专利名称：一种微型燃气轮机发电站的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种发电设备，尤其涉及一种微型燃气轮机发电站。
背景技术：
在当前的分布式电源领域和移动式电源领域中，通常采用柴油机来提供电力。在 柴油提供电力的过程中，使柴油机在固定的转速下工作，柴油机带动发电机输出定压定频 的交流电，在对交流电进行整流和逆变后将其提供给用户使用。这种采用柴油机作为电源 设备具有发电效率高、控制简单、发电成本低等优势。尽管如此，柴油机发电设备还具有多种不足。首先，柴油机发电设备所产生的噪音 大，排放不够清洁，氮氧化物与一氧化碳的排放指标高，并且会对工作环境产生污染。第二， 在负载发生突变时，柴油机会出现“拉缸”现象，即柴油机的活塞发生形变与汽缸壁摩擦，使 汽缸壁产生划痕，造成封闭不严，动力损失；这种“拉缸”现象的出现严重制约了发电站在 在分布式供电领域的应用。第三，现有柴油机发电设备的尾气不便于利用，导致能源综合利 用率低。此外，在柴油机发电设备的使用中，一般每400至750小时便要更换机油、火花塞， 且每次大修的工作量较大，这样导致发电机维护成本比较高，并且会降低发电机的寿命。因 此，本领域中存在提供一种能够解决上述问题的发电设备的需求。
实用新型内容本实用新型提供了一种微型燃气轮机发电站，其具有发电机及数字电力控制器， 所述数字电力控制器包括中央控制系统、逆变并网系统及可控升压系统，所述微型燃气轮 机发电站的特征在于其具有与所述发电机同轴连接的燃气轮机。在本实用新型实施例的一 种微型燃气轮机发电站中，所述燃气轮机包括围绕其外部的板翅式回热器。在本实用新型 实施例的另一种微型燃气轮机发电站中，所述燃气轮机内部具有动压空气轴承。在本实用 新型实施例的再一种微型燃气轮机发电站中，与所述燃气轮机电连接的蓄电池控制系统。 在本实用新型实施例的另一种微型燃气轮机发电站中，还具有与所述中央控制系统通信连 接的人机界面或者远程监控系统。通过本实用新型提供的微型燃气轮机发电站能够降低电站工作时产生的噪音，并 能够降低发电尾气对周围环境的污染；并且，本实用新型的微型燃气轮机能够防止“拉缸” 现象的发生，从而极大地延长了电站部件的使用寿命；此外，微型燃气轮机能够使操作者进 行现场或远程地方便操作。
图1示出了根据本实用新型实施例的微型燃气轮机发电站的原理图；图2示出了根据本实用新型实施例的微型燃气轮机发电站的左视图；图3示出了根据本实用新型实施例的微型燃气轮机发电站的右视图。
具体实施方式
如图1-3所示，本实用新型提供了一种微型燃气轮机发电站，其主要包括微型燃 气轮机1、发电机2及数字电力控制器11，数字电力控制器11由可控升压系统3、中央控制 系统4及逆变并网系统5构成。本实用新型提供的该微型燃气轮机发电站工作流程如下微型燃气轮机1与发电 机2同轴相连，发电机2在电站起动时作为电动机使用，从而将微型燃气轮机拖动到点火转 速，当微型燃气轮机点火成功后发电机即可输出电能；由发电机输出的电能通过可控升压 系统首先转化为高压直流电，随后由逆变并网系统逆变为市电进行输出。发电站的上述操 作均由中央控制系统4进行控制。在本实用新型所提供的另一种微型燃气轮机发电站中，燃气轮机1主要包括以下 部件离心式压气机、动压空气轴承、板翅式回热器、环形回流燃烧室及径流式涡轮(均未 示出)。其中，包括离心式压气机、动压空气轴承、环形回流燃烧室及径流式涡轮的核心部分 被板翅式回热器所包围。在燃气轮机工作时，燃料通过喷注器进入燃气轮机内部，经燃烧后 通过位于板翅式回热器上部的排气口排出；空气被进气机匣吸入燃气轮机内部，经离心式 压气机增压后，大部分空气进入板翅式回热器进行预热，其他小部分空气被引入空气分流 器进行雾化燃烧；吸入板翅式回热器的空气通过热交换预热后进入燃烧室与燃料进行充分 燃烧，燃烧所产生的高能量气体推动涡轮叶片带动燃气轮机的芯轴旋转，从而使与所述芯 轴挠性连接的电机轴旋转发电。在本实用新型的该实施例中，由于燃气轮机的核心部分被板翅式回热器所包围， 因此降低了燃气轮机工作时产生的噪音；并且，吸入燃气轮机内部的空气首先由板翅式回 热器进行预热处理，这使得燃料的燃烧更为充分，因此排出的尾气更为清洁且便于利用。此 外，由于发电机与燃气轮机同轴相连，加之微型燃气轮机内部使用了动压空气轴承，使得微 型燃气轮机工作转速最高可达lOOOOOrpm，大大提高了功率密度。在本实用新型所提供的另一种微型燃气轮机发电站中，还具有蓄电池控制系统 6。该蓄电池控制系统6被配置在发电站的功率闭环中，从而为电站提供独立起动所需的 能量，并可在负载突增突卸时释放或吸收能量。蓄电池控制系统可以进行包括电能的双向 DC-DC变换、充放电管理、蓄电池监控和维护等操作。例如，蓄电池控制系统6可以与中央控 制系统9进行通讯，从而接受中央控制系统的充放电指令以控制蓄电池进行充放电工作， 或者，电池控制系统可以根据所采集的参数的处理结果，向中央控制系统提出充电申请、报 警、保护、故障存储处理。在本实用新型的该实施例中，由于将蓄电池控制系统6的能量引入电站的功率闭 环，提高了电站抗负载冲击能力。如图1-3所示，在本实用新型的再一种微型燃气轮机发电站中，还可以包括油路 控制系统7和气路控制系统8。其中，所述油路控制系统7根据燃气轮机的工作状态对燃料 的供给进行控制；所述气路控制系统8对加压空气的供给进行控制，从而将燃料雾化。根据现有试验已知，本实用新型微型燃气轮机电站在输出30kW电能时，其产生噪 音仅为65dB (IOm),氮氧化物排放小于9ppm，发电效率达26%，在获得30kW电能的同时可获 得约60kW的热能，综合效率达到80%以上，工作寿命可达40000小时。此外，本实用新型所提供的各种微型燃气轮机发电站还可以具有人机界面9或远程监控系统10，从而使使用者能够对微型燃气轮机发电站进行现场及远程控制。 需要注意的是，上述实施方式仅用于对本实用新型进行说明，而并非进行限制。本
领域技术人员可以在不脱离本实用新型的情况下对上述实施例进行各种方式的改变或合并。
权利要求一种微型燃气轮机发电站，其包括发电机及数字电力控制器，所述数字电力控制器包括中央控制系统、逆变并网系统及可控升压系统，所述微型燃气轮机发电站的特征在于所述微型燃气轮机发电站进一步包括与所述发电机同轴连接的燃气轮机。
2.根据权利要求1所述的微型燃气轮机发电站，其特征在于 所述微型燃气轮机与所述发电机挠性连接。
3.根据权利要求1所述的微型燃气轮机发电站，其特征在于 所述燃气轮机包括围绕于其外部的板翅式回热器。
4.根据权利要求1所述的微型燃气轮机发电站，其特征在于 所述燃气轮机内部具有动压空气轴承。
5.根据权利要求1所述的微型燃气轮机发电站，其特征在于所述燃气轮机内部具有离心式压气机、环形回流燃烧室及径流式涡轮。
6.根据权利要求1所述的微型燃气轮机发电站，其进一步包括 与所述燃气轮机电连接的蓄电池控制系统。
7.根据权利要求6所述的微型燃气轮机发电站，其特征在于 所述蓄电池控制系统具有蓄电池组和电池控制器。
8.根据权利要求1所述的微型燃气轮机发电站，进一步具有 与所述中央控制系统通信连接的人机界面或者远程监控系统。
专利摘要本实用新型提供了一种微型燃气轮机发电站，其具有发电机及数字电力控制器，所述数字电力控制器包括中央控制系统、逆变并网系统及可控升压系统，所述微型燃气轮机发电站的特征在于，其包括与所述发电机同轴连接的燃气轮机。在本实用新型的微型燃气轮机发电站中，还可以具有与所述发电机机电连接的蓄电池控制系统。
文档编号H02K7/18GK201639430SQ201020117428
公开日2010年11月17日 申请日期2010年2月22日 优先权日2010年2月22日
发明者孟涛, 张晓辉, 李超, 袁宁, 谢海波, 谢清明, 黄海波 申请人:北京动力机械研究所