[发明专利]微型混合富氧燃烧的燃气轮发电机

权利要求书

1.一种微型混合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、富氧空气供给系统、燃烧做功系统、控制系统、发电系统和能量回收系统，其中：

燃料供给系统，包括沿燃料输送方向依次连通的燃料箱(12)、燃料输送泵(13)和可控流量阀(14)，所述可控流量阀(14)的输出端接燃烧做功系统中燃烧室(17)的进料口；

富氧空气供给系统，包括沿空气输送方向依次连通的空气过滤器(1)、尾气涡轮增压器(2)、高频发电机导风壳(6)、导风壳(21)、空气预热器(26)、可控比例阀(20)和纯氧发生器(19)，所述空气过滤器(1)与外部大气连通，纯氧发生器(19)的纯氧输出口和可控比例阀(20)的另一个输出端分别与燃烧室(17)进气口连通；

燃烧做功系统，包括沿燃烧后气体走向依次连通的燃烧室(17)和微型燃气轮(24)，以及与该微型燃气轮动力输出端连接的传动轴(10)，其中微型燃气轮(24)通过传动轴(10)带动发电系统中的高频发电机(9)旋转并发电；

控制系统，包括氧燃比控制器(15)、启动控制器(23)、启动电机(27)、电磁离合器(28)、可控比例阀(20)、空气流量计(5)、温度传感器(22)和氧浓度传感器(18)，所述氧燃比控制器(15)的一个输入口分别连接温度传感器(22)和启动控制器(23)，其余两个输入口分别连接空气流量计(5)和氧浓度传感器(18)，氧燃比控制器(15)的两个输出口分别连接可控流量阀(14)和可控比例阀(20)，启动控制器(23)的输出端分别连接启动电机(27)和电磁离合器(28)，启动电机(27)通过电磁离合器(28)与尾气涡轮增压器(2)的转轴耦合，所述氧浓度传感器(18)安装在纯氧发生器(19)的富氮气输出口处，温度传感器(22)安装在燃烧室(17)的排气流道上，空气流量计(5)装在高频发电机导风壳(6)的进气管路上；

发电系统，包括高频发电机(9)和电力变换器(7)，高频发电机(9)转轴接传动轴(10)，电力变换器(7)的一端与高频发电机(9)连接，另一端与用电网(8)连接；

能量回收系统，包括沿空气走向依次连通的高频发电机导风壳(6)、导风壳(21)、空气预热器(26)和尾气涡轮增压器(2)；所述尾气涡轮增压器(2)的涡轮膨胀部分的入口端分别与纯氧发生器(19)的富氮气输出口和空气预热器(26)输出口接通，而出口端与大气接通；尾气涡轮增压器(2)的压气部分的入口端与大气接通，而出口端与高频发电机导风壳(6)接通。

2.根据权利要求1所述的微型混合富氧燃烧的燃气轮发电机，其特征在于：所述可控流量阀(14)输出端与燃烧室(17)进料口之间设置射流阀(30)，纯氧发生器(19)的纯氧输出口通过该射流阀与燃烧室(17)连通。

3.根据权利要求1或2所述的微型混合富氧燃烧的燃气轮发电机，其特征在于：所述纯氧发生器(19)的氧分离膜是ITM离子传输膜，纯氧发生器(19)和燃烧室(17)相互紧贴一体成型，并置于导风壳(21)内部，一体设计的纯氧发生器(19)和燃烧室(17)与导风壳(21)之间形成空气预热流道。

4.根据权利要求1所述的微型混合富氧燃烧的燃气轮发电机，其特征在于：所述燃烧室(17)的进口处制有同时与燃烧室(17)进气口和纯氧发生器(19)的纯氧输出口连通的预混室(16)，可控比例阀(20)的一个输出端通过该预混室与燃烧室(17)连通。

5.根据权利要求4所述的微型混合富氧燃烧的燃气轮发电机，其特征在于：所述纯氧发生器(19)的氧分离膜是ITM离子传输膜，纯氧发生器(19)、燃烧室(17)和预混室(16)相互紧贴一体成型，并置于导风壳(21)内部，一体设计的纯氧发生器(19)、燃烧室(17)和预混室(16)与导风壳(21)之间形成空气预热流道。

6.根据权利要求1或2或4所述的微型混合富氧燃烧的燃气轮发电机，其特征在于：所述燃烧室(17)内、对燃料进行助燃的气体是由纯氧发生器(19)产生纯氧与普通空气混合后所获得的富氧空气，该富氧空气的氧气体积含量大于21％。