發(fā)酵裝置動(dòng)力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

發(fā)酵裝置大型化，是發(fā)酵行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。只有規(guī)模達(dá)到一定程度，企業(yè)才能有能力抗衡市場(chǎng)波浪的沖擊。對(duì)于發(fā)酵裝置中最為耗能的重點(diǎn)設(shè)備就是壓縮機(jī)，具國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家測(cè)算，在我國(guó)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(jī)的效率、節(jié)能降耗對(duì)于發(fā)酵企業(yè)就顯得特別重要。第一部分前言陜鼓動(dòng)力—高宏恩發(fā)酵裝置動(dòng)力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀發(fā)酵裝置流程入口空氣過(guò)濾器消聲器原動(dòng)機(jī)壓縮機(jī)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(tái)壓縮機(jī)可供8～10個(gè)罐左右陜鼓動(dòng)力—高宏恩發(fā)酵裝置動(dòng)力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀氣體壓縮機(jī)械容積式透平式往復(fù)式回轉(zhuǎn)式活塞式斜盤(pán)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(fù)合式

壓縮機(jī)械的分類(lèi)

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

壓縮機(jī)械的分類(lèi)

指出氣口全壓值大于200kPa壓縮機(jī)械通風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)機(jī)壓縮機(jī)指在標(biāo)準(zhǔn)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(dòng)力—高宏恩發(fā)酵裝置動(dòng)力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀發(fā)酵裝置用壓縮機(jī)的種類(lèi)

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

主風(fēng)機(jī)采用活塞式中混有潤(rùn)滑油進(jìn)行多次過(guò)濾工藝流程復(fù)雜增加了設(shè)備增加了檢修點(diǎn)和故障源壓縮機(jī)出口壓力增加壓縮機(jī)耗功增大機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性降低易損件多經(jīng)常檢修陜鼓動(dòng)力—高宏恩發(fā)酵裝置動(dòng)力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀

容積式與透平式的比較陜鼓動(dòng)力—高宏恩發(fā)酵裝置動(dòng)力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀從上圖中可以看出：容積式壓縮機(jī)適用于小流量、壓力范圍覆蓋最大。離心式壓縮機(jī)械適用于中流量、高中壓力場(chǎng)合。軸流式壓縮機(jī)械適用于大流量、中低壓比的場(chǎng)合。生物制藥發(fā)酵透平風(fēng)機(jī)型譜圖陜鼓動(dòng)力—高宏恩發(fā)酵裝置動(dòng)力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀發(fā)酵裝置目前常用的壓縮機(jī)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(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。因此建議有以下選擇：陜鼓動(dòng)力—高宏恩發(fā)酵裝置動(dòng)力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀發(fā)酵裝置的壓縮機(jī)選型原則對(duì)于流量很小（風(fēng)量小于120m3/min）的裝置，建議使用容積式壓縮機(jī)。優(yōu)點(diǎn)：一次性投資少。缺點(diǎn)：能耗高、壽命低、效率低、維修成本大。對(duì)于流量中等（風(fēng)量在120—1000m3/min之間）的裝置，建議使用離心式壓縮機(jī)。優(yōu)點(diǎn)：一次性投資比軸流壓縮機(jī)少，效率介乎于容積式壓縮機(jī)和軸流式壓縮機(jī)之間維修工作量較少。缺點(diǎn)：能耗、壽命、效率均比軸流壓縮機(jī)次之。陜鼓動(dòng)力—高宏恩發(fā)酵裝置動(dòng)力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀發(fā)酵裝置的壓縮機(jī)選型原則對(duì)于大型流量（風(fēng)量大于1000m3/min）的裝置，建議使用軸流式壓縮機(jī)。優(yōu)點(diǎn)：效率高、能耗低、節(jié)能、風(fēng)壓穩(wěn)定、流量變化平穩(wěn)，有利于菌苗成活、維護(hù)成本以及使用成本極低。缺點(diǎn)：一次性投資高。陜鼓動(dòng)力—高宏恩發(fā)酵裝置動(dòng)力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀離心機(jī)組構(gòu)成油管路潤(rùn)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(dòng)機(jī)或汽輪機(jī)變速器聯(lián)軸器底座冷卻器消聲器過(guò)濾器

EI型離心壓縮機(jī)機(jī)組主風(fēng)機(jī)原動(dòng)機(jī)輔機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)控制系統(tǒng)陜鼓動(dòng)力—高宏恩發(fā)酵裝置動(dòng)力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀方案一、電動(dòng)機(jī)+變速器+壓縮機(jī)方案二、汽輪機(jī)+壓縮機(jī)典型機(jī)組配置陜鼓動(dòng)力—高宏恩發(fā)酵裝置動(dòng)力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀離心式壓縮機(jī)往復(fù)式壓縮機(jī)主機(jī)

陜鼓動(dòng)力—高宏恩發(fā)酵裝置動(dòng)力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀離心壓縮機(jī)生物制藥發(fā)酵裝置用壓縮機(jī)可選用陜鼓制造的E型離心式壓縮機(jī)。離心式壓縮機(jī)離心式壓縮機(jī)性能曲線電拖式離心式壓縮機(jī)機(jī)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(jī)的圖片陜鼓動(dòng)力—高宏恩發(fā)酵裝置動(dòng)力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀

當(dāng)流量大于1000Nm3/min時(shí)，就可以選用軸流壓縮機(jī)作為裝置主風(fēng)機(jī)。流量越大，軸流壓縮機(jī)效率高、省功節(jié)能的優(yōu)勢(shì)越明顯。

第三部分:生物發(fā)酵工程用軸流壓縮機(jī)陜鼓動(dòng)力—高宏恩發(fā)酵裝置動(dòng)力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀陜鼓的軸流壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(guò)葉柵時(shí)產(chǎn)生的噪聲，起到了隔聲作用陜鼓動(dòng)力—高宏恩發(fā)酵裝置動(dòng)力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀陜鼓的軸流壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介鑄造水平剖分結(jié)構(gòu)，具有剛性強(qiáng)，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(jìn)行水壓試驗(yàn)，檢驗(yàn)機(jī)殼的密封性并測(cè)量其變形。進(jìn)排氣法蘭垂直朝下，便于二層平臺(tái)上布置機(jī)殼陜鼓動(dòng)力—高宏恩發(fā)酵裝置動(dòng)力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀陜鼓的軸流壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

下機(jī)殼兩端靠近中分面處四點(diǎn)支撐在底座上，兩個(gè)為固定點(diǎn)，另兩個(gè)為滑動(dòng)點(diǎn)，使機(jī)器具有良好的穩(wěn)定性。機(jī)殼下部?jī)啥搜剌S線還有導(dǎo)向鍵陜鼓動(dòng)力—高宏恩發(fā)酵裝置動(dòng)力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀陜鼓的軸流壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子由主軸，各級(jí)動(dòng)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(jì)中進(jìn)行了橫向振動(dòng)及扭曲振動(dòng)分析計(jì)算。裝配后進(jìn)行低速動(dòng)平衡檢驗(yàn)、高速動(dòng)平衡和超速試驗(yàn)，確保機(jī)組運(yùn)行時(shí)安全可靠。陜鼓動(dòng)力—高宏恩發(fā)酵裝置動(dòng)力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀陜鼓的軸流壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介主軸高合金鍛鋼鍛造而成，材料的化學(xué)成分經(jīng)嚴(yán)格的化驗(yàn)分析，性能指標(biāo)通過(guò)試塊進(jìn)行檢驗(yàn)。粗加工后進(jìn)行熱運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)和探傷檢驗(yàn)，所有指標(biāo)合格后方能投入精加工。

整體實(shí)心結(jié)構(gòu)。具有強(qiáng)度高，剛性大、運(yùn)行對(duì)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(diǎn)。陜鼓動(dòng)力—高宏恩發(fā)酵裝置動(dòng)力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀陜鼓的軸流壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

檢修時(shí)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(rèn)真的檢查，必要時(shí)應(yīng)由專(zhuān)業(yè)人員檢查或由制造廠進(jìn)行調(diào)整修理。檢查動(dòng)葉片表面的沖蝕、裂紋等。安裝轉(zhuǎn)子之前應(yīng)認(rèn)真檢查轉(zhuǎn)子的平衡。陜鼓動(dòng)力—高宏恩發(fā)酵裝置動(dòng)力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀盤(pán)車(chē)油系統(tǒng)調(diào)速系統(tǒng)蒸汽透平軸流壓縮機(jī)M潤(rùn)滑油站動(dòng)力油站高位油箱軸流壓縮機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)配置陜鼓動(dòng)力—高宏恩發(fā)酵裝置動(dòng)力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀電機(jī)增速箱~MM潤(rùn)滑油站TITEPSTIPITETEZETEYEYEPITIPITEPTPDSPDTHICTITITIPIPIPIPITITETETETEYEYEZETETE動(dòng)力油站潤(rùn)滑油站伺服控制系統(tǒng)高位油箱軸流壓縮機(jī)增速箱電機(jī)軸流壓縮機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)配置陜鼓動(dòng)力—高宏恩發(fā)酵裝置動(dòng)力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀電機(jī)增速箱~MM潤(rùn)滑油站TITEPSTETEZETEYEYEPITIPITEPTPDSPDTHICTITITIPIPIPIPITITETETETEYEYEZETETE動(dòng)力油站潤(rùn)滑油站伺服控制系統(tǒng)高位油箱軸流壓縮機(jī)增速箱電機(jī)軸流壓縮機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)配置YEZETETI陜鼓動(dòng)力—高宏恩發(fā)酵裝置動(dòng)力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀陜鼓的軸流壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

全靜葉可調(diào)（AV系列）系列化，標(biāo)準(zhǔn)化，通用化整機(jī)水平剖分機(jī)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(diǎn)支撐整段等直徑轉(zhuǎn)子動(dòng)、靜葉頂小間隙工況范圍寬，高效節(jié)能周期短，價(jià)格低，質(zhì)量高剛性好，易拆裝變形小，應(yīng)力低，吸噪減振機(jī)組穩(wěn)定性好剛性好，內(nèi)泄漏少，提高效率陜鼓動(dòng)力—高宏恩發(fā)酵裝置動(dòng)力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀軸流壓縮機(jī)生物制藥發(fā)酵裝置用壓縮機(jī)可選用陜鼓制造的A型（靜葉不可調(diào)式）軸流壓縮機(jī)或AV型（靜葉可調(diào)式）軸流壓縮機(jī)。A型軸流壓縮機(jī)A型軸流壓縮機(jī)性能曲線汽拖式A型軸流壓縮機(jī)機(jī)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(dòng)力—高宏恩發(fā)酵裝置動(dòng)力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀

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

壓縮機(jī)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(jī)一般為等壓力操作，要求壓縮機(jī)的流量調(diào)節(jié)范圍比較寬。壓縮機(jī)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(dòng)力—高宏恩發(fā)酵裝置動(dòng)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(kuò)張形的陜鼓動(dòng)力—高宏恩發(fā)酵裝置動(dòng)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(kuò)張形通道流速減慢壓力得到進(jìn)一步提高

離心式壓縮氣體的原理

陜鼓動(dòng)力—高宏恩發(fā)酵裝置動(dòng)力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀裝置規(guī)模擴(kuò)大風(fēng)量增大透平式主風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)變轉(zhuǎn)速汽輪機(jī)易損件少，操作簡(jiǎn)單方便陜鼓動(dòng)力—高宏恩發(fā)酵裝置動(dòng)力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀軸流與相應(yīng)離心式的對(duì)比

依一臺(tái)流量為1400m3/min，壓比為3.56的生物制藥發(fā)酵裝置主風(fēng)機(jī)為例

陜鼓動(dòng)力—高宏恩發(fā)酵裝置動(dòng)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(duì)比

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

a、軸流比離心壓在工況點(diǎn)節(jié)省功率451kw，則節(jié)省451×8000×0.6=216.48萬(wàn)元/年(或相當(dāng)?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(fēng)扇耗功約15kw，則每年節(jié)省電費(fèi)15×8000×0.6=7.2萬(wàn)元/年。

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

A40-10與5E1400的比較陜鼓動(dòng)力—高宏恩發(fā)酵裝置動(dòng)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(gè)設(shè)備，少一個(gè)檢修點(diǎn)和故障源。

b、軸流比離心在工況點(diǎn)節(jié)省功率125kw，則節(jié)省電費(fèi)125×8000×0.6=60萬(wàn)元/年。

c、軸流比離心節(jié)省冷卻水105t/h，冷卻水泵和冷卻風(fēng)扇耗功約30kw，則節(jié)省電費(fèi)14.4萬(wàn)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(yuǎn)遠(yuǎn)大于軸流壓縮機(jī)，使機(jī)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(dòng)力—高宏恩發(fā)酵裝置動(dòng)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(chǎng)合;軸流式適合于中大流量的場(chǎng)合。離心式機(jī)器尺寸大壓縮相同容積氣體軸流式機(jī)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(dòng)力—高宏恩發(fā)酵裝置動(dòng)力設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀

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

軸流與離心式的比較

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

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

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

汽輪機(jī)設(shè)計(jì)；(2)

空氣過(guò)濾器的設(shè)計(jì)；(3)

各單機(jī)轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算；(4)

機(jī)組的軸系扭曲臨界轉(zhuǎn)速分析及計(jì)算；(5)

壓縮機(jī)本體設(shè)計(jì)