CN101592082B - 燃用重油的分布式燃气轮机发电系统 - Google Patents

Abstract

燃用重油的分布式燃气轮机发电系统，它涉及一种分布式燃气轮机发电系统。本发明的目的是现有的分布式燃气轮机可用燃料种类少、分布式发电成本相对较高、重油作为燃料不易直接燃烧、燃烧效率低和污染严重的问题。泵与给水加热器连接，给水加热器与乳化液预热器连接，乳化液预热器与反应器连接，反应器与净化器连接，净化器与燃烧室的燃料侧连接，轴的两端分别装有发电机和涡轮，压气机装在轴上，压气机与燃烧室的空气侧连接，燃烧室与涡轮连接，涡轮与反应器烟气侧连接，反应器烟气侧与乳化液预热器烟气侧连接，乳化液预热器烟气侧与给水加热器烟气侧连接。本发明用于在偏远地区或居民小区实现独立的分布式供电。

Description

燃用重油的分布式燃气轮机发电系统

技术领域

本发明涉及一种分布式燃气轮机发电系统。

背景技术

目前分布式燃气轮机发电系统一般可理解为大型燃气轮机发电系统的小型化。与很多大型燃气轮机发电系统一样，分布式燃气轮机发电系统仍然对燃料依赖性很强，要求当地有充足的燃料资源来保证发电系统的运行。然而，我国燃气资源丰富的地区十分有限；在远离燃气资源地域建设分布式燃气轮机发电系统，一是要架设专门的燃气管路，致使发电成本会大幅上升；二是难以保障燃气的连续供应。

由于重油的价格低廉、方便运输，如能将重油应用于分布式发电领域，既能拓展分布式发电可用能源种类，又能大大降低分布式发电的成本。但从技术角度看，重油燃烧困难，易产生积炭和积焦等现象，导致燃烧效率和透平效率下降，且污染物排放严重。由于轻型燃气轮机结构紧凑，不宜直接燃用重油。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的分布式燃气轮机可用燃料种类少、分布式发电成本相对较高、重油作为燃料不易直接燃烧、燃烧效率低和污染严重的问题，提出了一种燃用重油的分布式燃气轮机发电系统。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：所述发电系统包括泵、给水加热器、燃烧室、压气机、涡轮、发电机和轴，所述发电系统还包括乳化液预热器、反应器和净化器，所述泵的输出端通过管路与给水加热器的入水端连接，所述给水加热器的出水端通过管路与乳化液预热器的入水端连接，所述乳化液预热器的乳化液出口端通过管路与反应器的乳化液入口端连接，所述反应器的混合气出口端通过管路与净化器的入口端连接，所述净化器的出口端通过管路与燃烧室的燃料侧输入端连接，所述涡轮的动力输出端通过轴与发电机的输入端传动连接，所述压气机装在轴上并位于发电机和涡轮的中间，所述压气机的输出端通过管路与燃烧室的空气侧输入端连接，所述燃烧室的输出端通过管路与涡轮的输入端连接，所述涡轮的输出端通过管路与反应器烟气侧的输入端连接，所述反应器烟气侧的输出端与乳化液预热器烟气侧的输入端连接，所述乳化液预热器烟气侧的输出端通过管路与给水加热器烟气侧的输入端连接。

燃用重油的应用，所述燃用重油作为分布式燃气轮机发电系统的燃料的应用。

本发明具有以下有益效果：1.重油作为分布式燃气轮机发电系统的燃料，将大大降低分布式发电成本、拓展了微型燃气轮机可用燃料种类。2.重油发生的部分氧化反应，可有效解决重油不宜直接燃烧的问题，并有效回收利用燃气轮机尾气余热，最大程度实现燃气轮机尾气余热的梯级利用。3本发明系统中重油与空气的燃烧反应被分成两步来进行，可有效解决重油不宜直接燃烧、积炭、积焦、燃烧效率及透平效率下降和污染物排放严重等问题。此外，部分氧化反应所需的热量来自燃气轮机尾气余热，可有效回收利用燃气轮机尾气余热，最大程度实现燃气轮机尾气余热的梯级利用。4.本发明系统利用重油与水在超临界状态下混合预热制备重油乳化液技术，有效抑制结焦生成，并实现低NO_X排放。5.本发电系统可推广至大型燃用重油燃气电站的改造和新电站投建，也可用于燃用重油燃气或蒸汽联合发电系统中，也可用于太阳能-重油互补动力系统，甚至可考虑应用于未来汽车混合动力系统中。

附图说明

图1是本发明实施方式一的整体结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，所述发电系统包括泵1、给水加热器2、燃烧室6、压气机7、涡轮8、发电机9和轴10，所述发电系统还包括乳化液预热器3、反应器4和净化器5，所述泵1的输出端通过管路与给水加热器2的入水端连接，所述给水加热器2的出水端通过管路与乳化液预热器3的入水端连接，所述乳化液预热器3的乳化液出口端通过管路与反应器4的乳化液入口端连接，所述反应器4的混合气出口端通过管路与净化器5的入口端连接，所述净化器5的出口端通过管路与燃烧室6的燃料侧输入端连接，所述涡轮8的动力输出端通过轴10与发电机9的输入端传动连接，所述压气机7装在轴10上并位于发电机9和涡轮8的中间，所述压气机7的输出端通过管路与燃烧室6的空气侧输入端连接，所述燃烧室6的输出端通过管路与涡轮8的输入端连接，所述涡轮8的输出端通过管路与反应器4烟气侧的输入端连接，所述反应器4烟气侧的输出端与乳化液预热器3烟气侧的输入端连接，所述乳化液预热器3烟气侧的输出端通过管路与给水加热器2烟气侧的输入端连接，重油作为所述发电系统的燃料。所述压气机7和涡轮8设置在同一中心轴线上。

具体实施方式二：本实施方式的燃用重油作为分布式燃气轮机发电系统的燃料的应用。

工作原理：水经泵1增压后进入给水加热器2中，被经过给水加热器2的烟气所预热；随后进入乳化液预热器3中，在有烟气加热的条件下，与重油混合生成乳化液；乳化液进入反应器4中，在烟气加热的条件下，与空气发生部分氧化反应生成甲烷、氢气和一氧化碳可燃气体的混合气；反应产物经净化器5净化后为包含甲烷、氢气和一氧化碳等的合成气；随后，可燃气体混合气进入燃烧室6中与经压气机7增压后的空气进行燃烧；燃烧生成的烟气进入涡轮8中进行膨胀做功；涡轮8出口的烟气在先后流经反应器4、乳化液预热器3和给水加热器2后被排向大气；烟气推动涡轮8产生的功，带动压气机7和发电机9工作。

燃气轮机是以连续流动的气体为工质带动涡轮高速旋转，将热能转变为有用功的动力机械，是一种旋转叶轮式热力发动机。燃气轮机主要由压气机、热交换器(通常为燃烧室)和涡轮等组成。

Claims (2)

1.一种燃用重油的分布式燃气轮机发电系统，所述发电系统包括泵(1)、给水加热器(2)、燃烧室(6)、压气机(7)、涡轮(8)、发电机(9)和轴(10)，其特征在于所述发电系统还包括乳化液预热器(3)、反应器(4)和净化器(5)，所述泵(1)的输出端通过管路与给水加热器(2)的入水端连接，所述给水加热器(2)的出水端通过管路与乳化液预热器(3)的入水端连接，所述乳化液预热器(3)的乳化液出口端通过管路与反应器(4)的乳化液入口端连接，所述反应器(4)的混合气出口端通过管路与净化器(5)的入口端连接，所述净化器(5)的出口端通过管路与燃烧室(6)的燃料侧输入端连接，所述涡轮(8)的动力输出端通过轴(10)与发电机(9)的输入端传动连接，所述压气机(7)装在轴(10)上并位于发电机(9)和涡轮(8)的中间，所述压气机(7)的输出端通过管路与燃烧室(6)的空气侧输入端连接，所述燃烧室(6)的输出端通过管路与涡轮(8)的输入端连接，所述涡轮(8)的输出端通过管路与反应器(4)烟气侧的输入端连接，所述反应器(4)烟气侧的输出端与乳化液预热器(3)烟气侧的输入端连接，所述乳化液预热器(3)烟气侧的输出端通过管路与给水加热器(2)烟气侧的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的燃用重油的分布式燃气轮机发电系统，其特征在于所述压气机(7)和涡轮(8)设置在同一中心轴线上。

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