1、陜鼓動力高宏恩發酵裝置動力設備發展現狀發酵裝置動力設備發展現狀發酵裝置動力設備發展現狀（壓縮機）（壓縮機）2011.11.11陜鼓動力：高宏恩 1357296212713572962127陜鼓動力高宏恩發酵裝置動力設備發展現狀 發酵裝置大型化，是發酵行業發展的趨勢。只有規發酵裝置大型化，是發酵行業發展的趨勢。只有規模達到一定程度，企業才能有能力抗衡市場波浪的沖擊模達到一定程度，企業才能有能力抗衡市場波浪的沖擊。對于發酵裝置中最為耗能的重點設備就是壓縮機，具。對于發酵裝置中最為耗能的重點設備就是壓縮機，具國內外專家測算，在我國發酵裝置中，最多的耗能已經國內外專家測算，在我國發酵裝置中，最多的耗能

2、已經占據發酵企業全部耗能的占據發酵企業全部耗能的76%，所以提高壓縮機的效率，所以提高壓縮機的效率、節能降耗對于發酵企業就顯得特別重要。、節能降耗對于發酵企業就顯得特別重要。第一部分前言第一部分前言陜鼓動力高宏恩發酵裝置動力設備發展現狀發酵裝置流程發酵裝置流程入口空氣入口空氣過濾器過濾器消聲器消聲器冷卻器冷卻器濾清器濾清器濾清器濾清器發酵罐發酵罐濾清器濾清器發酵罐發酵罐發酵罐發酵罐發酵罐發酵罐發酵罐發酵罐1臺壓縮機可供臺壓縮機可供810個罐左右個罐左右陜鼓動力高宏恩發酵裝置動力設備發展現狀氣體壓縮機械容積式透平式往復式回轉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

3、縮機械的分類壓縮機械的分類 陜鼓動力高宏恩發酵裝置動力設備發展現狀 壓縮機械的分類壓縮機械的分類 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15kPa200kPa之間或壓比大于1.15小于3陜鼓動力高宏恩發酵裝置動力設備發展現狀發酵裝置用壓縮機的種類發酵裝置用壓縮機的種類l 活塞式壓縮機活塞式壓縮機l 螺桿式壓縮機螺桿式壓縮機l 離心式壓縮機離心式壓縮機l 軸流式壓縮機軸流式壓縮機l 等溫壓縮機等溫壓縮機l 發酵三合一機組發酵三合一機組陜鼓動力高宏恩發酵裝置動力設備發展現狀陜鼓壓縮機在發酵裝置中的應用陜鼓壓縮機在發酵裝置中的應用l

4、 離心式壓縮機離心式壓縮機l 軸流式壓縮機軸流式壓縮機l 等溫壓縮機等溫壓縮機l 發酵三合一機組發酵三合一機組陜鼓動力高宏恩發酵裝置動力設備發展現狀裝置規模較小 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濟性降低易損件多經常檢修陜鼓動力高宏恩發酵裝置動力設備發展現狀 容積式與透平式的比較 容容積積式式 透透平平式式 利用機械能改變機器內腔的容積，來實現連續吸氣、壓縮、排氣的過程 利用旋轉的葉輪或動葉柵將機械能傳給氣體，使氣體獲得了速度和壓力，來實現連續吸氣、壓縮、排氣的過程 適用于中、小流量，大流量不適用 適用于

5、中、大流量，小流量不適用 從低壓到超高壓（100MPa）都適用 超高壓（100MPa）范圍不適應 適應性強，排氣壓力在較大范圍內變動時排氣量不變 流量與出口壓力的變化由性能曲線決定，若出口壓力過高，機組進入喘振工況而無法運行 壓縮相同容積流量氣體時機器尺寸相對較大 壓縮相同容積流量氣體時機器尺寸相對較小 結構復雜，易損件多 結構簡單，易損件少 排氣脈動性大 排氣均勻無脈動 氣體中常混有潤滑油 氣體中不含潤滑油 噪音大 噪音小 陜鼓動力高宏恩發酵裝置動力設備發展現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。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

6、縮機械適用于中流量、高中壓力場合。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。軸流式壓縮機械適用于大流量、中低壓比的場合。生物制藥發酵透平風機型譜圖陜鼓動力高宏恩發酵裝置動力設備發展現狀發酵裝置目前常用的壓縮機 由于發酵行業的壓力一般比較穩定，基本在24.5公斤范圍，要求變化的僅僅是流量。比如在發酵罐換料、檢修等生活就要求流量變小。正常工況下要求滿負荷運轉。因此建議有以下選擇：陜鼓動力高宏恩發酵裝置動力設備發展現狀發酵裝置的壓縮機選型原則 對于流量很小（風量小于120m/min）的裝置，建議使用容積式壓縮機。優點：一次性投資少。缺點：能耗高、壽命低、效

7、率低、維修成本大。 對于流量中等（風量在1201000m/min之間）的裝置，建議使用離心式壓縮機。優點：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。陜鼓動力高宏恩發酵裝置動力設備發展現狀發酵裝置的壓縮機選型原則 對于大型流量（風量大于1000m/min）的裝置，建議使用軸流式壓縮機。優點：效率高、能耗低、節能、風壓穩定、流量變化平穩，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。陜鼓動力高宏恩發酵裝置動力設備發展現狀離心機組構成離心機組構成油管路潤滑油站高位油箱電控系統自控系統定 子轉 子軸 承密

8、 封油 封電動機或汽輪機變速器聯軸器底 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 機潤滑系統控制系統陜鼓動力高宏恩發酵裝置動力設備發展現狀方案一、電動機方案一、電動機+變速器變速器+壓縮機壓縮機方案二、汽輪機方案二、汽輪機+壓縮機壓縮機典型機組配置陜鼓動力高宏恩發酵裝置動力設備發展現狀離心式壓縮機離心式壓縮機往復式壓縮機主機主機 陜鼓動力高宏恩發酵裝置動力設備發展現狀離心壓縮機離心壓縮機生物制藥發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離心式壓縮機性能曲線離心式壓縮機性能曲線電拖式離心式壓縮機機組流程圖電拖式離心式壓縮機機組流程圖此流程圖為示意圖

9、，應由技術線繪制EI系列流程圖此曲線為示意圖，應由技術線繪出EI系列的曲線此曲線為示意圖，應由更換為EI系列壓縮機的圖片陜鼓動力高宏恩發酵裝置動力設備發展現狀 當流量大于當流量大于1000Nm1000Nm3 3/min/min時，就可以選用軸流壓縮機作為裝置主風機時，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、省功節能的優勢越明顯。流量越大，軸流壓縮機效率高、省功節能的優勢越明顯。 第三部分第三部分: :生物發酵工程用軸流壓縮機生物發酵工程用軸流壓縮機陜鼓動力高宏恩發酵裝置動力設備發展現狀陜鼓的軸流壓縮機結構簡介陜鼓動力高宏恩發酵裝置動力設備發展現狀陜鼓的軸流壓縮機結構簡介

10、陜鼓動力高宏恩發酵裝置動力設備發展現狀陜鼓的軸流壓縮機結構簡介陜鼓動力高宏恩發酵裝置動力設備發展現狀陜鼓的軸流壓縮機結構簡介轉子轉子在設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。陜鼓動力高宏恩發酵裝置動力設備發展現狀陜鼓的軸流壓縮機結構簡介主軸陜鼓動力高宏恩發酵裝置動力設備發展現狀陜鼓的軸流壓縮機結構簡介 陜鼓動力高宏恩發酵裝置動力設備發展現狀盤車油系統調速系統陜鼓動力高宏恩發酵裝置動力設備發展現狀TITEPSTIPITETEZETEYEYEPITIPITEPTPDSPDTHICTITITIPIPIPIPITITETETETE

11、YEYEZETETE動力油站動力油站潤滑油站潤滑油站伺服控制系統伺服控制系統陜鼓動力高宏恩發酵裝置動力設備發展現狀TITEPSTETEZETEYEYEPITIPITEPTPDSPDTHICTITITIPIPIPIPITITETETETEYEYEZETETE動力油站動力油站潤滑油站潤滑油站伺服控制系統伺服控制系統YEZETETI陜鼓動力高宏恩發酵裝置動力設備發展現狀陜鼓的軸流壓縮機結構簡介 陜鼓動力高宏恩發酵裝置動力設備發展現狀軸流壓縮機軸流壓縮機 生物制藥發酵裝置用壓縮機可選用陜鼓制造的A型（靜葉不可調式）軸流壓縮機或AV型 （靜葉可調式）軸流壓縮機。A型軸流壓縮機型軸流壓縮機A型軸流壓縮機性

12、能曲線型軸流壓縮機性能曲線汽拖式汽拖式A型軸流壓縮機機組流程圖型軸流壓縮機機組流程圖此流程圖為示意圖，應由技術線出最終圖此曲線圖為示意圖，技術線可以更換此圖陜鼓動力高宏恩發酵裝置動力設備發展現狀 軸流與離心壓縮機的比較陜鼓動力高宏恩發酵裝置動力設備發展現狀流道短、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酵裝置動力設備發展現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酵裝置動力設備發展現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酵裝置動力設備發展現狀發酵

13、裝置對壓縮機性能的要求發酵裝置對壓縮機性能的要求l 壓縮機的出口壓力是根據冷卻壓縮機的出口壓力是根據冷卻器、濾清器及發酵罐的容積、液器、濾清器及發酵罐的容積、液位高度確定的。位高度確定的。l 壓縮機一般為等壓力操作，要求壓壓縮機一般為等壓力操作，要求壓縮機的流量調節范圍比較寬。縮機的流量調節范圍比較寬。l 壓縮機的排氣溫度盡可能的低。發壓縮機的排氣溫度盡可能的低。發酵罐內溫度一般為酵罐內溫度一般為3040。 陜鼓動力高宏恩發酵裝置動力設備發展現狀 軸流式壓縮氣體的原理 轉子的旋轉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酵裝置動力設備發展現狀轉子的旋轉受到離心力分子距離減小獲

14、得速度流經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 陜鼓動力高宏恩發酵裝置動力設備發展現狀裝置規模擴大風量增大透平式主風機電動機變轉速汽輪機易損件少，操作簡單方便陜鼓動力高宏恩發酵裝置動力設備發展現狀軸流與相應離心式的對比 依一臺流量為1400 m3/min，壓比為3.56的生物制藥發酵裝置主風機為例 陜鼓動力高宏恩發酵裝置動力設備發展現狀 冷卻器耗水量T/H 壓縮機形式 型號 Qj M3/min Pj bar tj Pc bar 軸功率 kW 風機重量 T 中冷 末冷 軸流式 A40-10 1400 0.87 28 3.1 3611 18.4 無 500 離心式 (方案一)

15、 5E1400 1400 0.87 28 3.1 4062 20 無 550 離心式 (方案二) 5EP1400 1400 0.87 28 3.1 3736 30 285 320 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 軸流與相應離心式的對比 陜鼓動力高宏恩發酵裝置動力設備發展現狀 a、軸流比離心壓在工況點節省功率451kw，則節省45180000.6=216.48萬元/年(或相當的蒸汽)。 b、軸流比離心節省冷卻水50t/h，冷卻水泵和冷卻風扇耗功約15 kw，則每年節省電費1580000.6=7.2萬元/年。 c、軸流壓縮機的外形尺寸為370021601975，重量為18.

16、4噸，而離心壓縮機的外形尺寸為50433002875，重量為20噸。 A40-10與5E1400的比較陜鼓動力高宏恩發酵裝置動力設備發展現狀 a、軸流不用中間冷卻器，節省一個設備，少一個檢修點和故障源。 b、軸流比離心在工況點節省功率125kw，則節省電費12580000.6=60萬元/年。 c、軸流比離心節省冷卻水105t/h，冷卻水泵和冷卻風扇耗功約30kw，則節省電費14.4萬元/年。 d、軸流的外形尺寸為370021601975，重量為18.4噸，而離心的外形尺寸為411333002406，重量為30噸。離心的外形尺寸和重量遠遠大于軸流壓縮機，使機組的基礎加大，增大了基礎的成本。A40

17、-10與5EP1400的比較陜鼓動力高宏恩發酵裝置動力設備發展現狀 軸流式與離心式適應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能效果顯著陜鼓動力高宏恩發酵裝置動力設備發展現狀 高效率區的比較 軸流設計點效率比離心高810%軸流高效率區比離心寬陜鼓動力高宏恩發酵裝置動力設備發展現狀 軸流與離心式的比較 序號序號 項項 目目 軸流式軸流式 離心式離心式 1 介質的流動方向 大致平行于旋轉軸 大致垂直與旋轉軸 2 介質壓力提高的原理 由于轉子的旋轉，氣體獲得很高的速度，動、靜葉柵通道是擴張形的，因而氣體流速

18、減慢壓力提高 轉子的旋轉氣體受到離心力的作用， 氣體分子間距離減小壓力提高， 并獲得速度， 流經擴壓器、蝸殼等擴張形通道時氣體的流速減慢壓力得到進一步提高 3 適用流量 1000m3/min 以上 1200m3/min 以下 4 適用壓比 2.78 中低壓比 高中壓力 5 效率 (8992) 一元流小于 80 三元流 83左右 6 調節方式 靜葉角度調節或轉速調節 進口節流調節或轉速調節 7 調節穩定性 風量風壓波動小 風量風壓波動大 8 噪音 較低 較高 9 經濟性 高，能耗小 低，能耗大 10 技術密集程度 高 低 11 結構 復雜 較簡單 12 制造成本 高 較低 陜鼓動力高宏恩發酵裝置

19、動力設備發展現狀壓縮機與管網的聯合工作 管網性能曲線是指通過管網的氣體流量與保證這個流量通過管網所需的壓力之間的關系曲線。也稱為管網阻力線。 QPP = P r( a )P( b )QP = A Q2PP = P r + A Q( c )Q2陜鼓動力高宏恩發酵裝置動力設備發展現狀陜鼓動力高宏恩發酵裝置動力設備發展現狀結論 綜上所述，當裝置的空氣流量在120m/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1201000m/min時，選擇離心式壓縮機較為合理；當裝置的空氣流量大于1000m/min時，選擇軸流壓縮機較為合理。陜鼓動力高宏恩發酵裝

20、置動力設備發展現狀機組配置：機組配置：軸流壓縮機軸流壓縮機 + 汽輪機（示意圖如下）汽輪機（示意圖如下）陜鼓動力高宏恩發酵裝置動力設備發展現狀汽輪機汽輪機+變速箱變速箱+電機拖動機組的時候布局結構電機拖動機組的時候布局結構陜鼓動力高宏恩發酵裝置動力設備發展現狀第五部分第五部分: :發酵用三合一機組：發酵用三合一機組：汽輪機汽輪機+ +軸流壓縮機軸流壓縮機+ +變速箱變速箱+ +電動發電機電動發電機陜鼓動力高宏恩發酵裝置動力設備發展現狀(1) 汽輪機汽輪機設計；設計；(2) 空氣過濾器空氣過濾器的設計；的設計；(3) 各單機轉子的臨界轉速計算；各單機轉子的臨界轉速計算；(4) 機組的軸系扭曲臨界轉速分析及計算；機組的軸系扭曲臨界轉速分析及計算；(5) 壓縮機本體設計；壓縮機本體設計；(6) 潤滑調節油站和高位油箱的設計；潤滑調節油站和高位油箱的設計；(7) 壓縮機底座的設計；壓縮機底座的設計；(8) 氣體冷卻器的選型設計；氣體冷卻器的選型設計；(9) 消聲器的設計；