按低品位熱源是否直接驅動螺桿膨脹機做功，可以將螺桿膨脹機發電系統分為常規循環系統與有機朗肯循環系統。常規循環系統又稱單循環系統，是將含熱流體直接引入螺桿膨脹機主機，由其推動主機膨脹作功，該類型系統較為簡單，適用于高溫高壓流體的能量回收。受膨脹能力限制，直接驅動螺桿膨脹動力機的熱源應用范圍為低于300℃的0.15～3.0MPa的蒸汽或壓力0.8MPa以上、高于170℃的熱水等。
有機朗肯循環系統又稱雙循環系統，是將工質與含熱流體進行熱交換之后，將氣態的工質引入螺桿膨脹機主機，推動主機膨脹作功。對小于的0.1MPa的蒸汽或壓力0.8MPa以下、高于85℃的熱水可以采用二次循環有機工質螺桿膨脹機系統進行余熱回收。而對200度以上的煙氣可采用配余熱鍋爐的螺桿膨脹機組進行余熱回收。
有機朗肯循環系統具有余熱回收效率高，系統簡單，不需要出口端真空維持系統等配套設備，密度大、膨脹機體積較小等優點。但是有機工質價格較高，一般一臺100KW的機型，所需通用環保制冷劑1噸左右，價格約為10萬元，約占系統價格的10%。
膨脹機與換熱器是有機朗肯循環系統的核心部件
位熱源換熱的蒸發器與熱功轉換裝備螺桿膨脹機。低壓液態有機工質經過工質泵增壓后進入蒸發器，吸收熱量轉變為高溫高壓蒸氣之后，高溫高壓有機工質蒸氣推動膨脹機做功，產生能量輸出，膨脹機出口的低壓蒸氣進入冷凝器，向低溫熱源放熱并冷凝為液態，如此往復循環。
螺桿膨脹機發電系統在低品位余熱發電中優勢突出
目前國內余熱回收系統以余熱鍋爐+汽輪機所組成的低溫汽輪機發電系統為主。低溫汽輪機發電可利用的余熱資源主要是大于300℃的中高溫煙氣，如玻璃、水泥等建材行業爐窯煙氣或經一次利用后降溫到400～600℃的煙氣，單機功率在幾兆瓦到幾十兆瓦。
此外通過余熱鍋爐或換熱器從工藝流程中回收大量蒸汽，其中低壓飽和蒸汽(1MPa左右)、熱水占有很大比例，除用于生產生活，還有大量剩余常被放散。利用螺桿膨脹發電機組可以有效回收這部分低品質余熱。該技術具有以下優點:
可用多種熱源工質作為動力源，適用于過熱蒸汽、飽和蒸汽、汽液兩相混合物，也適用于煙氣、含污熱水、熱液體等，可以回收不同種類的工業余熱；當余熱熱源不穩定，參數變化時，機組效率表現穩定。螺桿膨脹機允許熱源壓力、流量在大范圍內波動（從10%至120%的范圍），對機組效率影響不大；機內流速低，除泄露損失外，其他能量損失少，效率高；螺桿膨脹機還適用于高鹽份的強堿流體，能除垢自潔，因而對余熱流體品質要求不高，擴大了應用范圍；螺桿膨脹機的零部件少。螺桿轉子堅固，大修周期長，小修簡單，運行維護費用很低，運行不用盤車、不暖機、不會飛車，可以直接沖轉啟動，操作簡單，可實現無人職守，維修容易，不需要專門的專業技術人員，很適合工礦企業使用；可調速，作為動力機使用，如拖動給水泵或灰漿水泵，拖動風機，壓縮機可以根據要求靈活變速，使用方便。
螺桿膨脹機發電系統利用300度以下低溫余熱發電效率約8%-18%螺桿膨脹機屬于容積式膨脹機，受膨脹能力限制，螺桿膨脹動力機單機功率受限，多數在1000KW以下，主要用于300度以下，余熱規模較小的場合。一般將系統對外輸出機械能與低溫熱源所含熱能的比例稱為系統的熱功轉化效率，熱功轉化效率與熱源質量、換熱器換熱效率、膨脹機內效率、泵及管路損耗等密切相關，一般熱源溫度越高，流量壓力等越穩定，熱功轉化效率越高。對200度左右的熱源，螺桿膨脹機發電系統熱功轉化效率可達15%左右，如果品質更低一點，熱功轉化效率差不多8%-13%。
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