大补气式低温余热气轮机的设计、运行及对余热发电技术发展的影响青岛捷能汽轮机集团股份有限公司潘世明一、公司简介青岛捷能汽轮机集团股份有限公司是由原青岛汽轮机厂改制而成，始建于1950年，1958年开始生产汽轮机，以生产“捷能牌”汽轮机为主导产品，具有现代化生产规模，享有自营进出口权。现有净资产6.5亿元，员工2300余人，其中工程技术人员300余人。拥有关键设备1500余台，其中数控、加工中心等精密大型设备500多台，基本实现数显数控加工，具有很强的综合加工能力。公司目前主要生产150MW以下各类型号汽轮机，现有十大系列600余个品种，能够满足发电、石油、化工、印染、纺织、水泥、造纸、制糖、钢铁、煤炭、垃圾处理、燃气-蒸汽联合循环、城市集中供热等行业，产品遍布31个省、市、自治区，并远销印度、印尼、巴基斯坦、孟加拉等国家。公司现具有年生产汽轮机500万千瓦/400台的能力，是目前国内中小型汽轮机系列最全、品种最多、能力最强的设计制造供应商。现在已生产的各类汽轮机达4000多台，在3MW～60MW中小型汽轮机的市场占有率达52%。公司自70年代末即研制低品位余热利用汽轮机，目前已为国内外水泥公司提供了200多台余热利用汽轮机，在设计、制造、运行经验等方面均处于国内领先水平。公司大力实施名牌战略，坚持实施自主开发与引进技术相结合的高起点发展战略，大力推进主导产品结构调整和升级换代，曾获得全国汽轮机行业质量标兵称号和全国五一劳动奖章。1980年获得中国汽轮机发展史上第一块国家质量奖牌，多个产品被评为国家级新产品，所生产的“捷能牌”汽轮机2006年获得“中国名牌产品”称号。二、纯低温余热发电技术发展回顾水泥窑纯低温余热发电技术就是水泥窑工艺流程排出的大量废气余热进行热交换回收，产生蒸汽通过汽轮机实现由热能向机械能转换最终拖动发电机发电的技术。1、纯低温余热汽轮机的技术来源我公司是国内纯低温余热发电技术---纯低温余热汽轮机设计、制造、运行的开拓者和领路人。在上世纪70年代末至90年代初，我公司为西藏羊八井地热电厂共制造了7台3MW补汽式地热机组（进汽为0.17Mpa饱和蒸汽、补汽为0.05Mpa饱和蒸汽，并获得国家科技进步三等奖）。二十多年来西藏羊八井地热机组的成功运行为我国纯低温余热发电技术发展，特别是为上世纪90年代末水泥窑纯低温余热发电技术发展起到非常关键作用。2、纯低温余热汽轮机开始进入水泥行业1997年～2004年是水泥窑纯低温余热发电技术导入期。这期间，水泥窑余热利用主要采用补燃技术、无补汽纯低温发电技术以及小补汽技术（10%补汽量）。由于对水泥窑生产的波动性，所产生各能级的余热（压力、温度、流量）变化范围大这一特点没有充分认识，结果造成水泥行业应用的所有补汽式汽轮机组其补汽均不能投入正常运行。其根本原因并非是汽轮机设备问题，而是余热发电热力系统及余热锅炉配置不当所至。如：汽轮机补汽要求补汽压力及温度相对稳定并要求高于汽轮机本体补汽点的蒸汽压力，由于工程设计单位未能透彻地研究水泥窑废气余热特性，其低压补汽均是由水泥窑大幅度波动的废气直接生产，更由于余热锅炉、热力系统的配置又不具备调整蒸汽压力及稳定蒸汽温度的能力，造成补汽蒸汽压力及温度的大幅度波动，使得补汽系统不能正常投入运行。补汽系统不能正常投入运行，不但不能进一步回收180℃以下废气余热，使余热发电系统达不到应该达到的发电功率，也同时严重影响了大家对补汽式汽轮机优越性的认识，阻碍了水泥窑纯低温余热发电技术的发展及进步。这一时期水泥窑余热利用发电技术暂定义为第一代水泥窑余热发电技术（主蒸汽参数压力0.69～1.27Mpa，温度280～340℃，无补汽）。尽管这一时期在水泥窑余热利用改造上没有达到预期的效果（水泥窑余热没有得到充分利用），但是我们却获取了很多经验：一是余热汽轮机开始被水泥行业所认知；二是水泥窑纯低温余热发电技术发展离不开汽轮机技术发展；三是汽轮机供应商应投入更多的技术力量开发出适合水泥窑余热利用的汽轮机。3、纯低温余热汽轮机在水泥窑上的广泛应用①2004年～2007年（第二代水泥窑余热发电技术的应用期），在与大连易世达能源工程有限公司的紧...