專利名稱:發(fā)酵罐排放氣流能量回收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種能量轉(zhuǎn)換裝置,特別涉及一種將發(fā)酵罐排放氣流壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能或者電能的能量回收裝置。
背景技術(shù):
目前在國(guó)際與國(guó)內(nèi)利用氣體壓力能量開發(fā)領(lǐng)域,主要集中在鋼鐵廠高爐煤氣余壓能量回收發(fā)電,因?yàn)殇撹F廠高爐煤氣氣流具有高溫、高壓、流量大等特點(diǎn),所以在上述高爐的氣體排放管道上安裝能量回收裝置,可取得較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,目前國(guó)內(nèi)發(fā)酵罐排放氣流蘊(yùn)含著的大量能量,但由于發(fā)酵罐排放的氣流能量相對(duì)高爐氣流較小,溫度較低,通常通過(guò)減壓閥排空的方式排放,這樣不但造成能量浪費(fèi),而且產(chǎn)生大量的噪音。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可將浪費(fèi)掉的發(fā)酵罐排放的氣流能量轉(zhuǎn)換為可以利用的電能或機(jī)械能的、減少噪音污染的能量回收裝置。
本發(fā)明采用如下技術(shù)方案本發(fā)明包括通過(guò)氣流管道和發(fā)酵罐排放氣流管道相連通的渦輪機(jī)以及設(shè)置在氣流管道上的可調(diào)節(jié)發(fā)酵罐內(nèi)壓力的調(diào)節(jié)閥,渦輪機(jī)連接發(fā)電機(jī)或動(dòng)力裝置。
本發(fā)明發(fā)酵罐設(shè)置有一條和原有排放氣流管道并聯(lián)連通的設(shè)置有調(diào)節(jié)閥和渦輪機(jī)的氣流管道,排放氣流管道和氣流管道和排放口相連通。
本發(fā)明渦輪機(jī)通過(guò)氣流管道和兩個(gè)或兩個(gè)以上的不同的發(fā)酵罐排放氣流管道相連通,即每個(gè)發(fā)酵罐通過(guò)氣流管道和渦輪機(jī)相連通,排放氣流管道和氣流管道都和排放口相連通,兩個(gè)或兩個(gè)以上的氣流管道上設(shè)置一個(gè)渦輪機(jī)。
本發(fā)明在氣流管道上設(shè)置有用于緊急關(guān)閉的切斷閥。
本發(fā)明在渦輪機(jī)氣流排放出口管道上設(shè)置有可提取低溫氣流所含冷能量的冷交換設(shè)備。
本發(fā)明渦輪機(jī)采用帶有靜葉調(diào)整功能的高速氣流渦輪機(jī),靜葉可由渦輪機(jī)外部調(diào)整,用于控制渦輪機(jī)內(nèi)的壓力及流量。
本發(fā)明渦輪機(jī)的監(jiān)測(cè)報(bào)警設(shè)備由軸振動(dòng)檢測(cè)儀、軸溫檢測(cè)儀、壓力檢測(cè)儀和報(bào)警平臺(tái)組成,當(dāng)檢測(cè)的數(shù)據(jù)超過(guò)設(shè)定值時(shí),發(fā)出報(bào)警信號(hào),并發(fā)出指令關(guān)閉切斷閥。
本發(fā)明所述高速氣流渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)速可達(dá)每分鐘20000轉(zhuǎn)以上。
本發(fā)明所述調(diào)節(jié)閥由液壓伺服控制,嚴(yán)密性不低于密封試驗(yàn)B級(jí)。
本發(fā)明所述切斷閥由液壓伺服控制,嚴(yán)密性不低于密封試驗(yàn)B級(jí),全行程無(wú)負(fù)荷快關(guān)時(shí)間小于1.5秒。
本發(fā)明積極效果如下本發(fā)明發(fā)酵罐排放氣流能量回收裝置是利用某些藥廠、化工廠、食品廠等在使用發(fā)酵罐生產(chǎn)過(guò)程中排放的氣流,在管道中的壓力與大氣中壓力的壓力差,通過(guò)管道,將氣流導(dǎo)入高速渦輪機(jī)中,推動(dòng)高速渦輪機(jī)旋轉(zhuǎn),再用高速渦輪機(jī)帶動(dòng)減速機(jī),減速機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電或者設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)。從而將氣流中蘊(yùn)含的壓力能與熱能轉(zhuǎn)換為可以利用的電能或者機(jī)械能。本發(fā)明可以一個(gè)孔用,也可以多個(gè)排放孔共用一套裝置,安裝該裝置后,排放氣流噪音會(huì)下降20dB以上,減少對(duì)周圍環(huán)境的影響,溫度下降20-50℃,可用于生產(chǎn)及環(huán)境制冷。排放的常溫氣流,經(jīng)過(guò)高速渦輪機(jī)膨脹做工后排出,溫度會(huì)低至攝氏零度以下,具有大量的冷能量,如氣流沒(méi)有受到污染,可以直接用于生產(chǎn)與辦公或者生活制冷如氣流受到污染,則可以經(jīng)過(guò)冷交換設(shè)備后,用于生產(chǎn)與辦公或者生活制冷。
附圖1為本發(fā)明一個(gè)發(fā)酵罐和本裝置結(jié)構(gòu)示意圖附圖2為本發(fā)明三個(gè)發(fā)酵罐和本裝置結(jié)構(gòu)示意圖附圖3為本發(fā)明工作過(guò)程示意圖具體實(shí)施方式
本發(fā)明實(shí)施例如下如附圖1所示,本發(fā)明包括通過(guò)氣流管道8和發(fā)酵罐11排放氣流管道7相連通的渦輪機(jī)1以及設(shè)置在氣流管道8上的可調(diào)節(jié)發(fā)酵罐內(nèi)壓力的調(diào)節(jié)閥5,渦輪機(jī)1連接發(fā)電機(jī)或動(dòng)力裝置。本發(fā)明發(fā)酵罐11設(shè)置有一條和原有排放氣流管道7并聯(lián)連通的設(shè)置有調(diào)節(jié)閥5和渦輪機(jī)1的氣流管道8,排放氣流管道7和氣流管道8都和排放口10相連通。排放氣流管道7和氣流管道8可以和不同的排放口10相連通。
如附圖2所示,渦輪機(jī)1通過(guò)氣流管道8和兩個(gè)或兩個(gè)以上的不同的發(fā)酵罐排放氣流管道7相連通,即每個(gè)發(fā)酵罐11通過(guò)氣流管道8和渦輪機(jī)1相連通,排放氣流管道7和氣流管道8都和排放口10相連通,兩個(gè)或兩個(gè)以上的氣流管道8上設(shè)置一個(gè)渦輪機(jī)1。排放氣流管道7和氣流管道8可以和不同的排放口10相連通。
本發(fā)明針對(duì)一個(gè)發(fā)酵罐11或多個(gè)發(fā)酵罐11,在減壓閥4前,將氣流導(dǎo)出,通過(guò)調(diào)節(jié)閥5,經(jīng)過(guò)切斷閥3,進(jìn)入渦輪機(jī)1。渦輪機(jī)1具有進(jìn)氣通道與出氣通道,渦輪機(jī)1采用轉(zhuǎn)速在每分鐘20000轉(zhuǎn)以上的高速渦輪機(jī),該渦輪機(jī)具有體積小,占地面積小,不需要水冷卻,體積小等特點(diǎn),同時(shí)可以大大提高能量轉(zhuǎn)換效率。通過(guò)氣流管道8進(jìn)入渦輪機(jī)1的氣壓大于0.02Mpa、流量大于2000立方/小時(shí),均可采用本本發(fā)明。例如發(fā)酵罐排出的氣流氣壓在0.05Mpa-0.1Mpa間變化,流量在5000立方-11000立方/小時(shí)變化,則配備120KW渦輪機(jī),發(fā)電量可達(dá)50KW-120KW。
本發(fā)明渦輪機(jī)1帶有可調(diào)整角度,和全開全閉功能的靜葉柵。設(shè)定渦輪機(jī)內(nèi)的壓力與流量后,靜葉柵可以隨進(jìn)口的壓力變化自動(dòng)調(diào)整,保證渦輪機(jī)內(nèi)的壓力與流量穩(wěn)定。
本發(fā)明渦輪機(jī)內(nèi)設(shè)有軸位移檢測(cè)儀,溫度檢測(cè)儀,壓力檢測(cè)儀,可以檢測(cè)軸的位移、振動(dòng)與溫度、壓力變化狀況,一旦發(fā)現(xiàn)指標(biāo)超限,即可在0.1秒內(nèi)發(fā)出報(bào)警與關(guān)閉切斷閥3的信號(hào)。切斷閥3可以在1.5秒之內(nèi)迅速關(guān)閉。從而使渦輪機(jī)1的安全性大大提高。
本發(fā)明為了防止渦輪機(jī)成為電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷,在減速機(jī)與設(shè)備之間采用差速離合器連接,當(dāng)渦輪機(jī)速度下降,達(dá)不到額定轉(zhuǎn)速時(shí),就會(huì)與設(shè)備自動(dòng)脫開。
本發(fā)明發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)安裝有斷路器,使電流只能由發(fā)電機(jī)向電網(wǎng)單向通過(guò),當(dāng)壓力過(guò)低,渦輪機(jī)達(dá)不到額定轉(zhuǎn)速時(shí),可斷開發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)的連接,防止渦輪機(jī)速度下降時(shí),發(fā)電機(jī)成為電網(wǎng)的負(fù)荷。采用以上兩種連接方式,可以有效地避免整套裝置在出現(xiàn)失速的情況下有負(fù)效率的情況出現(xiàn)。
本發(fā)明整套運(yùn)行系統(tǒng)控制硬件采用PLC可編程控制器,使得整套系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制,運(yùn)行更加穩(wěn)定,可靠。
如圖3所示為本發(fā)明工作過(guò)程1、開機(jī)前,設(shè)定罐內(nèi)壓力值,設(shè)定渦輪機(jī)的壓力與流量,各監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是否在正常范圍內(nèi),如一切正常,即可給出開機(jī)指令??梢砸慌_(tái)罐開機(jī),也可以多臺(tái)罐同時(shí)開機(jī)。
2、運(yùn)行中,如需要增加一臺(tái)罐,設(shè)定該罐內(nèi)壓力,打開該罐調(diào)節(jié)閥,該罐投入渦輪機(jī)運(yùn)行,能量回收裝置進(jìn)入多罐同時(shí)運(yùn)行。
3、運(yùn)行中,如需要一臺(tái)罐退出運(yùn)行,人工給出指令關(guān)閉該罐調(diào)節(jié)閥?;蛞蛟摴迚毫^(guò)低,控制器給出指令關(guān)閉該罐調(diào)節(jié)閥。該罐退出渦輪機(jī)運(yùn)行,其余正常運(yùn)行。
4、運(yùn)行中,如要求停機(jī),或者因?yàn)闇u輪機(jī)進(jìn)口壓力過(guò)低,即關(guān)閉各罐的調(diào)節(jié)閥,關(guān)閉切斷閥。渦輪機(jī)退出運(yùn)行,斷開渦輪機(jī)與設(shè)備或發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)的連接。各罐氣流由減壓閥排出。
5、運(yùn)行中,如監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)設(shè)定指標(biāo)超出范圍,即關(guān)閉各罐的調(diào)節(jié)閥,關(guān)閉切斷閥。渦輪機(jī)退出運(yùn)行,斷開渦輪機(jī)與設(shè)備或發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)的連接。各罐氣流由減壓閥排出。
發(fā)酵罐排出的常溫氣流,經(jīng)過(guò)渦輪機(jī)膨脹做工后,溫度會(huì)下降到攝氏零度以下。氣流如果在罐內(nèi)未受到污染,可以將氣流通過(guò)管道直接送到需要制冷的場(chǎng)所。如氣流已經(jīng)受到污染,可以通過(guò)冷交換設(shè)備,將冷能量置換成可以利用的介質(zhì)。
本發(fā)明的推廣與使用對(duì)社會(huì)及企業(yè)將會(huì)產(chǎn)生良好的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。如某藥廠一臺(tái)發(fā)酵罐排放氣流壓力0.1MPa,流量11000立方/小時(shí),溫度攝氏20度。使用本能量回收裝置后,每小時(shí)可以發(fā)電80千瓦,(或者帶動(dòng)設(shè)備,減少該設(shè)備用電量80千瓦)。制冷量可以達(dá)到100千瓦。按照一年運(yùn)行8000小時(shí),每度電0.5元計(jì)算,每年可以為企業(yè)創(chuàng)造72萬(wàn)元的價(jià)值。同時(shí)降低了原有排放方式產(chǎn)生的噪音,產(chǎn)生了良好的社會(huì)效益。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)酵罐排放氣流能量回收裝置,其特征在于其包括通過(guò)氣流管道(8)和發(fā)酵罐(11)排放氣流管道(7)相連通的渦輪機(jī)(1)以及設(shè)置在氣流管道(8)上的可調(diào)節(jié)發(fā)酵罐內(nèi)壓力的調(diào)節(jié)閥(5),渦輪機(jī)(1)連接發(fā)電機(jī)或動(dòng)力裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)酵罐排放氣流能量回收裝置,其特征在于發(fā)酵罐(11)設(shè)置有一條和原有排放氣流管道(7)并聯(lián)連通的設(shè)置有調(diào)節(jié)閥(5)和渦輪機(jī)(1)的氣流管道(8),排放氣流管道(7)和氣流管道(8)和排放口(10)相連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)酵罐排放氣流能量回收裝置,其特征在于渦輪機(jī)(1)通過(guò)氣流管道(8)和兩個(gè)或兩個(gè)以上的不同的發(fā)酵罐排放氣流管道(7)相連通,即每個(gè)發(fā)酵罐(11)通過(guò)氣流管道(8)和渦輪機(jī)(1)相連通,排放氣流管道(7)和氣流管道(8)都和排放口(10)相連通,兩個(gè)或兩個(gè)以上的氣流管道(8)上設(shè)置一個(gè)渦輪機(jī)(1)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種發(fā)酵罐排放氣流能量回收裝置,其特征在于在氣流管道(8)上設(shè)置有用于緊急關(guān)閉的切斷閥(3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種發(fā)酵罐排放氣流能量回收裝置,其特征在于在渦輪機(jī)氣流排放出口管道(9)上設(shè)置有可提取低溫氣流所含冷能量的冷交換設(shè)備(6)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種發(fā)酵罐排放氣流能量回收裝置,其特征在于渦輪機(jī)(1)采用帶有靜葉調(diào)整功能的高速氣流渦輪機(jī),靜葉可由渦輪機(jī)外部調(diào)整,用于控制渦輪機(jī)內(nèi)的壓力及流量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種發(fā)酵罐排放氣流能量回收裝置,其特征在于渦輪機(jī)的監(jiān)測(cè)報(bào)警設(shè)備由軸振動(dòng)檢測(cè)儀、軸溫檢測(cè)儀、壓力檢測(cè)儀和報(bào)警平臺(tái)組成,當(dāng)檢測(cè)的數(shù)據(jù)超過(guò)設(shè)定值時(shí),發(fā)出報(bào)警信號(hào),并發(fā)出指令關(guān)閉切斷閥。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種發(fā)酵罐排放氣流能量回收裝置,其特征在于所述高速氣流渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)速可達(dá)每分鐘20000轉(zhuǎn)以上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種發(fā)酵罐排放氣流能量回收裝置,其特征在于所述調(diào)節(jié)閥(5)由液壓伺服控制,嚴(yán)密性不低于密封試驗(yàn)B級(jí)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種發(fā)酵罐排放氣流能量回收裝置,其特征在于所述切斷閥(3)由液壓伺服控制,嚴(yán)密性不低于密封試驗(yàn)B級(jí),全行程無(wú)負(fù)荷快關(guān)時(shí)間小于1.5秒。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種將發(fā)酵罐排放氣流壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能或者電能的能量回收裝置,其包括通過(guò)氣流管道和發(fā)酵罐排放氣流管道相連通的渦輪機(jī)以及設(shè)置在氣流管道上的可調(diào)節(jié)發(fā)酵罐內(nèi)壓力的調(diào)節(jié)閥,渦輪機(jī)連接發(fā)電機(jī)或動(dòng)力裝置,本發(fā)明發(fā)酵罐排放氣流能量回收裝置是利用某些藥廠、化工廠、食品廠等在使用發(fā)酵罐生產(chǎn)過(guò)程中排放的氣流,在管道中的壓力與大氣中壓力的壓力差,通過(guò)管道,將氣流導(dǎo)入高速渦輪機(jī)中,推動(dòng)高速渦輪機(jī)旋轉(zhuǎn),再用高速渦輪機(jī)帶動(dòng)減速機(jī),減速機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電或者設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)。從而將氣流中蘊(yùn)含的壓力能與熱能轉(zhuǎn)換為可以利用的電能或者機(jī)械能。
文檔編號(hào)F01D21/00GK101016848SQ200710061568
公開日2007年8月15日 申請(qǐng)日期2007年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月7日
發(fā)明者何孟桃, 何思源, 衛(wèi)斌, 尤春燕, 楊志榮 申請(qǐng)人:何孟桃