節(jié)約資源的基本國策，加快結構調(diào)整，推進技術進步，加強法制建設，深化體制改革，強化宣傳教育，調(diào)動市場主體節(jié)約資源的積極性，逐步形成節(jié)約型的增長方式和消費模式，實現(xiàn)經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展。在宏觀調(diào)控下，隨著技術的進步，各種節(jié)能新技術設備從各個技術門類中紛呈涌現(xiàn)出來。 現(xiàn)有的將熱能轉(zhuǎn)換成機械能或者電能的動力機。主要由燃燒油、氣的燃燒動力機（汽油機、柴油機和燃氣輪機）和

11、利用蒸汽沖轉(zhuǎn)的汽輪機。低品位能源一般都以蒸汽、汽水混合物、熱水等形式存在，或者其它形態(tài)通過換熱器轉(zhuǎn)換成這種形態(tài)存在，因而回收低品位能源的設備主要以汽輪機為主。根據(jù)汽輪機的技術特點。它只能適用于過熱蒸汽。干凈蒸汽而且蒸汽流量和參數(shù)相對穩(wěn)定的熱源情況。設備要求的人員技術水平和維護條件都很高。這種技術特點使得汽輪機大多適合于帶基本負荷的發(fā)電企業(yè)，無法應用在現(xiàn)有工業(yè)大量低品位余熱廢熱的回收利用中。為解決這個技術難題，全世界許多能源工作者付出大量心血，積極開發(fā)新型的低品位熱能動力機。希望不僅能回收各種復雜的低品位浪費的熱能，而且效率高、安全可靠，容易施工和運行操作，在許多能源技術相對薄弱的用戶企業(yè)也可以

12、應用推廣的熱能動力機。 螺桿膨脹動力機就是這樣一種低品位熱能動力機，它能夠回收低品位熱能并直接轉(zhuǎn)換成熱能，是一種在當前能源利用領域重大突破性的新型動力機。1.1 螺桿膨脹機 螺桿膨脹機是一種按容積變化原理工作的雙軸回轉(zhuǎn)式螺桿機械。它沒有活塞式機械那樣的氣閥、活塞等滑動部件，因而可進行高速運轉(zhuǎn)，氣流速度比普通容積式機械大的多。它不但具有螺桿壓縮機的轉(zhuǎn)速高、工藝性良好和無磨損、無不平衡的質(zhì)量力等特點，而且可應用現(xiàn)有的螺桿壓縮機的生產(chǎn)技術來進行生產(chǎn)。螺桿膨脹機的結構與螺桿壓縮機基本相同，主要由一對陰陽轉(zhuǎn)子、外殼、軸承、同步齒輪、密封組件以及聯(lián)軸節(jié)等極少的零件組成，結構簡單，其外殼呈兩圓相交的“”字形

13、，兩根按一定傳動比反向旋轉(zhuǎn)相互嚙合的螺旋形陰、陽轉(zhuǎn)子平行地置于外殼中。圖1-1 螺桿膨脹機結構圖和內(nèi)部轉(zhuǎn)子示意圖螺桿膨脹機的工作周期是由齒間容積中的吸氣、膨脹和排氣三個過程組成的。吸氣過程中，工作介質(zhì)直接從縱向或軸向進入機內(nèi)螺桿齒槽A，吸入終了時，吸氣口關閉，這時齒間容積就形成了一個有轉(zhuǎn)子和機殼共同圍成的密閉空間，吸入的介質(zhì)在此空間膨脹并產(chǎn)生一個轉(zhuǎn)矩。齒槽A隨介質(zhì)的膨脹向排氣端移動到B、C、D，當嚙合點到達排氣端，膨脹過程結束，這時螺桿齒間容積最大。當膨脹過程結束的同時，吸氣端的又一個嚙合開始，新的嚙合點又開始向排氣端移動。排氣過程開始，齒間容積減少到轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角相一致的位置時的大小，介質(zhì)最后從

14、齒槽E排出。隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動，不斷循環(huán)重復，實現(xiàn)氣體的吸氣、膨脹、排氣三個連續(xù)不斷的過程。這就是螺桿膨脹機的工作原。從膨脹始點到終點，隨著膨脹過程的進行，其壓力、溫度和焓值下降，比容和熵值增加，氣體內(nèi)能轉(zhuǎn)換為機械能對外做功。1.2 螺桿膨脹機技術國內(nèi)外發(fā)展概況及現(xiàn)狀2 對于螺桿膨脹機的研究最早始于1952年，當時，H. R. Nillsen取得了螺桿膨脹機作為動力機的專利。但此后的二十年內(nèi)，螺桿膨脹機的研究進展緩慢，發(fā)表的文章也不多。直到70年代初能源危機的出現(xiàn)以及地熱能、太陽能及工業(yè)余熱的開發(fā)和利用受到注意以后，螺桿機作為一種有效的低焓能源動力利用的動力機，才重新得到重視。螺桿膨脹機作為汽液兩

15、相膨脹機的嘗試始于1971年，1973年美國水熱力公司的R. Sprankle獲得了螺桿膨脹機用于地熱發(fā)電的專利。Sprankle用雙螺桿膨脹機膨脹濕蒸汽或者恒壓熱水作為回收功的一種方式，主要回收來自液體或低干度部分的地熱鹽水的功。兩相流體的膨脹又稱為“全流”過程，因此這種方案又稱為全流方案。1971至1973年，美國水熱電力公司將兩臺螺桿壓縮機改造為膨脹機，并分別在加利福尼亞ImperialValley和墨西哥CerroPriero進行了現(xiàn)場實驗。20世紀80年代初，在世界能源組織（IEA）的資助下，美國水熱電力公司設計、制造了1MW大型螺桿膨脹機發(fā)電機組，并分別在新西蘭、意大利和墨西哥進行

16、了機組的性能及可靠性實驗，膨脹機的最大效率達。 1983年，日本學者Tatuhi Kanneko等人對空氣螺桿膨脹機進行了理論分析，利用理想膨脹機的示功圖導出來理想螺桿機的效率和功率表達式，并在螺桿機上打孔，安裝動態(tài)壓力測量系統(tǒng)，得到實際螺桿膨脹機的示功圖，將螺桿膨脹機的研究引向?qū)C內(nèi)過程的實驗研究和理論分析相結合的階段。 兩相螺桿膨脹機除了應用在地熱發(fā)電廠外，還可以應用于化工廠及用于空調(diào)和熱泵系統(tǒng)的大型蒸汽壓縮設備的節(jié)流過程，來代替節(jié)流閥，通過利用徑流透平和螺桿膨脹機回收功可以達到更高的效率。但國外的實踐表明，這些方案共同的特點是，膨脹效率仍然較低。據(jù)有關文獻報道，徑流透平的絕熱效率是67%

17、，而全流螺桿膨脹機的效率幾乎不到50%，這也是阻礙兩相膨脹機應用發(fā)展的一個主要因素 經(jīng)過多年研究，目前的螺桿膨脹機可以在每級固定容積比3:1下，獲得較大的膨脹比。這樣就允許在體積相當小的機械中有較高的質(zhì)量流速，因此減小了泄漏損失。 在正確設計下，小機器可以達到70%-75%的絕熱效率，在大機械中，如果提供合適的工質(zhì)，如制冷劑、輕的烴化合物，還可以增加到80%。當水作為工質(zhì)的時候，相同的容積比下絕熱效率降低。如果提高容積比，又會要求機械體積較大，從而泄漏損失增加。這就是以水為工質(zhì)的螺桿膨脹機效果差的原因。 我國對全流螺桿膨脹機的研究始于20世紀80年。當時，天津大學熱能研究所開展了螺桿膨脹機全流

18、系統(tǒng)的研究。1987年，我國第一臺汽液兩相地熱發(fā)電螺桿膨脹機小型試驗裝置在天津大學熱能研究所研制成功（功率為5kW），此后，天津大學繼續(xù)對螺桿膨脹機性能、調(diào)節(jié)方法、設計、加工及組裝技術進行了系統(tǒng)的理論和試驗研。九十年代初，在前期研究基礎上，進行了相當于400kW機型的汽液兩相螺桿膨脹機工業(yè)性試驗研究并獲得成功，通過國家級專家鑒定驗收。該試驗系統(tǒng)連續(xù)運行500小時，螺桿膨脹機、調(diào)速系統(tǒng)及配套裝備運轉(zhuǎn)正常。發(fā)電質(zhì)量達到并網(wǎng)要求。螺桿膨脹機內(nèi)效率達到70%，整個裝置全部國產(chǎn)化。目前，這種螺桿膨脹機機型的應用示范工作正在加緊進。1.3 螺桿膨脹機余熱回收發(fā)電技術特點及應用領域簡介 螺桿機由一對陰、陽轉(zhuǎn)

19、子和機殼組成，高壓工作流體進入工作齒槽推動轉(zhuǎn)子做功，同時容積增加，流體降壓膨脹做功，功率由主軸陽轉(zhuǎn)子輸出帶動發(fā)電機發(fā)電，做功后的低壓流體流出螺桿。 從技術實用性及設備運行方面分析比較，采用螺桿機驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電技術特點鮮明、并有同類型汽輪機發(fā)電不可比擬的優(yōu)越性。 與小型汽輪機相比，螺桿膨脹機發(fā)電的特為：（1）螺桿膨脹機除適用于汽液兩相、熱水和飽和蒸汽外，也適用于過熱蒸汽。（2）螺桿機結構簡單，主要部件僅兩根螺桿和外殼，安裝維修容易。（3）機組轉(zhuǎn)速可調(diào)，一般可按被驅(qū)動機械的轉(zhuǎn)速設計，直接驅(qū)動，不需要減速器，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，振動小，噪聲低。圖12 螺桿膨脹動力發(fā)電機組示意圖（4）螺桿膨脹機為容積式工作原理

20、動力機，機內(nèi)流速低，除泄漏損失外，很少有其它損失，機組效率較高，即使蒸汽參數(shù)或負荷變動仍能保持高效。（5）螺桿機除軸承、密封外，無其它磨損件，螺桿轉(zhuǎn)速不高，機組壽命長，維修費用低，安全可靠性高。（6）螺桿膨脹機允許單機和并網(wǎng)運行，扭矩大，能直接拖動風機、水泵或壓縮機，當帶動發(fā)電機發(fā)電時能承受較大的沖擊負荷。（7）螺桿機對于工業(yè)鍋爐蒸汽或工廠熱水品質(zhì)要求不高，因為螺桿與螺桿、螺桿與機殼的相對運行是具有除垢自潔能力的，而未能除去的剩余污垢可起到減少間隙的作用，減少了泄漏損失，提高了機組效率。（8）螺桿膨脹機是小型汽輪機的替代產(chǎn)品，可廣泛用于工業(yè)余熱余壓動力回收及作為地熱太陽能等新能源動力機。（9）

21、螺桿機采用新型微機調(diào)速控制裝置，機組啟動及帶負荷操作很簡單，正常運行可以實現(xiàn)全自動無人管理。 由于我國能源結構的特點，能源沒有充分達到梯級利用，所以該項技術適合我國國情；又由于我國能源利用率較低，含熱資源量大而廣，這為利用螺桿膨脹機進行余熱回收發(fā)電提供了廣闊空。（1）我國現(xiàn)有鍋爐約50萬臺，其中相當部分610t/h鍋爐的額定蒸汽壓力為1.3MPa，由于生產(chǎn)工藝方面的原因，需降壓運行、減溫減壓使用，造成大量浪費。（2）隨著工業(yè)的發(fā)展及人民生活水平的不斷提高，城市集中供熱普及率也將不斷提高，供熱站一般都有部分余壓可以利用，而且熱源條件也不錯，利用螺桿機進行發(fā)電，其節(jié)能效益、社會效益、環(huán)保效益將十分

22、顯著。（3）大量的工業(yè)窯爐消耗了大量能源。如水泥行業(yè)，由于生產(chǎn)工藝落后，企業(yè)平均熟料能耗是國外先進水平的2倍以上，窯爐排出的廢氣溫度在300400左右，余熱回收率僅為2%，是發(fā)電項目應用的一個巨大的潛在市場，提高余熱利用率對企業(yè)節(jié)能有重要意義。（4）鋼鐵廠的高爐沖渣熱水及高爐煤氣這部分余熱的回收發(fā)電也具有巨大的市場潛力。圖1-3 螺桿膨脹機在鋼鐵行業(yè)應用（5）其它如大型柴油機廢氣，石油化工行業(yè)及新能源利用都是該技術發(fā)揮其技術優(yōu)勢的重要市場。圖1-4 螺桿膨脹機在石油化工行業(yè)應用 以上列舉的各項，雖然反應出我國能源利用率低，浪費大量余熱的情況，說明了我國加強節(jié)能工作的重要性和緊迫性，但也同時體現(xiàn)

23、了螺桿膨脹機余熱回收發(fā)電的應用前景。1.4 問題的提出 在上節(jié)中，可以看出利用螺桿膨脹機進行余熱的回收發(fā)電在技術上是完全可行的，并且有很廣闊的市場空間。但在實際的應用中，針對具體情況，系統(tǒng)需要相應的進行一些改變。單循環(huán)系統(tǒng)（即將含熱流體直接引入螺桿膨脹機利用的系統(tǒng)方式）更適用于高溫高壓流體的能力回收，而與之相對應的雙循環(huán)系統(tǒng)（即低沸點有機工質(zhì)與含熱流體進行換熱后在引入螺桿膨脹機利用的系統(tǒng)方式）對含熱流體的水質(zhì)的好壞以及流體的溫度和壓力都沒有太高的要求，甚至六七十度的低溫熱水，也可以通過雙循環(huán)的系統(tǒng)方式發(fā)。而這種溫度范圍的工業(yè)余熱在全國是很普遍的，將這部分能量回收起來，將會產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益，并

24、為提高我國的能源利用率做出巨大貢獻。 由于國外，特別是發(fā)達國家的工業(yè)能源利用效率較高，并不像國內(nèi)有如此巨大的工業(yè)余熱資源，所以目前似乎并沒有進行有機工質(zhì)雙循環(huán)螺桿機系統(tǒng)的研究，無法檢索到關于這方面的文章。國內(nèi)在70年代設計了一些地下熱水的“中間介質(zhì)法”的雙循環(huán)汽輪機發(fā)電的地熱電，如河北懷來地區(qū)的地熱試驗電站、江西宜春縣溫湯地熱試驗電站等，運行情況良好，達到而來設計要求，但后來都沒有持續(xù)下去。 目前，有機工質(zhì)雙循環(huán)螺桿膨脹機還處于理論研究階段，國內(nèi)并沒有實際投入運行的工業(yè)系統(tǒng)，考慮到中國的實際國情，對有機工質(zhì)雙循環(huán)螺桿膨脹機系統(tǒng)的研究是很有意義的，將會為未來的實際系統(tǒng)試驗打下良好的基礎。1.5

25、課題主要研究內(nèi)容 本課題以工程熱力學、傳熱學基本理論為基礎，對有機工質(zhì)雙循環(huán)螺桿膨脹機系統(tǒng)這種新型的余熱回收技術進行了研究。 根據(jù)設計、計算、選型等有關資料，整理出畢業(yè)設計論文，主要內(nèi)容如下：1 研究有機工質(zhì)雙循環(huán)螺桿膨脹機系統(tǒng)的運行原理，以及確定系統(tǒng)各主要參數(shù)的方法；2 通過計算，完成實驗臺初步選型，確定實驗設備的技術參數(shù)；3 系統(tǒng)的經(jīng)濟、環(huán)保效益分析。第二章 有機工質(zhì)雙循環(huán)螺桿機系統(tǒng)原理2.1 有機工質(zhì)雙循環(huán)螺桿機系統(tǒng)組成及特點 如緒論所述，有機工質(zhì)雙循環(huán)螺桿機系統(tǒng)是一種含熱流體與低沸點工質(zhì)換熱，再將低沸點工質(zhì)引入螺桿膨脹機進行能量回收的系統(tǒng)方式。整個系統(tǒng)主要是由換熱器、螺桿機、冷凝器、工

26、質(zhì)泵等設備和和一些管道組成。 含熱廢水（汽）在經(jīng)過一定的雜質(zhì)處理過程后，進入換熱器加熱有機工質(zhì)，使工質(zhì)溫度升高，到達飽和溫度，生成飽和汽或汽液兩相。從換熱器排出的工質(zhì)（飽和汽或汽液兩相）進入螺桿膨脹機膨脹做功，驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電。做功后的汽液混合物從螺桿機排出進入冷凝器，將其中的蒸汽冷凝，最后再經(jīng)工質(zhì)泵返回換熱器（見圖2-1）。這種有機工質(zhì)發(fā)電循環(huán)系統(tǒng)，具有回收余熱量大、設備緊湊、發(fā)電效率高等特點。圖2-1 有機工質(zhì)雙循環(huán)螺桿機系統(tǒng)示意圖此外，這種系統(tǒng)：首先，低沸點物質(zhì)在這個閉合回路中循環(huán)，工質(zhì)運行時起“介質(zhì)”的作用，只要管道和設備嚴密不漏，低沸點物質(zhì)并不消耗；其次，低沸點物質(zhì)在循環(huán)中和含熱流體、

27、冷卻水都不是直接接觸的，而是隔著管壁傳遞熱量，因此，除了排出的含熱流體溫度降低了一些，冷卻水溫度升高了一些外，這兩部分在品質(zhì)上都沒有任何變化，仍然可以用作其它生產(chǎn)，生活用途。 根據(jù)換熱器出口狀態(tài)的不同，有機工質(zhì)雙循環(huán)螺桿膨脹機系統(tǒng)又分成有機工質(zhì)蒸汽動力循環(huán)和有機工質(zhì)汽液兩相動力循環(huán)兩種循環(huán)方式。2.2 有機工質(zhì)蒸汽動力循環(huán)和有機工質(zhì)汽液兩相動力循環(huán) 當換熱器出口為飽和蒸汽或過熱蒸汽時，采用有機工質(zhì)蒸汽動力循環(huán)方式，見圖2-2（1-2s-3-4-1）。從T-S圖上，可以看出這就是一個理想的朗肯循環(huán)13。圖2-2 有機工質(zhì)蒸汽動力循環(huán)圖 螺桿機中的膨脹過程12s：可逆絕熱過程，即定熵過程。應用開口

28、系統(tǒng)能量方程，過程中工質(zhì)對外做功。 冷凝器中的放熱過程2s3：定壓過程。過程中工質(zhì)放熱 工質(zhì)泵中的壓縮過程34：定熵過程。過程中工質(zhì)接收外功 換熱器中的吸熱過程41：定壓過程。過程中工質(zhì)吸熱 由于工質(zhì)的不可壓縮性（或壓縮過程中比體積變化很?。?，故泵功常可按下式近似計算： 在通常的朗肯循環(huán)中，例如最簡單的水蒸汽動力循環(huán)中（由鍋爐、汽輪機、冷凝器和水泵組成），由于泵耗遠小于汽輪機做功，所以在近似計算中常常忽略泵功不計。但在有機工質(zhì)雙循環(huán)螺桿機系統(tǒng)中，由于工質(zhì)的飽和壓力和流量的緣故，工質(zhì)泵耗功相對于螺桿機做功并不是可輕易忽略的，這在計算系統(tǒng)發(fā)電能力時尤為重要。 所以循環(huán)的熱效率為 如果考慮螺桿機內(nèi)的

29、各種不可逆損失，即蒸汽在螺桿機中如圖22所示有狀態(tài)1不可逆絕熱膨脹至狀態(tài)2，則螺桿機的實際作功量將小于理想情況下的作功量，即螺桿機的相對內(nèi)效率目前由國內(nèi)外實驗測得的螺桿膨脹動力機的相對內(nèi)效率在65%75%之間。當換熱器出口為濕蒸汽時，采用有機工質(zhì)汽液兩相動力循環(huán)方式，見圖23。圖2-3 有機工質(zhì)汽液兩相動力循環(huán)圖 從圖2-3可以看出汽液兩相動力循環(huán)與蒸汽動力循環(huán)在循環(huán)方式上大體上是一樣的，只是換熱器出口是濕蒸汽，螺桿膨脹機的做功膨脹過程處于汽液兩相區(qū)內(nèi)。 同樣考慮螺桿機內(nèi)的各種不可逆損失，即濕蒸汽在螺桿機中如圖2-3所示由狀態(tài)1不可逆絕熱膨脹至狀態(tài)2。2.3 確定系統(tǒng)各主要參數(shù)的方法 換熱器中

30、進行液體工質(zhì)汽化成蒸汽的過程，冷凝器中進行蒸汽凝結成液體的過程。當飽和液體在換熱器中汽化和蒸汽在冷凝器中凝結成飽和液體時，飽和壓力和飽和溫度有對應的關系。所以，只要確定了換熱器的溫度就能確定換熱器中的壓力，確定了凝結溫度就能確定冷凝器中的壓力。2.3.1 確定冷凝器的溫度壓力參數(shù) 先來討論如何根據(jù)冷卻水溫度確定冷凝器的壓力。蒸汽在凝結時放熱給冷卻水，冷卻水因被加熱而溫度由升高到。熱量在傳遞時是需要有溫度差的，即蒸汽的凝結溫度總是要比冷卻水的最高溫度（出口時的溫度）高一些。當一種流體在有相變的情況下傳熱時，是沒有順、逆流的區(qū)別。這樣，凝結溫度和冷卻水的溫度之間一定有如下的關系（見圖2-4）：圖2

31、-4 冷凝器中傳熱示意圖 , （2-1）式中， 冷卻水溫升，。冷卻水的溫升大一些，需要的冷卻水量可以減少，冷卻水泵的電能消耗也可以小一些。但是，凝結溫度就較高了，這樣，冷凝器中壓力也較高，將使螺桿機進出口的壓力差減小，因而發(fā)電量也將減少。所以冷卻水的溫升需要選擇恰當合理，通?？蛇x510，必要時要進行方案比較。 工質(zhì)冷凝器出口端和冷卻水之間的傳熱溫差。選擇小些，可以使凝結溫度低些，增加發(fā)電量，但是冷凝器的傳熱面積就需要大些，通常選擇37。 冷卻水的進口溫度是已知的，合理選擇了冷卻水的溫升和溫差后，就可以根據(jù)式（2-1）確定蒸汽的凝結溫度，從而確定冷凝器中的壓力。冷凝器的壓力確定后，就很容易確定計

32、算所必須知道的點3和點4的狀態(tài)：熱力系統(tǒng)計算時通常認為蒸汽在冷凝器中冷凝成飽和液體，（是壓力下飽和液體的焓，可由熱力性質(zhì)表中查得）。工質(zhì)泵出口不忽略泵功。冷凝器應當能不斷地將螺桿機排出的乏汽全部凝結成液體。2.3.2 確定換熱器的溫度壓力參數(shù)再來討論換熱器壓力如何確定。由傳熱學設計的相關知可知：換熱器中，逆流時，冷流體的出口溫度可高于熱流體的出口溫度，而在順流時，冷流體的出口溫度總是低于熱流體的出口溫度，因而在逆流時，熱流體或冷流體的溫度變化值可以比較大，從而有可能使流體消耗量減少；同時，在流體的進出口溫度相同的條件下，以逆流的平均溫差最大，順流的平均溫差最小，因此在逆流時可減少所需的傳熱面，

33、或者在傳熱面相同時，可傳遞較多的熱量。綜合以上考慮，在換熱器中采用逆流方式（見圖25）。圖2-5 換熱器傳熱示意圖在換熱器中，工質(zhì)既有相變又有單相對流換熱，傳熱溫差的變化要比冷凝器中復雜一些。合理情況下，換熱器最小傳熱溫差，通常選擇為37。若熱水量較充裕，為減少換熱器傳熱面積，傳熱溫差可取得較大些。熱水的入口溫度和工質(zhì)的換熱器入口溫度是已知的，只要確定了蒸發(fā)溫度，查相應的數(shù)據(jù)圖表，馬上就能確定換熱器中壓力，同時由流量計算和能量平衡原理可以很容易得出熱水出口溫度：首先通過汽化段熱平衡計算單噸熱水產(chǎn)生的工質(zhì)的質(zhì)量流量， （2-2）式中，c熱水的比熱容 換熱器出口工質(zhì)焓。對蒸汽動力循環(huán)，是溫度下的飽

34、和蒸汽焓；對汽液兩相動力循環(huán)，是溫度下某干度的濕蒸汽焓。 溫度下的飽和液焓再根據(jù)液體加熱段熱平衡計算熱水出口溫度。對于蒸發(fā)溫度，在冷凝器壓力確定之后，換熱器的蒸發(fā)溫度的高低會給能量轉(zhuǎn)換過程引起兩方面的影響。一方面，如果蒸發(fā)溫度選得高，螺桿機進汽和排汽的壓差大，工質(zhì)在螺桿機中的理想焓降可以較大；另一方面，蒸發(fā)溫度選得高，由計算工質(zhì)流量的（2-2）式，可以看出（）也要相應提高，（）值減少，即熱水的能量利用程度降低，每噸熱水能夠產(chǎn)生的工質(zhì)質(zhì)量流量d減少。從這方兩面看，蒸發(fā)溫度的高低對（）乘積的大小影響很大，影響了熱水的發(fā)電效果，并最終影響整個系統(tǒng)的經(jīng)濟性，因為乘積（）就是每噸熱水理論上可能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械

35、能（或電能）的熱能數(shù)量。在某一蒸發(fā)溫度時乘積（）為最大。（）乘積達到最大值時的蒸發(fā)溫度通常稱為“最佳蒸發(fā)溫度”17。從前面的分析可以得出結論，最佳蒸發(fā)溫度的高低主要決定于熱水溫度和冷凝器中的冷凝溫度。最佳蒸發(fā)溫度可以根據(jù)試算法確定。假定不同的蒸發(fā)溫度，計算各種蒸發(fā)溫度時的d、和乘積（），乘積（）為最大值時對應的蒸發(fā)溫度即為最佳蒸發(fā)溫度。但這種算法具有一定的盲目性，并且計算速度較慢。假設冷卻水25進，30出的實際情況，根據(jù)換熱器末端溫差大于5的設計要求，冷凝溫度設為35。這樣在相同蒸發(fā)溫度下，工質(zhì)膨脹做功最多。蒸發(fā)溫度及干度采用試算法：對由溫度范圍（3877，步長1）、干度范圍（0.011，步長

36、0.01）的所有點進行計算，比較得出做功最大的點。試算過程（對應圖2-2各點）：例 ：1）以65，干度0.5為1點，廢水流量1t/h； 2）由等熵過程得2s； 3）由膨脹效率得2； （比較1點與2點比容是否滿足膨脹比要求）： 4）由1點與2點確定每噸工質(zhì)做功量； 5）在換熱器中，熱水蒸發(fā)段溫降為8565（66、67）； 6）由1），5）確定工質(zhì)流量； 7）扣除各種泵耗，由4），6）得每噸熱水的做功量。通過試算，確定同時滿足螺桿膨脹機和換熱器工藝要求的蒸發(fā)溫度及干度，根據(jù)要求發(fā)電量，反算所需工質(zhì)流量，熱水流量及扣除各種泵耗后所得凈功。本論文通過實驗臺計算機已編制好程序來優(yōu)選特定工質(zhì)，特定熱水入口

37、條件下的最佳蒸發(fā)溫度。考慮到管道輸送損失等原因，實際換熱器的蒸發(fā)溫度可以選擇比最佳蒸發(fā)溫度適當偏高幾度（如23）。由于冷卻水的溫度在一年四季的變化對于發(fā)電的影響是相當大的，因此不僅設計時需要考慮最佳蒸發(fā)溫度，而且系統(tǒng)在運行中也要注意根據(jù)不同的季節(jié)條件確定合理的冷凝壓力和換熱器壓力。2.3.3 確定系統(tǒng)其余參數(shù)（1） 冷凝器熱負荷冷凝器應當能不斷地將螺桿機排出的乏汽全部凝結成液體。因此當熱水流量為每小時一噸時的冷凝器熱負荷可按下式計算：，式中為每千克工質(zhì)冷凝成液體所放出的熱量，其中應是螺桿機排汽的實際焓，可用下式計算：，螺桿機設計制造不良時，相對內(nèi)效率低，能量轉(zhuǎn)換過程不完善，將直接影響發(fā)電量，并

38、增大冷卻水帶走的熱量。（2） 冷卻水量冷卻水的計算可采取如下形式：，（3） 換熱器熱負荷換熱器的熱負荷應能完成需要傳遞的熱量。當熱水流量為每小時一噸時的換熱器熱負荷可用下式計算：,或 ，（4）1噸/小時熱水發(fā)電量 確定了熱力系統(tǒng)中各計算點的工質(zhì)狀態(tài)后，就可以計算理想焓降和工質(zhì)流量d，并由下式計算每小時每噸熱水的發(fā)電量： ，式中，（）噸/小時熱水對應的工質(zhì)流量理論上在螺桿機中所能產(chǎn)生的機械功率 螺桿機的相對內(nèi)效率?？紤]實際螺桿機中能量轉(zhuǎn)換過程的損失（）乘以螺桿機的相對內(nèi)效率后就得到螺桿機軸上實際所產(chǎn)生的功率 機械效率?？紤]軸承、傳動等的功率損失及帶動某些附加機構的功率消耗。（）再乘以機械效率后就

39、得到螺桿機軸端可傳給發(fā)電機的有效功率 發(fā)電機效率?？紤]機械能轉(zhuǎn)換為電能過程中的發(fā)電機損失，扣除此項損失后即為發(fā)電機發(fā)出的電功率（4） 系統(tǒng)的總發(fā)電效率在介紹了一些主要參數(shù)之后，再來看看系統(tǒng)總的能量轉(zhuǎn)換情況。為此，用圖2-6把整個過程中的能量分配情況表示出來。圖中是以一噸/小時熱水在換熱器中能提供的熱量，為基數(shù)的。圖中為熱能轉(zhuǎn)換為機械能的理論熱效率，按下式計算：圖2-6 能流圖如果我們用發(fā)電量和熱水在換熱器中所提供的熱量的比值作為系統(tǒng)的總的發(fā)電效率，則可以得出系統(tǒng)總發(fā)電效率的計算式如下：即系統(tǒng)總的發(fā)電效率是一系列效率數(shù)值的乘積。2.4 計算實例 （1） 熱源為90熱水，選用R113作為循環(huán)工質(zhì)，

40、冷卻介質(zhì)為25水。1） 確定換熱器的參數(shù)假定蒸發(fā)溫度：換熱器最小傳熱溫差（窄點溫度）： 取：5（37）熱水入口溫度：=90工質(zhì)在換熱器入口溫度：=35通過查閱熱物理性質(zhì)參數(shù)表：換熱器內(nèi)壓力：=173.584 蒸發(fā)溫度下飽和蒸汽焓：=398.681蒸發(fā)溫度下飽和液焓：=260.0892） 確定冷凝器參數(shù)冷卻水溫升： ?。?（510）凝結溫度，出口溫升： ?。?（37）冷卻水進口溫度：=25冷凝溫度：=25+5+5=35通過查閱熱物理性質(zhì)參數(shù)表：冷凝器內(nèi)壓力：=65.095 壓力下飽和液體焓值：=231.767 壓力下工質(zhì)比體積：=0.000649608熱力系統(tǒng)計算時通常認為蒸汽在冷凝器中冷凝成飽

41、和液體：泵消耗的功：= = 工質(zhì)入口焓： 3）確定其余參數(shù)假設廢水流量為1，產(chǎn)生工質(zhì)流量為d 通過汽化段熱平衡計算單噸熱水產(chǎn)生的工質(zhì)的質(zhì)量流量： = 根據(jù)液體加熱段熱平衡計算熱水出口溫度：=65.7 求理想焓降： 由定熵過程 理想螺桿機出口焓值： =166.096 4）求系統(tǒng)發(fā)電量、效率及熱負荷 發(fā)電量： =1.55 蒸發(fā)器熱負荷： 冷凝器熱負荷： kJ 冷卻水量： 系統(tǒng)效率： 計算結果表明，與一般火電廠相比較，有機工質(zhì)雙循環(huán)螺桿膨脹機系統(tǒng)的熱能利用程度是很低的（火力發(fā)電廠的總效率一般在3040%左右）。但用總效率來比較兩類系統(tǒng)的熱經(jīng)濟性是不恰當?shù)摹Ｒ驗橛袡C工質(zhì)雙循環(huán)螺桿膨脹機系統(tǒng)所利用的熱源

42、溫度不高，一般在100一下，而且排出溫度（即離開蒸發(fā)器時的熱水溫度）又不能太低。對燃用燃料的火電廠，由于熱源（鍋爐）溫度可以達到千度以上，而且電廠容量有很大，有條件提高蒸汽的初溫、初壓及實現(xiàn)比較理想的循環(huán)方式，從而可獲得較高的熱效率。另外煤、石油燃燒時所釋放出來的是高品位熱能，工廠等排出的含熱廢液（汽）是低品位熱能，同樣是1的熱量，在可用能上是不同的，所以兩者不能簡單地相比較18?，F(xiàn)在的問題是，如何更有效的利用現(xiàn)有熱源，努力提高系統(tǒng)的發(fā)電量，使系統(tǒng)的熱效率最大限度地接近理想情況。所謂的理想情況就是，假設系統(tǒng)的全部設備如螺桿發(fā)電機組等設計制造十分完善，電效率；熱力循環(huán)和其他加熱設備也很理想，即沒

43、有任何形式的熱損失；熱水溫度又可以由熱水進口初溫一直冷卻到環(huán)境冷源（指當?shù)氐淖匀画h(huán)境如空氣、水源）溫度。在這種情況下，系統(tǒng)的理想熱效率，根據(jù)熱力學第二定律可以寫成下列表達式：式中，為中未轉(zhuǎn)變成電能而散失到環(huán)境中去的熱量。由工程熱力學理論可知，就是熱水從一直冷卻到環(huán)境冷源溫度的可用能損失又因為所以系統(tǒng)的理想熱效率又可以表示成下列數(shù)學關系式： （2-3）在理想情況下1噸/小時熱水的最大發(fā)電量為：， （2-4）取環(huán)境冷源溫度為，按式（2-3）、（2-4）計算不同熱水溫度下的和，可得到如下數(shù)據(jù)（表2-1）：表2-1 理論最高效率和最大發(fā)電量熱水溫度（） 60 70 80 90 100（%） 5.45

44、6.87 8.23 9.54 10.80（） 2.22 3.60 5.26 7.21 9.42表2-1所列計算結果表明，當熱水初溫為90時，=9.54%，。與上面實際計算的數(shù)例相比較，可以看到，由于實際設備不完善和熱力循環(huán)不理想等原因，系統(tǒng)的總效率只有3.6%，每噸熱水發(fā)電量只有1.55。分別僅為最大極限值的三分之一和五分之一。雖然理想情況的假設中有些是不可能實現(xiàn)的，但應該說在提高系統(tǒng)的熱經(jīng)濟性方面還有很大潛力。（2）熱源為85熱水，選用R245fa作為循環(huán)工質(zhì)，要求發(fā)電量300，換熱器入口狀態(tài)：，。計算過程：螺桿膨脹比 螺桿機焓降 如果螺桿機實際發(fā)電功率為300 kW，則理論發(fā)電功率（取發(fā)電

45、效率）： 所需工質(zhì)質(zhì)量流量： 工質(zhì)體積流量： 工質(zhì)螺桿機入口體積流量： 工質(zhì)泵耗功（效率）： m換熱器內(nèi)換熱量： 低溫熱水廢水質(zhì)量流量： 低溫廢水體積流量： 換熱器出口溫度： 冷卻水泵功率（揚程米，效率）： 冷卻水質(zhì)量流量（取冷卻水溫升為7）： 冷卻水體積流量： 冷卻水泵功率（揚程米，效率）： 凈發(fā)電量：第三章 實驗系統(tǒng)初步設計3.1 實驗系統(tǒng)概述3.1.1 實驗系統(tǒng)介紹為了進一步對螺桿膨脹機的基本性能進行初步的探索性研究，設計如圖所示的實驗流程圖，在實驗室條件下考慮到熱源的來源及經(jīng)濟效益，實驗過程中采用熱水為熱源。圖3-1 螺桿膨脹機性能測試實驗流程圖有機工質(zhì)雙循環(huán)螺桿膨脹機基本性能研究實驗

46、流程如圖3-1。熱水通過水泵1不斷的向換熱器提供熱量，同時在工質(zhì)泵的帶動下，工質(zhì)不斷的從換熱器獲得熱量，達到蒸發(fā)溫度，以一定的流量進入螺桿膨脹機做功，做完功的工質(zhì)由出口管路進入冷凝器，完全冷凝成液體。螺桿膨脹機輸出的軸功則通過扭矩傳感器測出，同時以水阻為負載將軸功消耗掉，水阻的阻值有兩種改變方式：一是溫度改變阻值大小，在通電過程中，由于液體內(nèi)部電解液隨著溫度的升高，電解液分子活動加劇，使電阻值逐漸減??；二是在裝置內(nèi)增加極板升降電機，勻速改變輸入輸出極板之間的距離，改變電阻值的大小。在螺桿膨脹機的進出口都布置了測試點，用來監(jiān)測螺桿膨脹機進出口的壓力、溫度變化以及流量的變化。3.1.2 實驗方法本

47、實驗通過對流量、壓力、溫度、轉(zhuǎn)速和扭矩等參數(shù)的測量，初步測試了螺桿膨脹機的功率特性、負荷特性以及溫度變化等基本特性。螺桿膨脹機的功率特性實驗是為了評定動力機在全負荷下的動力、經(jīng)濟等性能。實驗時，打開閥門，并使其處于最大開度，在螺桿膨脹機工作轉(zhuǎn)速內(nèi)，順序地改變轉(zhuǎn)速進行測量，并盡可能地多測幾個點。螺桿膨脹機的負荷特性實驗是為了在規(guī)定轉(zhuǎn)速下，評定動力機部分負荷的經(jīng)濟性（通常在50%80%的額定轉(zhuǎn)速下進行測試）。實驗時，保持膨脹機的轉(zhuǎn)速不變，從小負荷開始，逐漸開大入口閥門進行測量，直至閥門開度最大，多測幾個點。每組實驗均記錄下螺桿膨脹機進、出口溫度的變化，分析其溫度變化特性（其中著重考慮1500和30

48、00時溫降特性，以便降溫時輸出軸功拖動發(fā)電機發(fā)電）。3.1.3 實驗目的本實驗通過對溫度、壓力、功率等參數(shù)的測量初步了解螺桿膨脹機的一些基本性能，了解其實際運行狀況。通過測試獲得的數(shù)據(jù)，繪出螺桿膨脹機的一些基本性能曲線，就可以對螺桿膨脹機在有機工質(zhì)朗肯循環(huán)中的應用提供指導，對整個有機工質(zhì)朗肯循環(huán)實驗臺相關計算提供必要的數(shù)據(jù)支持。通過對螺桿膨脹機運行曲線的測定，提出對膨脹機控制的看法。同時，通過實測數(shù)據(jù)和主要設計參數(shù)的對比，判斷其實際性能，以便為螺桿膨脹機的進一步改進提供數(shù)據(jù)支持。3.2 實驗測量系統(tǒng)為了準確測量有機工質(zhì)雙循環(huán)螺桿膨脹機實驗系統(tǒng)的運行特性和螺桿膨脹機的基本性能，在實驗中，主要的測

49、量參數(shù)有：螺桿膨脹機的進出口的溫度，螺桿膨脹機的進出口的壓力，進入膨脹機的工質(zhì)流量，膨脹機輸出的軸功。根據(jù)這些要求分別選擇相應的測試裝置來進行測量。圖3-2 Agilent數(shù)據(jù)采集儀(1)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實驗過程中使用數(shù)據(jù)采集單元來收集和監(jiān)測實驗過程中的溫度，壓力和流量數(shù)據(jù)。本實驗的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由計算機和Agilent34970A數(shù)據(jù)采集單元構成，該采集單元有20個電壓信號通道和2個電流信號通道，同時可根據(jù)需要設定不同的數(shù)據(jù)采集間隔。Agilent34970A是一種高性能、低價位的數(shù)據(jù)采集和開關主機，十分適于數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)采集和一般的開關與控制應用。它是一種半機架寬的主機，內(nèi)部有61/2位（22比

50、特）的數(shù)字電壓表，其背面有3個插槽，可以接受開關與控制的模塊某快組合。無論只需要少數(shù)幾個簡單的數(shù)據(jù)記錄通道，還是上百個ATE性能的通道，Agilent34970A都能以合理的價格滿足數(shù)據(jù)采集要求。（2）溫度測量本實驗通過熱電偶來測溫度，采用A級Pt100標準熱電偶進行螺桿膨脹機進出口溫度測量，型號為WZP型，測量范圍為-200650，誤差為。此熱電阻為三線，其中兩線為等電位用于補償信號，可直接將等電位端接在一起按兩線熱電阻法接入數(shù)據(jù)采集單元中，選擇電壓通道接入，將軟件系統(tǒng)的熱電阻溫度系數(shù)設定為0.00385,0的基準電阻值設定為100即可。圖3-3 WZP系列熱電偶（3）流量測量本實驗流量測量

51、是通過流量計實現(xiàn)的。流量計的種類繁多，精度都很高，本實驗采用LUBG-25渦街流量計，其量程為8.590，精度為1.0%，其量程和精度都符合實驗要求。圖3-4 LUBG系列渦街流量計渦街流量計是以卡曼渦街理論為基礎的高精度經(jīng)濟型流量計，其原理為在流體中設置渦旋發(fā)生體（阻流體），從漩渦發(fā)聲體兩側交替地產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦，即卡曼渦街，在一定的流量范圍內(nèi)旋渦分離頻率正比于管道內(nèi)的平均流速，通過采用各種形式的檢測元件測出旋渦頻率就可以推算出流體的流量。（4）壓力測量通常使用壓力傳感器測量壓力，由前面計算可知，本實驗進口壓力小于1MPa，出口壓力小于0.1MPa。本實驗采用JYB-K0-HAG型壓力傳感器

52、兩支，量程分別為01MPa和0-0.2MPa。JYB-K0-HAG 壓力傳感器采用完全不銹鋼外殼，壓力測量范圍廣，工作穩(wěn)定，可靠性高。采用24V直流供電，輸出信號為420mA。圖3-5 JYB-K0-HAG系列壓力傳感器（5）功率測量本實驗功率測量通過對扭矩和轉(zhuǎn)速的測量數(shù)據(jù)并通過公式計算得到，計算公式為：其中，P功率，kW； N扭矩，； n轉(zhuǎn)速，；本實驗所用螺桿膨脹機最高轉(zhuǎn)速為3000，本實驗采用CYB-803S型扭矩傳感器，其扭矩和轉(zhuǎn)速的量程分別為0300和06000，精度為，采用直流供電。同時配置智能扭矩儀，可三窗口顯示扭矩值、轉(zhuǎn)速值、功率值（通過內(nèi)部模塊由扭矩和轉(zhuǎn)速計算得到）。圖3-6

53、扭矩傳感器3.3 實驗測試方法（1）不同工質(zhì)流量下螺桿膨脹機的性能測試方法：首先打開工質(zhì)入口調(diào)節(jié)閥，通過改變水阻的電阻值大小，使螺桿膨脹機轉(zhuǎn)動起來，通過阻值大小的調(diào)節(jié)，將螺桿膨脹機的轉(zhuǎn)速維持在要求的測試范圍內(nèi)，穩(wěn)定一段時間，帶所有測量參數(shù)的波動范圍在可以接受的限度內(nèi)，用數(shù)據(jù)采集單元記錄數(shù)據(jù)一段時間，然后在螺桿膨脹機的工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，依次分布幾個測試點。完成上述過程后，重新調(diào)節(jié)入口調(diào)節(jié)閥開度，完成不同開度下螺桿膨脹機性能的測試。（2）扭矩恒定時螺桿膨脹機的性能測試方法：先選好螺桿膨脹機所加負載大小，即調(diào)整水阻阻值的大小，打開工質(zhì)入口閥，使螺桿膨脹機開始轉(zhuǎn)動，直至轉(zhuǎn)速相對穩(wěn)定為止，在所有測量參數(shù)穩(wěn)

54、定后，用數(shù)據(jù)采集單元采集數(shù)據(jù)，一段時間后，加大閥門開度，使螺桿膨脹機轉(zhuǎn)速升高，在達到新的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速后，記錄一次數(shù)據(jù)，直至閥門開度最大，完成不同轉(zhuǎn)速下的測試。重復前面測試過程，以完成不同負荷下螺桿膨脹機性能的測試。（3）轉(zhuǎn)速恒定時螺桿膨脹機的性能測試方法：先將水阻阻值調(diào)到到最大，使螺桿膨脹機轉(zhuǎn)速為零，工質(zhì)入口閥門調(diào)到一定開度，然后逐漸調(diào)小阻值，在螺桿膨脹機轉(zhuǎn)速有一定的上升后，在轉(zhuǎn)速保持相對穩(wěn)定后，開始數(shù)據(jù)采集，繼續(xù)調(diào)節(jié)阻值大小，在新轉(zhuǎn)速下維持相對穩(wěn)定，再次采集數(shù)據(jù)，重復前面過程，當達到規(guī)定轉(zhuǎn)速后，完成不同轉(zhuǎn)速下的測試。在所有轉(zhuǎn)速測完后，重新調(diào)節(jié)新的閥門開度，繼續(xù)測量，最后完成不同開度下螺桿膨脹機性能的測試。第四章 系統(tǒng)的循環(huán)工質(zhì)選擇要求及經(jīng)濟和環(huán)保效益4.1 低沸點工質(zhì)的重要性在有機工質(zhì)雙循環(huán)螺桿膨脹機系統(tǒng)中，是由有機工質(zhì)蒸汽向熱水吸熱、對螺桿膨脹機做功、向冷卻水放熱，實現(xiàn)熱能轉(zhuǎn)換為機械能的過程。雙循環(huán)系統(tǒng)的原理決定了有機工質(zhì)采用閉式循環(huán)，同時閉式循環(huán)和熱水溫度較低的特點又決定了系統(tǒng)循環(huán)工質(zhì)應選用低沸點工質(zhì)。由于使用了低沸點工質(zhì)，雙循環(huán)的蒸汽的工作壓力得到提高，而且相對于單循環(huán)