專利名稱：一種微型燃氣輪機發(fā)電站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種發(fā)電設(shè)備，尤其涉及一種微型燃氣輪機發(fā)電站。
背景技術(shù)：
在當(dāng)前的分布式電源領(lǐng)域和移動式電源領(lǐng)域中，通常采用柴油機來提供電力。在 柴油提供電力的過程中，使柴油機在固定的轉(zhuǎn)速下工作，柴油機帶動發(fā)電機輸出定壓定頻 的交流電，在對交流電進行整流和逆變后將其提供給用戶使用。這種采用柴油機作為電源 設(shè)備具有發(fā)電效率高、控制簡單、發(fā)電成本低等優(yōu)勢。盡管如此，柴油機發(fā)電設(shè)備還具有多種不足。首先，柴油機發(fā)電設(shè)備所產(chǎn)生的噪音 大，排放不夠清潔，氮氧化物與一氧化碳的排放指標高，并且會對工作環(huán)境產(chǎn)生污染。第二， 在負載發(fā)生突變時，柴油機會出現(xiàn)“拉缸”現(xiàn)象，即柴油機的活塞發(fā)生形變與汽缸壁摩擦，使 汽缸壁產(chǎn)生劃痕，造成封閉不嚴，動力損失；這種“拉缸”現(xiàn)象的出現(xiàn)嚴重制約了發(fā)電站在 在分布式供電領(lǐng)域的應(yīng)用。第三，現(xiàn)有柴油機發(fā)電設(shè)備的尾氣不便于利用，導(dǎo)致能源綜合利 用率低。此外，在柴油機發(fā)電設(shè)備的使用中，一般每400至750小時便要更換機油、火花塞， 且每次大修的工作量較大，這樣導(dǎo)致發(fā)電機維護成本比較高，并且會降低發(fā)電機的壽命。因 此，本領(lǐng)域中存在提供一種能夠解決上述問題的發(fā)電設(shè)備的需求。

實用新型內(nèi)容本實用新型提供了一種微型燃氣輪機發(fā)電站，其具有發(fā)電機及數(shù)字電力控制器， 所述數(shù)字電力控制器包括中央控制系統(tǒng)、逆變并網(wǎng)系統(tǒng)及可控升壓系統(tǒng)，所述微型燃氣輪 機發(fā)電站的特征在于其具有與所述發(fā)電機同軸連接的燃氣輪機。在本實用新型實施例的一 種微型燃氣輪機發(fā)電站中，所述燃氣輪機包括圍繞其外部的板翅式回?zé)崞?。在本實用新?實施例的另一種微型燃氣輪機發(fā)電站中，所述燃氣輪機內(nèi)部具有動壓空氣軸承。在本實用 新型實施例的再一種微型燃氣輪機發(fā)電站中，與所述燃氣輪機電連接的蓄電池控制系統(tǒng)。 在本實用新型實施例的另一種微型燃氣輪機發(fā)電站中，還具有與所述中央控制系統(tǒng)通信連 接的人機界面或者遠程監(jiān)控系統(tǒng)。通過本實用新型提供的微型燃氣輪機發(fā)電站能夠降低電站工作時產(chǎn)生的噪音，并 能夠降低發(fā)電尾氣對周圍環(huán)境的污染；并且，本實用新型的微型燃氣輪機能夠防止“拉缸” 現(xiàn)象的發(fā)生，從而極大地延長了電站部件的使用壽命；此外，微型燃氣輪機能夠使操作者進 行現(xiàn)場或遠程地方便操作。

圖1示出了根據(jù)本實用新型實施例的微型燃氣輪機發(fā)電站的原理圖；圖2示出了根據(jù)本實用新型實施例的微型燃氣輪機發(fā)電站的左視圖；圖3示出了根據(jù)本實用新型實施例的微型燃氣輪機發(fā)電站的右視圖。
具體實施方式
如圖1-3所示，本實用新型提供了一種微型燃氣輪機發(fā)電站，其主要包括微型燃 氣輪機1、發(fā)電機2及數(shù)字電力控制器11，數(shù)字電力控制器11由可控升壓系統(tǒng)3、中央控制 系統(tǒng)4及逆變并網(wǎng)系統(tǒng)5構(gòu)成。本實用新型提供的該微型燃氣輪機發(fā)電站工作流程如下微型燃氣輪機1與發(fā)電 機2同軸相連，發(fā)電機2在電站起動時作為電動機使用，從而將微型燃氣輪機拖動到點火轉(zhuǎn) 速，當(dāng)微型燃氣輪機點火成功后發(fā)電機即可輸出電能；由發(fā)電機輸出的電能通過可控升壓 系統(tǒng)首先轉(zhuǎn)化為高壓直流電，隨后由逆變并網(wǎng)系統(tǒng)逆變?yōu)槭须娺M行輸出。發(fā)電站的上述操 作均由中央控制系統(tǒng)4進行控制。在本實用新型所提供的另一種微型燃氣輪機發(fā)電站中，燃氣輪機1主要包括以下 部件離心式壓氣機、動壓空氣軸承、板翅式回?zé)崞?、環(huán)形回流燃燒室及徑流式渦輪(均未 示出)。其中，包括離心式壓氣機、動壓空氣軸承、環(huán)形回流燃燒室及徑流式渦輪的核心部分 被板翅式回?zé)崞魉鼑Ｔ谌細廨啓C工作時，燃料通過噴注器進入燃氣輪機內(nèi)部，經(jīng)燃燒后 通過位于板翅式回?zé)崞魃喜康呐艢饪谂懦觯豢諝獗贿M氣機匣吸入燃氣輪機內(nèi)部，經(jīng)離心式 壓氣機增壓后，大部分空氣進入板翅式回?zé)崞鬟M行預(yù)熱，其他小部分空氣被引入空氣分流 器進行霧化燃燒；吸入板翅式回?zé)崞鞯目諝馔ㄟ^熱交換預(yù)熱后進入燃燒室與燃料進行充分 燃燒，燃燒所產(chǎn)生的高能量氣體推動渦輪葉片帶動燃氣輪機的芯軸旋轉(zhuǎn)，從而使與所述芯 軸撓性連接的電機軸旋轉(zhuǎn)發(fā)電。在本實用新型的該實施例中，由于燃氣輪機的核心部分被板翅式回?zé)崞魉鼑?因此降低了燃氣輪機工作時產(chǎn)生的噪音；并且，吸入燃氣輪機內(nèi)部的空氣首先由板翅式回 熱器進行預(yù)熱處理，這使得燃料的燃燒更為充分，因此排出的尾氣更為清潔且便于利用。此 外，由于發(fā)電機與燃氣輪機同軸相連，加之微型燃氣輪機內(nèi)部使用了動壓空氣軸承，使得微 型燃氣輪機工作轉(zhuǎn)速最高可達lOOOOOrpm，大大提高了功率密度。在本實用新型所提供的另一種微型燃氣輪機發(fā)電站中，還具有蓄電池控制系統(tǒng) 6。該蓄電池控制系統(tǒng)6被配置在發(fā)電站的功率閉環(huán)中，從而為電站提供獨立起動所需的 能量，并可在負載突增突卸時釋放或吸收能量。蓄電池控制系統(tǒng)可以進行包括電能的雙向 DC-DC變換、充放電管理、蓄電池監(jiān)控和維護等操作。例如，蓄電池控制系統(tǒng)6可以與中央控 制系統(tǒng)9進行通訊，從而接受中央控制系統(tǒng)的充放電指令以控制蓄電池進行充放電工作， 或者，電池控制系統(tǒng)可以根據(jù)所采集的參數(shù)的處理結(jié)果，向中央控制系統(tǒng)提出充電申請、報 警、保護、故障存儲處理。在本實用新型的該實施例中，由于將蓄電池控制系統(tǒng)6的能量引入電站的功率閉 環(huán)，提高了電站抗負載沖擊能力。如圖1-3所示，在本實用新型的再一種微型燃氣輪機發(fā)電站中，還可以包括油路 控制系統(tǒng)7和氣路控制系統(tǒng)8。其中，所述油路控制系統(tǒng)7根據(jù)燃氣輪機的工作狀態(tài)對燃料 的供給進行控制；所述氣路控制系統(tǒng)8對加壓空氣的供給進行控制，從而將燃料霧化。根據(jù)現(xiàn)有試驗已知，本實用新型微型燃氣輪機電站在輸出30kW電能時，其產(chǎn)生噪 音僅為65dB (IOm),氮氧化物排放小于9ppm，發(fā)電效率達26%，在獲得30kW電能的同時可獲 得約60kW的熱能，綜合效率達到80%以上，工作壽命可達40000小時。此外，本實用新型所提供的各種微型燃氣輪機發(fā)電站還可以具有人機界面9或遠程監(jiān)控系統(tǒng)10，從而使使用者能夠?qū)ξ⑿腿細廨啓C發(fā)電站進行現(xiàn)場及遠程控制。 需要注意的是，上述實施方式僅用于對本實用新型進行說明，而并非進行限制。本
領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不脫離本實用新型的情況下對上述實施例進行各種方式的改變或合并。
權(quán)利要求一種微型燃氣輪機發(fā)電站，其包括發(fā)電機及數(shù)字電力控制器，所述數(shù)字電力控制器包括中央控制系統(tǒng)、逆變并網(wǎng)系統(tǒng)及可控升壓系統(tǒng)，所述微型燃氣輪機發(fā)電站的特征在于所述微型燃氣輪機發(fā)電站進一步包括與所述發(fā)電機同軸連接的燃氣輪機。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型燃氣輪機發(fā)電站，其特征在于 所述微型燃氣輪機與所述發(fā)電機撓性連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型燃氣輪機發(fā)電站，其特征在于 所述燃氣輪機包括圍繞于其外部的板翅式回?zé)崞鳌?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型燃氣輪機發(fā)電站，其特征在于 所述燃氣輪機內(nèi)部具有動壓空氣軸承。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型燃氣輪機發(fā)電站，其特征在于所述燃氣輪機內(nèi)部具有離心式壓氣機、環(huán)形回流燃燒室及徑流式渦輪。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型燃氣輪機發(fā)電站，其進一步包括 與所述燃氣輪機電連接的蓄電池控制系統(tǒng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微型燃氣輪機發(fā)電站，其特征在于 所述蓄電池控制系統(tǒng)具有蓄電池組和電池控制器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型燃氣輪機發(fā)電站，進一步具有 與所述中央控制系統(tǒng)通信連接的人機界面或者遠程監(jiān)控系統(tǒng)。
專利摘要本實用新型提供了一種微型燃氣輪機發(fā)電站，其具有發(fā)電機及數(shù)字電力控制器，所述數(shù)字電力控制器包括中央控制系統(tǒng)、逆變并網(wǎng)系統(tǒng)及可控升壓系統(tǒng)，所述微型燃氣輪機發(fā)電站的特征在于，其包括與所述發(fā)電機同軸連接的燃氣輪機。在本實用新型的微型燃氣輪機發(fā)電站中，還可以具有與所述發(fā)電機機電連接的蓄電池控制系統(tǒng)。
文檔編號H02K7/18GK201639430SQ201020117428
公開日2010年11月17日 申請日期2010年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月22日
發(fā)明者孟濤, 張曉輝, 李超, 袁寧, 謝海波, 謝清明, 黃海波 申請人:北京動力機械研究所