[发明专利]一种微型纯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，尤其涉及一种微型纯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尽气体HC、CO和有害气体NOx等，污染环境。再者，传统的燃气轮机由于离心压气轮的存在，额外增加了增压的功率消耗。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种无污染、热功回收品位高、热效率远高于传统燃气轮机的微型纯氧燃烧的燃气轮发电机。

本发明所采用的技术方案是：微型纯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、纯氧供给系统、燃烧做功系统、控制系统、发电系统和能量回收系统，其中：

燃料供给系统从外到内顺序由燃料箱、燃料输送泵和可控流量阀组成，可控流量阀的输出端接燃烧室的输入端；

纯氧供给系统从外到内顺序由空气过滤器、尾气涡轮增压器、高频发电机导风壳、导风壳、空气预热器和纯氧发生器组成，空气过滤器接通外部大气，纯氧发生器与燃烧室一体设计且内部连通；

燃烧做功系统按混合做功气体的走向顺序由燃烧室、混合室、微型燃气轮和传动轴组成，所述微型燃气轮通过传动轴带动高频发电机旋转；

控制系统由氧燃比控制器、启动控制器、启动控制阀、空气流量传感器、温度传感器组成，氧燃比控制器的一个输入口连接空气流量传感器，另一个输入口同时与启动控制器和安装在混合室出口处的温度传感器相连接，氧燃比控制器的输出口连接可控流量阀，启动控制器与启动控制阀相连；

发电系统由高频发电机和电力变换器组成，高频发电机接传动轴，电力变换器的一端与高频发电机连接，另一端与用电网连接；

能量回收系统按空气的走向由高频发电机导风壳、导风壳、空气预热器和尾气涡轮增压器组成，尾气涡轮增压器的涡轮膨胀部分的入口端与空气预热器接通而出口端与大气接通，尾气涡轮增压器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接通。

纯氧发生器的分离膜是ITM离子传输膜，纯氧发生器与燃烧室和混合室一体设计，所述纯氧发生器在外，燃烧室紧贴其内，混合室按气体流向位于纯氧发生器和燃烧室的后端，燃烧室的燃气排出口和纯氧发生器的富氮空气排出口即是混合室的气体进入口，纯氧发生器的氧气排出孔与燃烧室内部连通，一体设计的纯氧发生器、燃烧室和混合室置于导风壳的内腔里且二者之间的空间即是空气流道。

所述发电机还包括了润滑油系统，润滑油系统由润滑油箱，润滑油泵以及油路构成，润滑油箱的两个入口端分别接涡轮增压器轴承和燃气轮轴承，润滑油箱的出口端连接润滑油泵，润滑油泵的输出接至涡轮增压器轴承和燃气轮轴承之间的油路上。

所述启动控制器还连接一个电动涡旋压气机，该电动涡旋压气机的输入口接通大气，输出口接至燃烧室。

在燃料输送泵的两端旁路一溢流阀。

所述导风壳与高频发电机导风壳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。

本发明的有益效果是：1)、运用先进的ITM纯氧制氧技术，采用纯氧与含CH的燃料进行充分燃烧，可以使废气中不含未燃尽气体HC、CO。另一方面，由于是纯氧，不含N元素，因此就从根本上杜绝了NO_x等污染气体的产生，只要燃料中没有其它有害元素，就可实现整个燃烧过程的零污染。2)、由于纯氧燃烧温度超高，使燃气轮的效率提高，同时燃气轮排出气体温度也比常规燃气轮机高，因此，热功回收品位增高，可以进行新鲜空气的吸入、增压和预热，使传统燃气轮机中的离心压气轮可以省去，去除了增压的功率消耗，使得燃气轮对外做的功可以全部用于动力输出和发电，进一步提高了燃气轮能量转换效率。

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，本实施例所述的燃气轮发电机具有燃料供给系统、纯氧供给系统、燃烧做功系统、控制系统、发电系统、能量回收系统和润滑油系统7个系统。具体连接关系如下：