专利名称：一种燃气轮机装置的制作方法
技术领域：
本发明是一种利用风能的燃气轮机装置。
背景技术：
目前风能的利用方面，最常见的是风力机直接带动发电机发电，其缺点是每个每个风力机都需要一套变速机构、发电机、调速器等设备，而且还需要整流装置、相应容量的蓄电池等，因此现在风力发电的设备造价远高于常规能源发电设备的造价。另外，自然界风的随机性，也使常规的风力发电只能根据风力的情况断断续续发电，对其实际应用有很大的限制。
燃气轮机作为一种发电或动力用的设备，因为热效率高和快速起停等特点，应用日益广泛，但是其缺点是燃气轮机部件之一的压气机，要消耗掉燃气轮机的透平发出的功的60％左右，如果用风力机带动的空气压缩机代替燃气轮机的压气机，则会使燃气轮机的比功大大提高，而且燃气轮机装置的燃料消耗率也会大幅度降低。
发明内容
本发明的目的是用风力机驱动的空气压缩机及储气库来代替燃气轮机装置中的压气机，利用自然界断断续续的风能，通过风力机驱动的空气压缩机将空气压缩，收集在一个储气库内。风力机驱动的空气压缩机及储气库与燃气轮机装置的工质加热部分(例如燃烧室或空气加热炉)和透平相结合，组成一套燃气轮机装置，用来发电或提供动力。
本发明是由下述技术方案来实现的。
如图1所示，用风力机1驱动空气压缩机2，将空气压缩，压缩空气通过集气管道3储存在储气库8。储存在储气库中的压缩空气，通过一个流量调节阀4，进入燃烧室或气体加热炉5使压缩空气温度升高，变成高温高压的空气或燃气，高温高压的空气或燃气进入燃气轮机的透平6做功，透平输出机械能，带动发电机5发电或作为动力应用。
为了尽可能的利用各种风速下的风能，应当采用一系列规格的风力机和空气压缩机，组成风力机-空压机群，向储气库输送压缩空气。根据燃气轮机要求的压力、现场风力情况和投资成本的综合考虑，空气压缩机和储气库都可以采用单级或多级的方式，如下所述如附图2所示，单级或多级空气压缩机1加储气库2；如附图3所示，一级空气压缩机1(单级或多级)和一级储气库2加二级空气压缩机3(单级或多级)和二级储气库4；也可以采用更多级，视具体情况而定。在本发明的四个具体中实施例中每个都可以采用上述任何一种空气压缩机和储气库的布置方式。
储气库要储存足够的压缩空气以备无风时燃气轮机装置可以正常运行，所以储气库的体积要很大，为了降低投资成本，可以采用能承压的钢筋混凝土结构，或利用自然地形如山洞等。
压缩空气的加热可以采用内燃加热也可以采用外燃加热。内燃加热方便，设备结构简单，燃气初温高，但是对燃料的要求高，如柴油、天然气等。外燃加热的方式设备结构相对复杂，换热器合金最高承受温度有限，使空气初温比内燃加热的低，但是可以应用各种燃料，如煤、各种生物质能，非常适合我煤和各种生物质能的高效利用。为了结合二者的优点，也可以采用先外燃加热，然后内燃加热的方式。
燃气轮机装置发出的功由压缩空气流量调节阀调节，即调节透平工质的流量来调节燃气轮机的负荷，使燃气轮机在满负荷和部分负荷下都能够在额定的燃气初温下运行。
本发明的有益效果是(1)把自然界断断续续的风能收集储存起来，和燃气轮机装置结合，做到了风能的存储、受控和连续使用；(2)普通的燃气轮机装置的调节方式主要使依靠燃料的调节方式，工质调节很有限，本发明完全实现了燃气轮机装置的工质调节，使燃气轮机在满负荷和部分负荷下都能够在额定的燃气初温下运行，提高了部分负荷下燃气轮机的热效率；(3)燃气轮机装置的燃料消耗率大幅度降低；(4)燃气轮机装置的比功大大提高；
图1是本发明的总体流程示意图；图2是本发明单级气库的流程示意图；图3是本发明双级气库的流程示意图；图4是本发明实施例1的系统流程示意图；图5是本发明实施例2的系统流程示意图；图6是本发明实施例3的系统流程示意图；图7是本发明实施例4的系统流程示意图。
具体实施例方式
1如图4所示，用风力机1带动空气压缩机2，将空气压缩，压缩空气通过集气管道3储存在储气库11。储存在储气库中的压缩空气，通过一个流量调节阀4，进入燃烧室或气体加热炉5使压缩空气温度升高，变成高温高压的空气或燃气，高温高压的空气或燃气进入燃气轮机的透平7做功，透平输出机械能，带动发电机6发电。燃气轮机透平排出的空气或燃气温度相当高，进入余热锅炉8，产生过热蒸汽，进入汽轮机9做功，带动发电机10发电。
具体实施例方式
2如图5所示，用风力机1带动空气压缩机2，将空气压缩，压缩空气通过集气管道3储存在储气库9。储存在储气库中的压缩空气，通过一个流量调节阀4，首先进入回热器5，用透平排气预热压缩空气，这样就可以节省燃料。预热后的压缩空气进入燃烧室6，燃料也进入燃烧室6在压缩空气中燃烧，使压缩空气变成高温高压的燃气，高温高压的燃气进入燃气轮机的透平7做功，透平输出机械能，带动发电机8发电。燃气轮机的透平排气进入回热器预热压缩空气。
具体实施例方式
3如图6所示，用风力机1带动空气压缩机2，将空气压缩，压缩空气通过集气管道3储存在储气库9。储存在储气库中的压缩空气，通过一个流量调节阀4，首先进入回热器5，用透平排气预热压缩空气，这样就可以节省燃料。预热后的压缩空气进入气体加热炉6。
气体加热炉中燃料燃烧用的空气可以从回热器出来的透平排气引来，以节省燃料。压缩空气在气体加热炉中加热后进入燃气轮机的透平7做功，透平输出机械能，带动发电机8发电。燃气轮机的透平排气进入回热器预热压缩空气。
具体实施例方式
4如图7所示，用风力机1带动空气压缩机2，将空气压缩，压缩空气通过集气管道3储存在储气库10。储存在储气库中的压缩空气，通过一个流量调节阀4，首先进入回热器5，用透平排气预热压缩空气，这样就可以节省燃料。预热后的压缩空气进入气体加热炉6。
气体加热炉中燃料燃烧用的空气可以从回热器出来的透平排气引来，以节省燃料。压缩空气在气体加热炉中加热后进入燃烧室6，燃料也进入燃烧室7在压缩空气中燃烧，使压缩空气温度继续升高变成高温高压的燃气，进入燃气轮机的透平8做功，透平输出机械能，带动发电机9发电。燃气轮机的透平排气进入回热器预热压缩空气。
权利要求
1.一种燃气轮机装置，其特征在于用风力机驱动空气压缩机，空气压缩机通过集气管道与储气库连接，把压缩空气储存在储气库；储气库通过管道与空气加热装置连接，压缩空气进入空气加热装置后温度升高，空气加热装置与透平连接，从空气加热装置出来的温度升高的空气或燃气进入透平做功。
2.根据权利要求1所述的燃气轮机装置，其特征在于储气库和透平之间装有压缩空气流量调节阀。
3.根据权利要求1或2所述的燃气轮机装置，其特征在于空气压缩机和储气库是单级或多级的。
全文摘要
本发明是用风力机驱动的空气压缩机及储气库来代替燃气轮机装置中的压气机，利用自然界断断续续的风能，通过风力机驱动的空气压缩机将空气压缩，收集在一个储气库内。风力机驱动的空气压缩机及储气库与燃气轮机装置的工质加热部分(例如燃烧室或空气加热炉)和透平相结合，组成一套燃气轮机装置，用来发电或提供动力。
文档编号F02C7/057GK1936301SQ20051010661
公开日2007年3月28日 申请日期2005年9月20日 优先权日2005年9月20日
发明者陈大兵 申请人:陈大兵