CN220098990U - 一种用于生物发酵的余热回收和蒸汽梯级利用的供气装置 - Google Patents
一种用于生物发酵的余热回收和蒸汽梯级利用的供气装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN220098990U CN220098990U CN202321286288.4U CN202321286288U CN220098990U CN 220098990 U CN220098990 U CN 220098990U CN 202321286288 U CN202321286288 U CN 202321286288U CN 220098990 U CN220098990 U CN 220098990U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- steam
- turbine
- biological fermentation
- compressor
- boiler
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 title claims abstract description 62
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 title claims abstract description 55
- 238000011084 recovery Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 24
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 21
- 238000011143 downstream manufacturing Methods 0.000 claims description 10
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 7
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 5
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 abstract description 4
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 4
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 6
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种用于生物发酵的余热回收和蒸汽梯级利用的供气装置。解决了现有用于生物发酵的供气装置在压缩空气冷却过程中热能浪费大、能源利用率低的技术问题。本实用新型装置包括第一压缩机、换热器、第一锅炉、第一汽轮机、第一发电机、齿轮箱、第二锅炉、第二汽轮机和能量回收装置；第一锅炉向第一汽轮机输送蒸汽；第一汽轮机驱动第一压缩机做功；第一压缩机通过齿轮箱与第一发电机连接，第一压缩机输出的压缩空气经换热器降温后向生物发酵装置供气；换热器中换热升温后的冷却水送入第二锅炉生成高温高压蒸汽；第二锅炉生成的高温高压蒸汽驱动第二汽轮机做功，带动能量回收装置工作。实现节能减排的同时，增加了企业的经济效益。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种供气装置，具体涉及一种用于生物发酵的余热回收和蒸汽梯级利用的供气装置。
背景技术
近年来，国家对环境保护的要求趋于严格，对废水、废气的排放监管越来越严格，同时对生产过程中产生的能耗、物耗等方面也提出了更高的要求。
在新的市场环境和政策环境下，行业需要采用先进的节能环保技术工艺和设备，有效提高能源利用率、降低生产单位能耗，控制污染物排放，真正的做到“节能、降耗、减污、增效”，增强企业的竞争优势。
在生物发酵领域，传统的用于生物发酵工艺供风的装置通常如图1所示，包括第一压缩机1、换热器2、第一锅炉3、第一汽轮机4、齿轮箱8和第一发电机5，用于为生物发酵工艺提供压缩空气。由于生物发酵工艺所需蒸汽压力和温度等参数不尽相同。在生物发酵领域，整个发酵工艺流程中对蒸汽的需求往往不同，有的地方需要高温高压蒸汽，而有的地方可能需要中温中压蒸汽。因此第一锅炉3产生的蒸汽通过母管分成两路支管。一路支管中的蒸汽通过第一汽轮机4膨胀做功，驱动第一压缩机1为发酵工艺供风，第一汽轮机4驱动第一压缩机1后剩余的能量通过第一发电机5进行发电；另外一路支管中的蒸汽通过减温减压器6进行降温降压后去下游工艺使用。第一压缩机1出口的压缩空气温度较高，一般为200℃左右。而生物发酵工艺所需空气温度为50-60℃，因此需要对第一压缩机1出口的压缩空气进行冷却降温，温度达到50-60℃时，才能满足生物发酵装置对压缩空气的需求。常用的冷却方式为加装换热器2，通过循环冷却水对第一压缩机1出口的压缩空气进行冷却，再将使用完的冷却水排放出去。
上述传统的用于生物发酵工艺供风的装置，一方面将冷却水排放出去，极大的浪费了热能，不符合经济发展原则，不利于企业的降本增效；另一方面，蒸汽通过减温减压器6对高温高压蒸汽进行降温降压处理的方式也造成了能量的极大损失，不利于企业的降本增效。因此，迫切需要寻求一种更加经济、节能的压缩空气余热处理方式以提高能源利用率，增加企业的效益。
实用新型内容
本实用新型的目的是解决现有用于生物发酵的供气装置在压缩空气冷却过程中热能浪费大、能源利用率低的技术问题，而提供一种用于生物发酵的余热回收和蒸汽梯级利用的供气装置。
本实用新型的技术解决方案是：
一种用于生物发酵的余热回收和蒸汽梯级利用的供气装置，包括第一压缩机、换热器、第一锅炉、第一汽轮机、第一发电机和齿轮箱；所述第一锅炉向第一汽轮机输送蒸汽；所述第一汽轮机驱动第一压缩机做功；所述第一压缩机通过齿轮箱与第一发电机连接，所述第一压缩机输出的压缩空气经换热器降温后向生物发酵装置供气；其特殊之处在于：
还包括第二锅炉、第二汽轮机和能量回收装置；
所述换热器中换热升温后的冷却水送入第二锅炉生成高温高压蒸汽；
所述第二锅炉生成的高温高压蒸汽驱动第二汽轮机做功，带动能量回收装置工作。
进一步地，所述能量回收装置为第二发电机。
进一步地，所述能量回收装置为第二压缩机；所述第二压缩机为生物发酵装置供风。
进一步地，还包括调节阀和供气管路；所述第一汽轮机上设置有一个抽气孔；所述抽气孔通过供气管路与生物发酵装置连通；所述调节阀设置在供气管路上，用于调节进入生物发酵装置的高温高压气体的压力和流量。
进一步地，所述抽气孔的位置根据蒸汽在第一汽轮机中每一级膨胀后的压力和温度，以及下游工艺所需的中温中压蒸汽参数进行确定。
进一步地，所述第一汽轮机上部分膨胀级的对应壳体处分别设置一个抽气孔；每个抽气孔通过各自的开关阀后通过供气管路与生物发酵装置连通；所述调节阀设置在供气管路上，用于调节进入生物发酵装置的高温高压气体的压力和流量。
本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型一种用于生物发酵的余热回收和蒸汽梯级利用的供气装置，通过结构的改进，将排放的冷却水形成蒸汽，再通过汽轮机膨胀做功，最后通过能量回收装置进行回收利用，给企业节省了成本，实现了对压缩机出口的压缩空气余热回收利用，响应国家节能减排政策号召的同时，也给企业带来了显著的经济效益。
2、本实用新型一种用于生物发酵的余热回收和蒸汽梯级利用的供气装置，能量回收装置为发电机，汽轮机膨胀做功驱动发电机进行发电，产生的电能可用于工厂其它设备，比从电网取电成本更低，很好的实现了企业的降本增效。
3、本实用新型一种用于生物发酵的余热回收和蒸汽梯级利用的供气装置，能量回收装置为压缩机，将排放的冷却水转化为能量用于发酵工艺供风，实现了对压缩机出口的压缩空气余热回收利用，响应国家节能减排政策号召的同时，也给企业带来了显著的经济效益。
4、本实用新型一种用于生物发酵的余热回收和蒸汽梯级利用的供气装置，第一锅炉产生的高温高压蒸汽全部进入第一汽轮机驱动第一压缩机为生物发酵工艺供风，这个蒸汽需求是整个生物发酵流程中首先要保证的。然后通过第一汽轮机自身膨胀做功，降低了蒸汽的压力和温度，加上调节阀可进一步控制蒸汽的压力和温度，这样在满足了发酵工艺对中温中压蒸汽需求的同时，没有任何蒸汽热能和压力能的浪费，真正为企业节能增效做出了贡献，提升了企业的竞争力。
5、本实用新型一种用于生物发酵的余热回收和蒸汽梯级利用的供气装置，通过工艺流程优化，不仅节能增效，还省掉了1套减温减压器，为企业节省了成本。
附图说明
图1是现有用于生物发酵工艺供风装置的结构示意图；
图2是本实用新型一种用于生物发酵的余热回收和蒸汽梯级利用的供气装置实施例的结构示意图(能量回收装置为第二发电机)；
图3是本实用新型一种用于生物发酵的余热回收和蒸汽梯级利用的供气装置实施例的结构示意图(能量回收装置为第二压缩机)。
附图标记：1-第一压缩机，2-换热器，3-第一锅炉，4-第一汽轮机，5-第一发电机，6-减温减压器，7-调节阀，8-齿轮箱，11-第二压缩机，31-第二锅炉，41-第二汽轮机，51-第二发电机。
具体实施方式
为解决上述问题，本实用新型对现有不够节能的装置进行改进，如图2所示，本实用新型一种用于生物发酵的余热回收和蒸汽梯级利用供气装置，包括第一压缩机1、换热器2、第一锅炉3、第一汽轮机4、第一发电机5、齿轮箱8、第二锅炉31、第二汽轮机41、能量回收装置、调节阀7和供气管路。
第一锅炉3向第一汽轮机4输送蒸汽；第一汽轮机4驱动第一压缩机1做功；第一压缩机1通过齿轮箱8与第一发电机5连接，第一压缩机1输出的压缩空气经换热器2降温后向生物发酵装置供气；换热器2中换热升温后的冷却水送入第二锅炉31生成高温高压蒸汽；第二锅炉31生成的高温高压蒸汽驱动第二汽轮机41做功，带动能量回收装置工作。第一汽轮机4上设置有一个抽气孔；抽气孔通过供气管路与生物发酵装置连通；调节阀7设置在供气管路上，用于调节进入生物发酵装置的高温高压气体的压力和流量。抽气孔的位置根据蒸汽在第一汽轮机4中每一级膨胀后的压力和温度，以及下游工艺所需的中温中压蒸汽参数进行确定。其他实施例还可根据工艺需要，在第一汽轮机4上部分膨胀级的对应壳体处分别设置一个抽气孔；每个抽气孔通过各自的开关阀后通过供气管路与生物发酵装置连通；调节阀7设置在供气管路上，用于调节进入生物发酵装置的高温高压气体的压力和流量。其中，本实施例中能量回收装置为第二发电机51，其他实施例的能量回收装置也可以换成其他所需的能量转换的装置，比如第二压缩机11，参见图3，第二压缩机11可用于为生物发酵装置供风。
本实用新型供气装置的工作原理是：第一锅炉3产生的高温高压蒸汽全部进入第一汽轮机4膨胀做功，第一汽轮机4的一部分气体用于驱动第一压缩机1为生物发酵工艺供风以及第一发电机5发电，剩余的高温高压蒸汽通过计算，根据蒸汽在第一汽轮机4中每一级膨胀后的压力及温度，匹配下游工艺所需的中温中压蒸汽参数，确定第一汽轮机4上具体抽气孔的位置，在该位置设置蒸汽支路，在支路上设置调节阀7，通过调节阀7可以进一步控制进入生物发酵装置下游工艺的压力和流量，从而满足生物发酵工艺的中温中压蒸汽需求。第一压缩机1出来的压缩空气通过换热器2和循环冷却水进行热量交换，降温后的压缩空气进入生物发酵工艺，温度升高后的冷却水进入第二锅炉31产生蒸汽，第二锅炉31的蒸汽进入到第二汽轮机41进行膨胀做功，带动能量回收装置工作。当能量回收装置为第二发电机51时，第二发电机51用于发电；当能量回收装置为第二压缩机11时，第二汽轮机41驱动第二压缩机11为生物发酵工艺供风。
本实用新型提供的两种能量回收装置均能解决供气装置的压缩空气冷却过程中热能浪费大，不经济、能源利用率低的问题，实现第一压缩机1出口压缩空气的余热回收。同时，本实用新型对锅炉蒸汽工艺流程进行了优化，提供了一种锅炉蒸汽梯级高效利用技术，将原本第一锅炉3通过减温减压器6进入生物发酵工艺的支路去掉，将第一锅炉3的全部蒸汽送入第一汽轮机4膨胀做功，再从第一汽轮机4设置抽气孔，根据生物发酵工艺所需的蒸汽参数与第一汽轮机4膨胀参数相匹配确定具体抽气孔位置，再利用调节阀7实现生物发酵工艺所需的蒸汽参数调节，解决了蒸汽通过减温减压器6进行降温降压处理而造成蒸汽能量损失的问题，提升了能源的利用率，利于企业的降本增效。
以下通过参数对本实用新型进一步说明：某生物发酵用户第一锅炉3产生的高温高压蒸汽参数如下：蒸汽压力12.7MPa(a)、蒸汽温度532℃、设计工况进汽量92t/h。第一锅炉3产生的蒸汽压力和温度满足第一汽轮机4驱动第一压缩机1所需。该用户在下游工艺还需要压力2.14MPa(a)、温度302℃、汽量92t/h的蒸汽。根据下游工艺所需蒸汽参数，确定了第一汽轮机4的抽气参数。通过第一汽轮机4通流计算，确定该汽轮机共25级，抽气位置在19级。这样确定了第一汽轮机4的抽气孔位置，在该位置设置蒸汽支路，在支路上设置调节阀7。通过调节阀7可以进一步控制进入下游工艺蒸汽的压力和流量，从而满足下游工艺蒸汽的需求。
Claims (6)
1.一种用于生物发酵的余热回收和蒸汽梯级利用的供气装置，包括第一压缩机(1)、换热器(2)、第一锅炉(3)、第一汽轮机(4)、第一发电机(5)和齿轮箱(8)；所述第一锅炉(3)向第一汽轮机(4)输送蒸汽；所述第一汽轮机(4)驱动第一压缩机(1)做功；所述第一压缩机(1)通过齿轮箱(8)与第一发电机(5)连接，所述第一压缩机(1)输出的压缩空气经换热器(2)降温后向生物发酵装置供气；其特征在于：
还包括第二锅炉(31)、第二汽轮机(41)和能量回收装置；
所述换热器(2)中换热升温后的冷却水送入第二锅炉(31)生成高温高压蒸汽；
所述第二锅炉(31)生成的高温高压蒸汽驱动第二汽轮机(41)做功，带动能量回收装置工作。
2.根据权利要求1所述的一种用于生物发酵的余热回收和蒸汽梯级利用的供气装置，其特征在于：
所述能量回收装置为第二发电机(51)。
3.根据权利要求1所述的一种用于生物发酵的余热回收和蒸汽梯级利用的供气装置，其特征在于：
所述能量回收装置为第二压缩机(11)；所述第二压缩机(11)为生物发酵装置供风。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种用于生物发酵的余热回收和蒸汽梯级利用的供气装置，其特征在于：
还包括调节阀(7)和供气管路；
所述第一汽轮机(4)上设置有一个抽气孔；
所述抽气孔通过供气管路与生物发酵装置连通；
所述调节阀(7)设置在供气管路上，用于调节进入生物发酵装置的高温高压气体的压力和流量。
5.根据权利要求4所述的一种用于生物发酵的余热回收和蒸汽梯级利用的供气装置，其特征在于：
所述抽气孔的位置根据蒸汽在第一汽轮机(4)中每一级膨胀后的压力和温度，以及下游工艺所需的中温中压蒸汽参数进行确定。
6.根据权利要求4所述的一种用于生物发酵的余热回收和蒸汽梯级利用的供气装置，其特征在于：
所述第一汽轮机(4)上部分膨胀级的对应壳体处分别设置一个抽气孔；
每个抽气孔通过各自的开关阀后通过供气管路与生物发酵装置连通；
所述调节阀(7)设置在供气管路上，用于调节进入生物发酵装置的高温高压气体的压力和流量。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202321286288.4U CN220098990U (zh) | 2023-05-25 | 2023-05-25 | 一种用于生物发酵的余热回收和蒸汽梯级利用的供气装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202321286288.4U CN220098990U (zh) | 2023-05-25 | 2023-05-25 | 一种用于生物发酵的余热回收和蒸汽梯级利用的供气装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN220098990U true CN220098990U (zh) | 2023-11-28 |
Family
ID=88848029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202321286288.4U Active CN220098990U (zh) | 2023-05-25 | 2023-05-25 | 一种用于生物发酵的余热回收和蒸汽梯级利用的供气装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN220098990U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117927867A (zh) * | 2024-03-21 | 2024-04-26 | 中齐能源科技有限公司 | 微压空气能回收装置 |
-
2023
- 2023-05-25 CN CN202321286288.4U patent/CN220098990U/zh active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117927867A (zh) * | 2024-03-21 | 2024-04-26 | 中齐能源科技有限公司 | 微压空气能回收装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109798157B (zh) | 一种用于热电机组电力调峰的凝抽背耦合抽汽集成系统及其运行方法 | |
| CN101270689B (zh) | 煤气化增压联合循环发电系统的能量转化和回收方法 | |
| CN220098990U (zh) | 一种用于生物发酵的余热回收和蒸汽梯级利用的供气装置 | |
| CN203892106U (zh) | 一种利用回收给水压力能的发电系统 | |
| CN202417632U (zh) | 一种共用辅机系统的能量回收汽轮机发电及驱动压缩机组 | |
| CN101126348A (zh) | 煤联合循环发电系统能量回收方法及装置 | |
| CN113339774B (zh) | 基于热电机组蒸汽梯级利用的多能联供系统及调节方法 | |
| CN108468575B (zh) | 基于喷射热泵的抽凝机组改背压机组系统及其运行方法 | |
| CN111663972A (zh) | 一种置于二次再热机组高效供热系统 | |
| CN108361085B (zh) | 一种用于空冷发电机组的低真空双背压供热系统 | |
| CN209959302U (zh) | 热电联产与压缩空气相结合的储能装置 | |
| CN214997831U (zh) | 一种天然气压差发电及冷能利用系统 | |
| CN212027887U (zh) | 一种基于能源梯级利用的供热蒸汽驱动液氢制备系统 | |
| CN111472848B (zh) | 一种基于能源梯级利用的供热蒸汽驱动液氢制备系统 | |
| CN210220144U (zh) | 一种内燃机发电厂房排风换热系统 | |
| CN110579041B (zh) | 一种基于吸收式热泵的热电解耦系统及运行方法 | |
| CN113587176A (zh) | 一种热电机组抽汽耦合太阳能的清洁供热系统及运行方法 | |
| CN207716888U (zh) | 冶炼余热回收用于空分系统节能的系统及空气分离装置 | |
| CN201671663U (zh) | 一种能量回收热电动三联产三机同轴汽轮驱动机组 | |
| CN110159372A (zh) | 一种实现汽气电三联供的系统及方法 | |
| CN219605362U (zh) | 一种低温余热发电代替蒸汽冷却装置回收凝水系统 | |
| CN215520990U (zh) | 500mw火电机组通流改造后的切缸供热系统 | |
| CN217462288U (zh) | 富余蒸汽回收利用系统 | |
| CN215765319U (zh) | 汽流引射的宽范围凝汽式600mw机组供热系统 | |
| CN212406981U (zh) | 一种空压机余热利用系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |