随着我国经济的高速发展，能源紧缺的矛盾日趋突出。多个地区闹煤荒、电荒。但我国在能源使用上又客观存在着一些不合理的现象，导致能源大量浪费。为了切实贯彻实施可持续发展战略，国家大力提倡余热利用，其中纯低温余热发电项目是余热利用的有效方式。 本论文的目的是：经过对纯低温余热发电的研究，自主开发出满足国内5000t／d水泥窑用的7000KW纯低温余热发电汽轮机，实现5000t／d水泥窑纯低温余热发电汽轮机国产化，推进余热发电的进程，以提高资源和能源的利用效率。 本论文首先介绍了国内外中低温余热发电技术及装备发展与现状、余热发电的基本原理、纯低温余热发电技术的理论基础和汽轮机的工作原理；在纯低温余热发电技术的理论基础中突出重点地介绍了能的转换和汽轮机重点利用的热能循环朗肯循环；在汽轮机的工作原理中重点介绍了冲动式汽轮机的工作原理，以及级内的流动、轮周效率和最佳速度比、叶栅尺寸的确定。主要作了以下几方面的工作： l、确定了汽轮机设计方案、日产5000吨水泥窑纯低温余热发电系统方案、机组的性能和结构参数、余热利用蒸汽参数的优化。 2、进行了汽轮机的热力计算和强度计算，对补汽式汽轮机的热力特性计算结果进行了优化、对叶片强度进行了振动校核、对机组配汽特性计算结果进行了优化。 3、汽轮机的总体结构设计和关键零部件的设计。 本论文设计的汽轮机是对水泥窑余热发电技术的积极探索、很好地解决了我国补汽式汽轮机补汽困难的问题、创新之处在于设计了渐缩蜗壳式补汽缸、补汽阀，使补汽进入汽缸后能够迅速进行混合，保证了补汽的平稳性，经过运行实验，其发电功率达到7700KW，超过了设计预期，其中渐缩蜗壳式补汽缸的设计获得国家实用新型专利。使用企业每年可新增利润2000多万元，2—3年可以收回全部投资。