[发明专利]一种微型全风富氧燃烧的燃气轮发电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种改进的燃气轮发电装置，尤其涉及一种微型全风富氧燃烧的燃气轮发电机。适用于小型燃气轮发电机。

背景技术

电能因其传输和转化的方便性成为一种应用最广泛的能源形式。作为一种二次能源，电能具有多元化的获取方式。其中，从化学能获取电能是目前应用最广泛的电能获取方式。然而化学能发电的过程中排放的废气造成了大气污染和生态破坏。另一方面，从化学能到电能的转换效率一直得不到大幅度提高。尤其在小型发电机中，受发动机效率的制约，电能的转化效率通常只有30％左右，而且不可避免地产生未燃HC、CO、NOx等污染气体。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对上述情况，本发明提供一种减少污染、提高燃气轮尾气热功回收品位、热效率高于传统燃气轮发电装置的微型全风富氧燃烧的燃气轮发电机。

本发明所采用的技术方案是：微型全风富氧燃烧的燃气轮发电机，其特征在于所述发电机包括燃料供给系统、增压富氧空气供给系统、燃烧做功系统、燃烧控制系统、发电系统和能量回收系统，其中：

燃料供给系统从外到内顺序包括燃料箱、燃料输送泵和可控流量阀，可控流量阀的输出端接燃烧做功系统之燃烧室的输入端；

增压富氧空气供给系统包括一增压富氧空气发生器，增压富氧空气发生器的进气口和大气连通，该发生器的出气口串接一个空气流量传感器后连接至发电系统之高频发电机导风罩的进气口，另一出气口与大气接通；

燃烧做功系统包括燃烧室和微型燃气轮，所述燃烧室具有一个燃料进入口、一个增压富氧空气进入口和一个燃气排出口，其中燃料进入口连接燃料供给系统之可控流量阀，燃气排出口连接微型燃气轮的进气口；

燃烧控制系统包括一个氧燃比控制器，该氧燃比控制器的一个信号输入端通过信号线与安装在空气流量传感器的出口与高频发电机导风罩入口之间流道上的氧浓度传感器连接，另一个信号输入端通过信号线连接空气流量传感器，第三个信号输入端通过信号线与安装在燃烧做功系统之燃气排出口与微型燃气轮的进气口之间流道上的温度传感器相连，该氧燃比控制器的信号输出端通过信号线连接燃料供给系统之可控流量阀；

发电系统包括高频发电机和电力变换电路，高频发电机的转轴通过传动轴与燃烧做功系统之微型燃气轮的转轴相连，高频发电机与电力变换电路相连，电力变换电路接入电网；

能量回收系统包括富氧空气预热器、高频发电机导风罩和导风壳，所述富氧空气预热器的第一进气口与燃烧做功系统之微型燃气轮的出气口连通，富氧空气预热器的第一出气口和大气连通，富氧空气预热器的第二出气口与燃烧做功系统之增压富氧空气进入口连通，富氧空气预热器的第二进气口与导风壳连通，高频发电机导风罩的进气口与燃烧控制系统之空气流量传感器的出口连通，高频发电机导风罩的出气口与导风壳连通。

燃烧室置于导风壳的内腔里且二者之间的空间即是富氧空气流道。

对燃料进行助燃的气体是普通空气通过增压富氧空气发生器后所获得的增压富氧空气，该增压富氧空气的压力大于空气压力，氧气体积含量大于21％。

可在燃料输送泵的两端旁路一个溢流阀。

能量回收系统中的导风壳与高频发电机导风罩可以串接为一个整体外壳。

所述可控流量阀为分级流量控制阀、无级流量控制阀或脉冲式流量控制阀。

所述富氧空气预热器为逆流间壁式换热器。所述微型燃气轮的涡轮叶片为中空或微型燃气轮背部有散热翅片。

本发明的有益效果是：1)本发明运用先进的制氧技术，用增压富氧空气代替普通空气作为燃料助燃气体，增加燃烧气氛的含氧浓度，降低燃料的燃点，不仅可以使用劣质的燃料，还能促使燃料的完全燃烧，有效地提高了经济性和热效率，同时结合尾气能量回收，使得燃料利用效率大大提高；2)可使发电机在空气稀薄的高原稳定运行，而不必添加进气增压等附加系统；3)可以实现近零污染排放，且控制策略简单。

附图说明

图1是本发明的系统原理图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例微型全风富氧燃烧的燃气轮发电机共有6个系统，分别是燃料供给系统、增压富氧空气供给系统、燃烧做功系统、燃烧控制系统、发电系统和能量回收系统。其中：