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：
本實(shí)用新型涉及一種能量轉(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。 技術(shù)背景
目前在國際與國內(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)效益和社會效益，目前 國內(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 流能量相對高爐氣流較小，溫度較低，通常通過減壓閥排空的方 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
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問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。
本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案
本實(shí)用新型包括通過氣流管道和發(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)或動力裝置。
本實(shí)用新型發(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。
本實(shí)用新型渦輪機(jī)通過氣流管道和兩個或兩個以上的不同的 發(fā)酵罐排放氣流管道相連通，即每個發(fā)酵罐通過氣流管道和渦輪 機(jī)相連通，排放氣流管道和氣流管道都和排放口相連通，兩個或 兩個以上的氣流管道上設(shè)置一個渦輪機(jī)。
本實(shí)用新型在氣流管道上設(shè)置有用于緊急關(guān)閉的切斷閥。
本實(shí)用新型在渦輪機(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。
本實(shí)用新型渦輪機(jī)采用帶有靜葉調(diào)整功能的高速氣流渦輪機(jī)。
本實(shí)用新型渦輪機(jī)的監(jiān)測報警設(shè)備由軸振動檢測儀、軸溫檢 測儀、壓力檢測儀和報警平臺組成。
本實(shí)用新型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。
本實(shí)用新型積極效果如下本實(shí)用新型發(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 過管道，將氣流導(dǎo)入高速渦輪機(jī)中，推動高速渦輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，再用 高速渦輪機(jī)帶動減速機(jī)，減速機(jī)帶動發(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。本實(shí)用新型可以一個孔用，也可以多個排放孔共用一套裝
置，安裝該裝置后，排放氣流噪音會下降20dB以上，減少對周圍 環(huán)境的影響，溫度下降20-50'C，可用于生產(chǎn)及環(huán)境制冷。排放的 常溫氣流，經(jīng)過高速渦輪機(jī)膨脹做工后排出，溫度會低至攝氏零 度以下，具有大量的冷能量，如氣流沒有受到污染，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為本實(shí)用新型一個發(fā)酵罐和本裝置結(jié)構(gòu)示意圖 附圖2為本實(shí)用新型三個發(fā)酵罐和本裝置結(jié)構(gòu)示意圖 附圖3為本實(shí)用新型工作過程示意圖
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型實(shí)施例如下如附圖1所示，本實(shí)用新型包括通 過氣流管道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)l 連接發(fā)電機(jī)或動力裝置。本實(shí)用新型發(fā)酵罐ll設(shè)置有一條和原有 排放氣流管道7并聯(lián)逾邋鹼設(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 IO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 IO相連通。
如附圖2所示，渦輪機(jī)1通過氣流管道8和兩個或兩個以上 的不同的發(fā)酵罐排放氣流管道7相連通，即每個發(fā)酵罐11通過氣 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 IO相連通，兩個或兩個以上的氣流管道8上設(shè)置一個渦輪 機(jī)l。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。
本實(shí)用新型針對一個發(fā)酵罐11或多個發(fā)酵罐ll，在減壓閥4前， 將氣流導(dǎo)出，通過調(diào)節(jié)閥5，經(jīng)過切斷閥3，進(jìn)入渦輪機(jī)l。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)，同時可以大大提高能量轉(zhuǎn)換效率。通過氣流管 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， 均可采用本本實(shí)用新型。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/小時變化，則 配備120KW渦輪機(jī)，發(fā)電量可達(dá)50KW-120KW。
本實(shí)用新型渦輪機(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 自動調(diào)整，保證渦輪機(jī)內(nèi)的壓力與流量穩(wěn)定。
本實(shí)用新型渦輪機(jī)內(nèi)設(shè)有軸位移檢測儀，溫度檢測儀，壓力檢測 儀，可以檢測軸的位移、振動與溫度、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)出報警與關(guān)閉切斷閥3的信號。切斷閥3 可以在L5秒之內(nèi)迅速關(guān)閉。從而使渦輪機(jī)l的安全性大大提高。
本實(shí)用新型為了防止渦輪機(jī)成為電動機(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, 就會與設(shè)備自動脫開。
本實(shí)用新型發(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，當(dāng)壓力過低，渦輪機(jī)達(dá)不到額定轉(zhuǎn)速時，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，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)。
本實(shí)用新型整套運(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)自動控制，運(yùn)行更加穩(wěn)定，可靠。
如圖3所示為本實(shí)用新型工作過程
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?一臺罐開機(jī)，也可以多臺罐同時開機(jī)。
2、 運(yùn)行中，如需要增加一臺罐，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)入多罐同時運(yùn)行。
3、 運(yùn)行中，如需要一臺罐退出運(yùn)行，人工給出指令關(guān)閉該罐調(diào) 節(jié)閥?；蛞蛟摴迚毫^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)過渦輪機(jī)膨脹做工后，溫度會下降到 攝氏零度以下。氣流如果在罐內(nèi)未受到污染，可以將氣流通過管道 直接送到需要制冷的場所。如氣流已經(jīng)受到污染，可以通過冷交換 設(shè)備，將冷能量置換成可以利用的介質(zhì)。
本實(shí)用新型的推廣與使用對社會及企業(yè)將會產(chǎn)生良好的社會 效益與經(jīng)濟(jì)效益。如某藥廠一臺發(fā)酵罐排放氣流壓力0.1MPa，流 量11000立方/小時，溫度攝氏20度。使用本能量回收裝置后，每 小時可以發(fā)電80千瓦，(或者帶動設(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，每度 電0.5元計算，每年可以為企業(yè)創(chuàng)造72萬元的價值。同時降低了 原有排放方式產(chǎn)生的噪音，產(chǎn)生了良好的社會效益。
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)通過氣流管道(8)和兩個或兩個以上的不同 的發(fā)酵罐排放氣流管道(7)相連通，即每個發(fā)酵罐(11)通過氣流 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，兩個或兩個以上的氣流管道(8)上設(shè)置 一個渦輪機(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)。
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)測報警設(shè)備由軸振動檢測儀、軸溫檢測 儀、壓力檢測儀和報警平臺組成。
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，其特征在于靳述高速氣流渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)速可達(dá)每分鐘20000轉(zhuǎn)以 上。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種將發(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)或動力裝置，本實(shí)用新型發(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，通過管道，將氣流導(dǎo)入高速渦輪機(jī)中，推動高速渦輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，再用高速渦輪機(jī)帶動減速機(jī)，減速機(jī)帶動發(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F01D17/12GK201013407SQ20072010071
公開日2008年1月30日 申請日期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, 斌 衛(wèi), 尤春燕, 楊志榮 申請人:何孟桃