CN205677913U

CN205677913U - 流体压力能回收装置

Info

Publication number: CN205677913U
Application number: CN201620530207.4U
Authority: CN
Inventors: 杨亦铭; 杨文辉
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-06-03
Filing date: 2016-06-03
Publication date: 2016-11-09
Anticipated expiration: 2026-06-03

Abstract

本实用新型公开了流体压力能回收装置，其包括空气过滤器和至少一级压力能回收部件，压力能回收部件包括换热器和涡轮膨胀机，涡轮膨胀机具有两个配对使用的第一进气口和第一出气口及第二进气口和第二出气口，涡轮膨胀机的第一进气口和第二进气口分别通过一管道与空气过滤器的出气口连接，第一出气口和第二出气口通过两个支路汇聚呈一条管道与换热器连接，最后一级压力能回收部件的换热器的出气口与用气端设备连接。

Description

流体压力能回收装置

技术领域

本实用新型涉及一种能量回收装置，具体涉及一种流体压力能回收装置。

背景技术

在合成氨工艺中，伴生的是高压尾气，压力高达10Mpa，在膜分离H2后，尾气压力依然高达8Mpa。由于尾气量有限，在传统工艺中，采用减压阀减压，然后进入下游工艺或者利用流体压力推动活塞驱动发电机发电。

采用减压调节阀降压方法，可以控制下游压力，但是流体压力能被浪费；而利用流体压力推动活塞驱动发电机发电的方法，可以回收一部分能量，但设备投资较高，小流量高压流体回收周期长。

实用新型内容

针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供的流体压力能回收装置通过涡轮膨胀机直接将压力能转换为动能带动用气端设备工作。

为了达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案为：

提供一种流体压力能回收装置，其包括空气过滤器和至少一级压力能回收部件，压力能回收部件包括换热器和涡轮膨胀机，涡轮膨胀机具有两个配对使用的第一进气口和第一出气口及第二进气口和第二出气口，涡轮膨胀机的第一进气口和第二进气口分别通过一管道与空气过滤器的出气口连接，第一出气口和第二出气口通过两个支路汇聚呈一条管道与换热器连接，最后一级压力能回收部件的换热器的出气口与用气端设备连接。

本实用新型的有益效果为：本方案采用涡轮膨胀机直接把流体的压力能转化为可直接利用的动能形式，省去了转化为电能的环节，由于减少中间环节，提高能量转化效率，减少综合利用成本。

附图说明

图1为流体压力能回收装置的原理框图。

图2为涡轮膨胀机的结构示意图。

其中，1、第一进气口；2、第一蜗壳；3、喷嘴定位盘；4、密封盖；5、机身；6、转子；7、第二蜗壳；8、第二出气口；9、第一法兰；10、第二进气口；11、第二膨胀室；12、密封隔板；13、后轴承；14、回油法兰；15、前轴承；16、保冷板；17、第一膨胀室；18、第一出气口。

具体实施方式

下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的发明创造均在保护之列。

参考图1，图1示出了流体压力能回收装置的原理框图；如图1所示，该流体压力能回收装置包括空气过滤器和至少一级压力能回收部件，压力能回收部件包括换热器和涡轮膨胀机，轮膨胀机具有两个配对使用的第一进气口1和第一出气口18及第二进气口10和第二出气口8，涡轮膨胀机的第一进气口1和第二进气口10分别通过一管道与空气过滤器的出气口连接，第一出气口18和第二出气口8通过两个支路汇聚呈一条管道与换热器连接，最后一级压力能回收部件的换热器的出气口与用气端设备连接。

采用本方案的压力能回收装置后，可以将压力能转化为动能直接驱动工艺设备，节约了中间转化为电力的投资成本，减少了转换环节，提高了转化效率；替代传统的活塞和电动机工艺设备，去除了这些中间设备的电能消耗；再者，由于利用了浪费的能量，节约了电力消耗，同时还减少了碳排放。

对于排出的气体的压力比较高，压力能回收部件采用一级时，难以实现压力能的最大化回收，压力能回收部件可以至少设置为两级，当压力能回收部件至少为两级时，压力能回收部件通过管道依次连接，且仅第一级压力能回收部件的涡轮膨胀机与空气过滤器，最后一级压力能回收部件的换热器的出气口与下游用气端设备连接。

采用本方案的流体压力能回收装置的经济效益分析：

假设，高压气体压力为P1，温度为T1，流体热容为C1，高压气体流量为M（Kg/h)；膨胀后气体压力为P2，温度为T2，流体热容为C2；涡轮膨胀机效率为R1；直接被驱动设备效率为R2；则可利用能量S = M * ( C1*T1 - C2*T2)*R1*R2。

再假设气体压力较低，一级膨胀可完整利用：气体重量为2000Kg/h,比热为C1=C2=1.3，T1=330K，T2=260K，R1=80%，R2=80%，则可利用能量S=2000*1.3*（330-260）*80%*80%=5824Kj/h=32.2Kw，同时可节约其他设备投资。

从上面数据分析可知，本方案能够充分利用浪费的流体压力能，节约消耗，减少碳排放，同时还节约了运行费用。

如图2所示，本方案的涡轮膨胀机可以包括机身5、设置有第一进气口1和第一出气口18的第一蜗壳2及设置有第二进气口10和第二出气口8的第二蜗壳7；第一蜗壳2与机身5固定连接后形成一分别与第一进气口1和第一出气口18连通的第一膨胀室17，且第一膨胀室17内设置有第一叶轮。

第二蜗壳7与机身5固定连接后形成一分别与第二进气口10和第二出气口8连通的第二膨胀室11，且第二膨胀室11内设置有第二叶轮；机身5上通过其上设置的前轴承15和后轴承13安装有一贯穿机身5、且两端分别延伸至第一膨胀室17和第二膨胀室11的转子6；第一叶轮和第二叶轮分别安装在转子6的两端。

本方案通过上述结构的涡轮膨胀机后，其能够将高压气体分成两部分进行膨胀处理后，快速地将气体的压力能转化为动能供应给用气设备，提高高压气体的降压效率和利用率。

为了确保高压气体在第一膨胀腔和第二膨胀腔内的密封性，实施时，本方案优选第一膨胀室17通过喷嘴与第一出气口18连接，喷嘴通过设置于第一叶轮后端的转子6上的喷嘴定位盘3安装在第一蜗壳2的端部；喷嘴定位盘3与机身5之间的转子6上安装有对第一膨胀室17进行密封的密封盖4。喷嘴定位盘3与机身5相接触的端面还设置有一保冷板16。

第二叶轮后端的转子6上安装有设置于第一蜗壳2和机身5之间、对第二膨胀室11进行密封的密封隔板12。第二进气口10和第二蜗壳之间设置有与第二膨胀室11连通的第一法兰9。

为了便于第一出气口18和第二出气口8与管道快速连接，在第一出气口18和第二出气口8的端部均设置有一出口法兰。为了降低转子6带动第一叶轮和第二叶轮转动过程的摩擦力，在机身5上通过回油法兰14安装有一与转子6安装腔连通的进油管，进油管设置之后，可以通过进入的润滑油对转子6、前轴承15和后轴承13起到润滑作用。

综上所述，本方案的流体压力能回收装置通过涡轮膨胀机直接将压力能转换为动能带动用气端设备工作，省去了转化为电能的环节，从而提高了能量转化效率，减少综合利用成本。

Claims

1.流体压力能回收装置，其特征在于，包括空气过滤器和至少一级压力能回收部件，所述压力能回收部件包括换热器和涡轮膨胀机，所述涡轮膨胀机具有两个配对使用的第一进气口和第一出气口及第二进气口和第二出气口，所述涡轮膨胀机的第一进气口和第二进气口分别通过一管道与空气过滤器的出气口连接，第一出气口和第二出气口通过两个支路汇聚呈一条管道与所述换热器连接，最后一级压力能回收部件的换热器的出气口与用气端设备连接。

2.根据权利要求1所述的流体压力能回收装置，其特征在于，当压力能回收部件至少为两级时，压力能回收部件通过管道依次连接，且仅第一级压力能回收部件的涡轮膨胀机与空气过滤器，最后一级压力能回收部件的换热器的出气口与下游用气端设备连接。

3.根据权利要求1或2所述的流体压力能回收装置，其特征在于，所述涡轮膨胀机包括机身、设置有第一进气口和第一出气口的第一蜗壳及设置有第二进气口和第二出气口的第二蜗壳；所述第一蜗壳与机身固定连接后形成一分别与第一进气口和第一出气口连通的第一膨胀室，且第一膨胀室内设置有第一叶轮；

所述第二蜗壳与机身固定连接后形成一分别与第二进气口和第二出气口连通的第二膨胀室，且第二膨胀室内设置有第二叶轮；所述机身通过其上设置的前轴承和后轴承安装有一贯穿机身、且两端分别延伸至第一膨胀室和第二膨胀室的转子；所述第一叶轮和第二叶轮分别安装在转子的两端。

4.根据权利要求3所述的流体压力能回收装置，其特征在于，所述第一膨胀室通过喷嘴与第一出气口连接，所述喷嘴通过设置于第一叶轮后端的转子上的喷嘴定位盘安装在第一蜗壳的端部；喷嘴定位盘与机身之间的转子上安装有对第一膨胀室进行密封的密封盖。

5.根据权利要求4所述的流体压力能回收装置，其特征在于，所述喷嘴定位盘与机身相接触的端面还设置有一保冷板。

6.根据权利要求4或5所述的流体压力能回收装置，其特征在于，所述第一出气口的端部设置有一出口法兰。

7.根据权利要求3所述的流体压力能回收装置，其特征在于，所述第二叶轮后端的转子上安装有设置于第一蜗壳和机身之间、对第二膨胀室进行密封的密封隔板。