發(fā)酵裝置動力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

發(fā)酵裝置大型化，是發(fā)酵行業(yè)發(fā)展的趨勢。只有規(guī)模達到一定程度，企業(yè)才能有能力抗衡市場波浪的沖擊。對于發(fā)酵裝置中最為耗能的重點設(shè)備就是壓縮機，具國內(nèi)外專家測算，在我國發(fā)酵裝置中，最多的耗能已經(jīng)占據(jù)發(fā)酵企業(yè)全部耗能的76%，所以提高壓縮機的效率、節(jié)能降耗對于發(fā)酵企業(yè)就顯得特別重要。第一部分前言陜鼓動力—高宏恩發(fā)酵裝置動力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀發(fā)酵裝置流程入口空氣過濾器消聲器原動機壓縮機冷卻器濾清器濾清器發(fā)酵罐濾清器發(fā)酵罐發(fā)酵罐發(fā)酵罐發(fā)酵罐1臺壓縮機可供8～10個罐左右陜鼓動力—高宏恩發(fā)酵裝置動力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀氣體壓縮機械容積式透平式往復式回轉(zhuǎn)式活塞式斜盤式隔膜式羅茨式葉氏式螺桿式滑片式離心式軸流式斜流式復合式

壓縮機械的分類

陜鼓動力—高宏恩發(fā)酵裝置動力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀

壓縮機械的分類

指出氣口全壓值大于200kPa壓縮機械通風機鼓風機壓縮機指在標準狀況下，出氣口全壓值低于15kPa指升壓在15kPa～200kPa之間或壓比大于1.15小于3陜鼓動力—高宏恩發(fā)酵裝置動力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀發(fā)酵裝置用壓縮機的種類

活塞式壓縮機螺桿式壓縮機離心式壓縮機軸流式壓縮機等溫壓縮機發(fā)酵三合一機組陜鼓動力—高宏恩發(fā)酵裝置動力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀陜鼓壓縮機在發(fā)酵裝置中的應(yīng)用離心式壓縮機軸流式壓縮機等溫壓縮機發(fā)酵三合一機組陜鼓動力—高宏恩發(fā)酵裝置動力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀裝置規(guī)模較小

主風機采用活塞式中混有潤滑油進行多次過濾工藝流程復雜增加了設(shè)備增加了檢修點和故障源壓縮機出口壓力增加壓縮機耗功增大機組運行經(jīng)濟性降低易損件多經(jīng)常檢修陜鼓動力—高宏恩發(fā)酵裝置動力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀

容積式與透平式的比較陜鼓動力—高宏恩發(fā)酵裝置動力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀從上圖中可以看出：容積式壓縮機適用于小流量、壓力范圍覆蓋最大。離心式壓縮機械適用于中流量、高中壓力場合。軸流式壓縮機械適用于大流量、中低壓比的場合。生物制藥發(fā)酵透平風機型譜圖陜鼓動力—高宏恩發(fā)酵裝置動力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀發(fā)酵裝置目前常用的壓縮機由于發(fā)酵行業(yè)的壓力一般比較穩(wěn)定，基本在2—4.5公斤范圍，要求變化的僅僅是流量。比如在發(fā)酵罐換料、檢修等生活就要求流量變小。正常工況下要求滿負荷運轉(zhuǎn)。因此建議有以下選擇：陜鼓動力—高宏恩發(fā)酵裝置動力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀發(fā)酵裝置的壓縮機選型原則對于流量很?。L量小于120m3/min）的裝置，建議使用容積式壓縮機。優(yōu)點：一次性投資少。缺點：能耗高、壽命低、效率低、維修成本大。對于流量中等（風量在120—1000m3/min之間）的裝置，建議使用離心式壓縮機。優(yōu)點：一次性投資比軸流壓縮機少，效率介乎于容積式壓縮機和軸流式壓縮機之間維修工作量較少。缺點：能耗、壽命、效率均比軸流壓縮機次之。陜鼓動力—高宏恩發(fā)酵裝置動力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀發(fā)酵裝置的壓縮機選型原則對于大型流量（風量大于1000m3/min）的裝置，建議使用軸流式壓縮機。優(yōu)點：效率高、能耗低、節(jié)能、風壓穩(wěn)定、流量變化平穩(wěn)，有利于菌苗成活、維護成本以及使用成本極低。缺點：一次性投資高。陜鼓動力—高宏恩發(fā)酵裝置動力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀離心機組構(gòu)成油管路潤滑油站高位油箱電控系統(tǒng)自控系統(tǒng)定子轉(zhuǎn)子軸承密封油封電動機或汽輪機變速器聯(lián)軸器底座冷卻器消聲器過濾器

EI型離心壓縮機機組主風機原動機輔機潤滑系統(tǒng)控制系統(tǒng)陜鼓動力—高宏恩發(fā)酵裝置動力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀方案一、電動機+變速器+壓縮機方案二、汽輪機+壓縮機典型機組配置陜鼓動力—高宏恩發(fā)酵裝置動力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀離心式壓縮機往復式壓縮機主機

陜鼓動力—高宏恩發(fā)酵裝置動力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀離心壓縮機生物制藥發(fā)酵裝置用壓縮機可選用陜鼓制造的E型離心式壓縮機。離心式壓縮機離心式壓縮機性能曲線電拖式離心式壓縮機機組流程圖此流程圖為示意圖，應(yīng)由技術(shù)線繪制EI系列流程圖此曲線為示意圖，應(yīng)由技術(shù)線繪出EI系列的曲線此曲線為示意圖，應(yīng)由更換為EI系列壓縮機的圖片陜鼓動力—高宏恩發(fā)酵裝置動力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀

當流量大于1000Nm3/min時，就可以選用軸流壓縮機作為裝置主風機。流量越大，軸流壓縮機效率高、省功節(jié)能的優(yōu)勢越明顯。

第三部分:生物發(fā)酵工程用軸流壓縮機陜鼓動力—高宏恩發(fā)酵裝置動力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀陜鼓的軸流壓縮機結(jié)構(gòu)簡介三層缸結(jié)構(gòu)大大減小了由于熱膨脹而造成的變形及應(yīng)力集中避免了灰塵及外部條件造成的破壞大大降低了氣流通過葉柵時產(chǎn)生的噪聲，起到了隔聲作用陜鼓動力—高宏恩發(fā)酵裝置動力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀陜鼓的軸流壓縮機結(jié)構(gòu)簡介鑄造水平剖分結(jié)構(gòu)，具有剛性強，不易變形，吸收噪音和減振。中分面用預(yù)應(yīng)力螺栓把緊為一整體，保證具有一定的剛性。加工完后要進行水壓試驗，檢驗機殼的密封性并測量其變形。進排氣法蘭垂直朝下，便于二層平臺上布置機殼陜鼓動力—高宏恩發(fā)酵裝置動力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀陜鼓的軸流壓縮機結(jié)構(gòu)簡介

下機殼兩端靠近中分面處四點支撐在底座上，兩個為固定點，另兩個為滑動點，使機器具有良好的穩(wěn)定性。機殼下部兩端沿軸線還有導向鍵陜鼓動力—高宏恩發(fā)酵裝置動力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀陜鼓的軸流壓縮機結(jié)構(gòu)簡介轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子由主軸，各級動葉，隔葉塊，葉片鎖緊裝置，密封片等組成轉(zhuǎn)子為等內(nèi)徑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子在設(shè)計中進行了橫向振動及扭曲振動分析計算。裝配后進行低速動平衡檢驗、高速動平衡和超速試驗，確保機組運行時安全可靠。陜鼓動力—高宏恩發(fā)酵裝置動力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀陜鼓的軸流壓縮機結(jié)構(gòu)簡介主軸高合金鍛鋼鍛造而成，材料的化學成分經(jīng)嚴格的化驗分析，性能指標通過試塊進行檢驗。粗加工后進行熱運轉(zhuǎn)試驗和探傷檢驗，所有指標合格后方能投入精加工。

整體實心結(jié)構(gòu)。具有強度高，剛性大、運行對中性好、允許較小的徑向間隙、方便用戶，幾乎不需檢修等優(yōu)點。陜鼓動力—高宏恩發(fā)酵裝置動力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀陜鼓的軸流壓縮機結(jié)構(gòu)簡介

檢修時用肉眼檢查轉(zhuǎn)子的狀況，如果有損傷或腐蝕等現(xiàn)象，必須認真的檢查，必要時應(yīng)由專業(yè)人員檢查或由制造廠進行調(diào)整修理。檢查動葉片表面的沖蝕、裂紋等。安裝轉(zhuǎn)子之前應(yīng)認真檢查轉(zhuǎn)子的平衡。陜鼓動力—高宏恩發(fā)酵裝置動力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀盤車油系統(tǒng)調(diào)速系統(tǒng)蒸汽透平軸流壓縮機M潤滑油站動力油站高位油箱軸流壓縮機組標準配置陜鼓動力—高宏恩發(fā)酵裝置動力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀電機增速箱~MM潤滑油站TITEPSTIPITETEZETEYEYEPITIPITEPTPDSPDTHICTITITIPIPIPIPITITETETETEYEYEZETETE動力油站潤滑油站伺服控制系統(tǒng)高位油箱軸流壓縮機增速箱電機軸流壓縮機組標準配置陜鼓動力—高宏恩發(fā)酵裝置動力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀電機增速箱~MM潤滑油站TITEPSTETEZETEYEYEPITIPITEPTPDSPDTHICTITITIPIPIPIPITITETETETEYEYEZETETE動力油站潤滑油站伺服控制系統(tǒng)高位油箱軸流壓縮機增速箱電機軸流壓縮機組標準配置YEZETETI陜鼓動力—高宏恩發(fā)酵裝置動力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀陜鼓的軸流壓縮機結(jié)構(gòu)簡介

全靜葉可調(diào)（AV系列）系列化，標準化，通用化整機水平剖分機殼、葉片承缸、調(diào)節(jié)缸三層缸結(jié)構(gòu)靠近中分面的四點支撐整段等直徑轉(zhuǎn)子動、靜葉頂小間隙工況范圍寬，高效節(jié)能周期短，價格低，質(zhì)量高剛性好，易拆裝變形小，應(yīng)力低，吸噪減振機組穩(wěn)定性好剛性好，內(nèi)泄漏少，提高效率陜鼓動力—高宏恩發(fā)酵裝置動力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀軸流壓縮機生物制藥發(fā)酵裝置用壓縮機可選用陜鼓制造的A型（靜葉不可調(diào)式）軸流壓縮機或AV型（靜葉可調(diào)式）軸流壓縮機。A型軸流壓縮機A型軸流壓縮機性能曲線汽拖式A型軸流壓縮機機組流程圖此流程圖為示意圖，應(yīng)由技術(shù)線出最終圖此曲線圖為示意圖，技術(shù)線可以更換此圖陜鼓動力—高宏恩發(fā)酵裝置動力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀

軸流與離心壓縮機的比較陜鼓動力—高宏恩發(fā)酵裝置動力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀流道短、平直軸流壓縮機與離心壓縮機的效率分析流動損失小分離損失小效率高陜鼓動力—高宏恩發(fā)酵裝置動力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀試驗研究工作開展的充分氣體動力學理論成熟航空工業(yè)效率高，性能準確可靠軸流壓縮機與離心壓縮機的效率分析陜鼓動力—高宏恩發(fā)酵裝置動力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀效率高性能可靠安全性高操作運行方便噪音低壓縮機的選取原則陜鼓動力—高宏恩發(fā)酵裝置動力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀發(fā)酵裝置對壓縮機性能的要求

壓縮機的出口壓力是根據(jù)冷卻器、濾清器及發(fā)酵罐的容積、液位高度確定的。壓縮機一般為等壓力操作，要求壓縮機的流量調(diào)節(jié)范圍比較寬。壓縮機的排氣溫度盡可能的低。發(fā)酵罐內(nèi)溫度一般為30～40℃。

陜鼓動力—高宏恩發(fā)酵裝置動力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀

軸流式壓縮氣體的原理

轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)獲得很高的速度流速減慢壓力提高通道是擴張形的陜鼓動力—高宏恩發(fā)酵裝置動力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)受到離心力分子距離減小獲得速度流經(jīng)擴張形通道流速減慢壓力得到進一步提高

離心式壓縮氣體的原理

陜鼓動力—高宏恩發(fā)酵裝置動力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀裝置規(guī)模擴大風量增大透平式主風機電動機變轉(zhuǎn)速汽輪機易損件少，操作簡單方便陜鼓動力—高宏恩發(fā)酵裝置動力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀軸流與相應(yīng)離心式的對比

依一臺流量為1400m3/min，壓比為3.56的生物制藥發(fā)酵裝置主風機為例

陜鼓動力—高宏恩發(fā)酵裝置動力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀離心式方案一為不帶中間冷卻器離心式方案二為帶中間冷卻器

軸流與相應(yīng)離心式的對比

陜鼓動力—高宏恩發(fā)酵裝置動力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀

a、軸流比離心壓在工況點節(jié)省功率451kw，則節(jié)省451×8000×0.6=216.48萬元/年(或相當?shù)恼羝?。

b、軸流比離心節(jié)省冷卻水50t/h，冷卻水泵和冷卻風扇耗功約15kw，則每年節(jié)省電費15×8000×0.6=7.2萬元/年。

c、軸流壓縮機的外形尺寸為3700×2160×1975，重量為18.4噸，而離心壓縮機的外形尺寸為504×3300×2875，重量為20噸。

A40-10與5E1400的比較陜鼓動力—高宏恩發(fā)酵裝置動力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀

a、軸流不用中間冷卻器，節(jié)省一個設(shè)備，少一個檢修點和故障源。

b、軸流比離心在工況點節(jié)省功率125kw，則節(jié)省電費125×8000×0.6=60萬元/年。

c、軸流比離心節(jié)省冷卻水105t/h，冷卻水泵和冷卻風扇耗功約30kw，則節(jié)省電費14.4萬元/年。

d、軸流的外形尺寸為3700×2160×1975，重量為18.4噸，而離心的外形尺寸為4113×3300×2406，重量為30噸。離心的外形尺寸和重量遠遠大于軸流壓縮機，使機組的基礎(chǔ)加大，增大了基礎(chǔ)的成本。A40-10與5EP1400的比較陜鼓動力—高宏恩發(fā)酵裝置動力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀

軸流式與離心式適應(yīng)流量離心式適合于中小流量的場合;軸流式適合于中大流量的場合。離心式機器尺寸大壓縮相同容積氣體軸流式機器尺寸小流量大，軸流式效率高省功節(jié)能效果顯著陜鼓動力—高宏恩發(fā)酵裝置動力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀

高效率區(qū)的比較軸流設(shè)計點效率比離心高8～10%軸流高效率區(qū)比離心寬陜鼓動力—高宏恩發(fā)酵裝置動力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀

軸流與離心式的比較

陜鼓動力—高宏恩發(fā)酵裝置動力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀壓縮機與管網(wǎng)的聯(lián)合工作

管網(wǎng)性能曲線是指通過管網(wǎng)的氣體流量與保證這個流量通過管網(wǎng)所需的壓力之間的關(guān)系曲線。也稱為管網(wǎng)阻力線。

陜鼓動力—高宏恩發(fā)酵裝置動力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀陜鼓動力—高宏恩發(fā)酵裝置動力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀結(jié)論綜上所述，當裝置的空氣流量在120m3/min以下時，選擇容積式壓縮機（包括往復式、活塞式、羅茨式、螺桿式等）較為合理；當裝置的空氣流量在120—1000m3/min時，選擇離心式壓縮機較為合理；當裝置的空氣流量大于1000m3/min時，選擇軸流壓縮機較為合理。陜鼓動力—高宏恩發(fā)酵裝置動力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀機組配置：①軸流壓縮機+汽輪機（示意圖如下）陜鼓動力—高宏恩發(fā)酵裝置動力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀②汽輪機+變速箱+電機拖動機組的時候布局結(jié)構(gòu)陜鼓動力—高宏恩發(fā)酵裝置動力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀第五部分:發(fā)酵用三合一機組：汽輪機+軸流壓縮機+變速箱+電動發(fā)電機陜鼓動力—高宏恩發(fā)酵裝置動力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀(1)

汽輪機設(shè)計；(2)

空氣過濾器的設(shè)計；(3)

各單機轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速計算；(4)

機組的軸系扭曲臨界轉(zhuǎn)速分析及計算；(5)

壓縮機本體設(shè)計