流體壓力能回收裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了流體壓力能回收裝置，其包括空氣過濾器和至少一級壓力能回收部件，壓力能回收部件包括換熱器和渦輪膨脹機(jī)，渦輪膨脹機(jī)具有兩個配對使用的第一進(jìn)氣口和第一出氣口及第二進(jìn)氣口和第二出氣口，渦輪膨脹機(jī)的第一進(jìn)氣口和第二進(jìn)氣口分別通過一管道與空氣過濾器的出氣口連接，第一出氣口和第二出氣口通過兩個支路匯聚呈一條管道與換熱器連接，最后一級壓力能回收部件的換熱器的出氣口與用氣端設(shè)備連接。
【專利說明】
流體壓力能回收裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種能量回收裝置，具體涉及一種流體壓力能回收裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]在合成氨工藝中，伴生的是高壓尾氣，壓力高達(dá)lOMpa，在膜分離H2后，尾氣壓力依然高達(dá)8Mpa。由于尾氣量有限，在傳統(tǒng)工藝中，采用減壓閥減壓，然后進(jìn)入下游工藝或者利用流體壓力推動活塞驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電。
[0003]采用減壓調(diào)節(jié)閥降壓方法，可以控制下游壓力，但是流體壓力能被浪費(fèi);而利用流體壓力推動活塞驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電的方法，可以回收一部分能量，但設(shè)備投資較高，小流量高壓流體回收周期長。【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本實(shí)用新型提供的流體壓力能回收裝置通過渦輪膨脹機(jī)直接將壓力能轉(zhuǎn)換為動能帶動用氣端設(shè)備工作。
[0005]為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:
[0006]提供一種流體壓力能回收裝置，其包括空氣過濾器和至少一級壓力能回收部件， 壓力能回收部件包括換熱器和渦輪膨脹機(jī)，渦輪膨脹機(jī)具有兩個配對使用的第一進(jìn)氣口和第一出氣口及第二進(jìn)氣口和第二出氣口，渦輪膨脹機(jī)的第一進(jìn)氣口和第二進(jìn)氣口分別通過一管道與空氣過濾器的出氣口連接，第一出氣口和第二出氣口通過兩個支路匯聚呈一條管道與換熱器連接，最后一級壓力能回收部件的換熱器的出氣口與用氣端設(shè)備連接。
[0007]本實(shí)用新型的有益效果為:本方案采用渦輪膨脹機(jī)直接把流體的壓力能轉(zhuǎn)化為可直接利用的動能形式，省去了轉(zhuǎn)化為電能的環(huán)節(jié)，由于減少中間環(huán)節(jié)，提高能量轉(zhuǎn)化效率， 減少綜合利用成本?！靖綀D說明】
[0008]圖1為流體壓力能回收裝置的原理框圖。
[0009]圖2為渦輪膨脹機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]其中，1、第一進(jìn)氣口；2、第一蝸殼;3、噴嘴定位盤;4、密封蓋;5、機(jī)身;6、轉(zhuǎn)子;7、第二蝸殼;8、第二出氣口； 9、第一法蘭；10、第二進(jìn)氣口； 11、第二膨脹室；12、密封隔板；13、后軸承;14、回油法蘭;15、前軸承;16、保冷板;17、第一膨脹室；18、第一出氣口?！揪唧w實(shí)施方式】
[0011]下面對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行描述，以便于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員理解本實(shí)用新型，但應(yīng)該清楚，本實(shí)用新型不限于【具體實(shí)施方式】的范圍，對本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，只要各種變化在所附的權(quán)利要求限定和確定的本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)， 這些變化是顯而易見的，一切利用本實(shí)用新型構(gòu)思的發(fā)明創(chuàng)造均在保護(hù)之列。
[0012]參考圖1，圖1示出了流體壓力能回收裝置的原理框圖；如圖1所示，該流體壓力能回收裝置包括空氣過濾器和至少一級壓力能回收部件，壓力能回收部件包括換熱器和渦輪膨脹機(jī)，輪膨脹機(jī)具有兩個配對使用的第一進(jìn)氣口 1和第一出氣口 18及第二進(jìn)氣口 10和第二出氣口 8，渦輪膨脹機(jī)的第一進(jìn)氣口 1和第二進(jìn)氣口 10分別通過一管道與空氣過濾器的出氣口連接，第一出氣口 18和第二出氣口 8通過兩個支路匯聚呈一條管道與換熱器連接，最后一級壓力能回收部件的換熱器的出氣口與用氣端設(shè)備連接。
[0013]采用本方案的壓力能回收裝置后，可以將壓力能轉(zhuǎn)化為動能直接驅(qū)動工藝設(shè)備， 節(jié)約了中間轉(zhuǎn)化為電力的投資成本，減少了轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，提高了轉(zhuǎn)化效率;替代傳統(tǒng)的活塞和電動機(jī)工藝設(shè)備，去除了這些中間設(shè)備的電能消耗;再者，由于利用了浪費(fèi)的能量，節(jié)約了電力消耗，同時還減少了碳排放。
[0014]對于排出的氣體的壓力比較高，壓力能回收部件采用一級時，難以實(shí)現(xiàn)壓力能的最大化回收，壓力能回收部件可以至少設(shè)置為兩級，當(dāng)壓力能回收部件至少為兩級時，壓力能回收部件通過管道依次連接，且僅第一級壓力能回收部件的渦輪膨脹機(jī)與空氣過濾器， 最后一級壓力能回收部件的換熱器的出氣口與下游用氣端設(shè)備連接。
[0015]采用本方案的流體壓力能回收裝置的經(jīng)濟(jì)效益分析:
[0016]假設(shè)，高壓氣體壓力為P1，溫度為T1，流體熱容為C1，高壓氣體流量為M(Kg/h);膨脹后氣體壓力為P2，溫度為T2，流體熱容為C2;渦輪膨脹機(jī)效率為R1;直接被驅(qū)動設(shè)備效率為R2;則可利用能量S = M * ( C1*T1 - C2*T2)*R1*R2。[〇〇17]再假設(shè)氣體壓力較低，一級膨脹可完整利用:氣體重量為2000Kg/h，比熱為C1=C2= 1.3，T1=330K，T2=260K，R1=80%，R2=80%，則可利用能量 S=2000*1.3*(330-260)*80%*80%= 5824K j/h=32.2Kw，同時可節(jié)約其他設(shè)備投資。
[0018]從上面數(shù)據(jù)分析可知，本方案能夠充分利用浪費(fèi)的流體壓力能，節(jié)約消耗，減少碳排放，同時還節(jié)約了運(yùn)行費(fèi)用。
[0019]如圖2所示，本方案的渦輪膨脹機(jī)可以包括機(jī)身5、設(shè)置有第一進(jìn)氣口 1和第一出氣口 18的第一蝸殼2及設(shè)置有第二進(jìn)氣口 10和第二出氣口 8的第二蝸殼7;第一蝸殼2與機(jī)身5 固定連接后形成一分別與第一進(jìn)氣口 1和第一出氣口 18連通的第一膨脹室17,且第一膨脹室17內(nèi)設(shè)置有第一葉輪。
[0020]第二蝸殼7與機(jī)身5固定連接后形成一分別與第二進(jìn)氣口 10和第二出氣口 8連通的第二膨脹室11，且第二膨脹室11內(nèi)設(shè)置有第二葉輪;機(jī)身5上通過其上設(shè)置的前軸承15和后軸承13安裝有一貫穿機(jī)身5、且兩端分別延伸至第一膨脹室17和第二膨脹室11的轉(zhuǎn)子6;第一葉輪和第二葉輪分別安裝在轉(zhuǎn)子6的兩端。
[0021]本方案通過上述結(jié)構(gòu)的渦輪膨脹機(jī)后，其能夠?qū)⒏邏簹怏w分成兩部分進(jìn)行膨脹處理后，快速地將氣體的壓力能轉(zhuǎn)化為動能供應(yīng)給用氣設(shè)備，提高高壓氣體的降壓效率和利用率。
[0022]為了確保高壓氣體在第一膨脹腔和第二膨脹腔內(nèi)的密封性，實(shí)施時，本方案優(yōu)選第一膨脹室17通過噴嘴與第一出氣口 18連接，噴嘴通過設(shè)置于第一葉輪后端的轉(zhuǎn)子6上的噴嘴定位盤3安裝在第一蝸殼2的端部;噴嘴定位盤3與機(jī)身5之間的轉(zhuǎn)子6上安裝有對第一膨脹室17進(jìn)行密封的密封蓋4。噴嘴定位盤3與機(jī)身5相接觸的端面還設(shè)置有一保冷板16。 [〇〇23]第二葉輪后端的轉(zhuǎn)子6上安裝有設(shè)置于第一蝸殼2和機(jī)身5之間、對第二膨脹室11進(jìn)行密封的密封隔板12。第二進(jìn)氣口 10和第二蝸殼之間設(shè)置有與第二膨脹室11連通的第一法蘭9。
[0024] 為了便于第一出氣口 18和第二出氣口 8與管道快速連接，在第一出氣口 18和第二出氣口8的端部均設(shè)置有一出口法蘭。為了降低轉(zhuǎn)子6帶動第一葉輪和第二葉輪轉(zhuǎn)動過程的摩擦力，在機(jī)身5上通過回油法蘭14安裝有一與轉(zhuǎn)子6安裝腔連通的進(jìn)油管，進(jìn)油管設(shè)置之后，可以通過進(jìn)入的潤滑油對轉(zhuǎn)子6、前軸承15和后軸承13起到潤滑作用。[〇〇25]綜上所述，本方案的流體壓力能回收裝置通過渦輪膨脹機(jī)直接將壓力能轉(zhuǎn)換為動能帶動用氣端設(shè)備工作，省去了轉(zhuǎn)化為電能的環(huán)節(jié)，從而提高了能量轉(zhuǎn)化效率，減少綜合利用成本。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.流體壓力能回收裝置，其特征在于，包括空氣過濾器和至少一級壓力能回收部件，所 述壓力能回收部件包括換熱器和渦輪膨脹機(jī)，所述渦輪膨脹機(jī)具有兩個配對使用的第一進(jìn) 氣口和第一出氣口及第二進(jìn)氣口和第二出氣口，所述渦輪膨脹機(jī)的第一進(jìn)氣口和第二進(jìn)氣 口分別通過一管道與空氣過濾器的出氣口連接，第一出氣口和第二出氣口通過兩個支路匯 聚呈一條管道與所述換熱器連接，最后一級壓力能回收部件的換熱器的出氣口與用氣端設(shè) 備連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體壓力能回收裝置，其特征在于，當(dāng)壓力能回收部件至少為 兩級時，壓力能回收部件通過管道依次連接，且僅第一級壓力能回收部件的渦輪膨脹機(jī)與 空氣過濾器，最后一級壓力能回收部件的換熱器的出氣口與下游用氣端設(shè)備連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的流體壓力能回收裝置，其特征在于，所述渦輪膨脹機(jī)包括 機(jī)身、設(shè)置有第一進(jìn)氣口和第一出氣口的第一蝸殼及設(shè)置有第二進(jìn)氣口和第二出氣口的第 二蝸殼;所述第一蝸殼與機(jī)身固定連接后形成一分別與第一進(jìn)氣口和第一出氣口連通的第 一膨脹室，且第一膨脹室內(nèi)設(shè)置有第一葉輪；所述第二蝸殼與機(jī)身固定連接后形成一分別與第二進(jìn)氣口和第二出氣口連通的第二 膨脹室，且第二膨脹室內(nèi)設(shè)置有第二葉輪;所述機(jī)身通過其上設(shè)置的前軸承和后軸承安裝 有一貫穿機(jī)身、且兩端分別延伸至第一膨脹室和第二膨脹室的轉(zhuǎn)子;所述第一葉輪和第二 葉輪分別安裝在轉(zhuǎn)子的兩端。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的流體壓力能回收裝置，其特征在于，所述第一膨脹室通過噴嘴 與第一出氣口連接，所述噴嘴通過設(shè)置于第一葉輪后端的轉(zhuǎn)子上的噴嘴定位盤安裝在第一 蝸殼的端部;噴嘴定位盤與機(jī)身之間的轉(zhuǎn)子上安裝有對第一膨脹室進(jìn)行密封的密封蓋。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的流體壓力能回收裝置，其特征在于，所述噴嘴定位盤與機(jī)身相 接觸的端面還設(shè)置有一保冷板。6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的流體壓力能回收裝置，其特征在于，所述第一出氣口的端部設(shè)置有一出口法蘭。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的流體壓力能回收裝置，其特征在于，所述第二葉輪后端的轉(zhuǎn)子 上安裝有設(shè)置于第一蝸殼和機(jī)身之間、對第二膨脹室進(jìn)行密封的密封隔板。
【文檔編號】F15B21/14GK205677913SQ201620530207
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月3日 公開號201620530207.4, CN 201620530207, CN 205677913 U, CN 205677913U, CN-U-205677913, CN201620530207, CN201620530207.4, CN205677913 U, CN205677913U
【發(fā)明人】楊亦銘, 楊文輝
【申請人】楊亦銘