CN104864415A - 一种适用于多种燃料的微型燃气轮机发电系统 - Google Patents

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陈文煜
张家栋
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Abstract

本发明提出一种新型的微型燃气轮机发电系统，该机能够在不降低热效率，和不增加排放的情况下使用多种燃料，贫气由于热值低，当热值在低于15MJ/m3时，通常被作为工业尾气白白的烧掉，本发明可以在不添加昂贵的辅助燃料的情况下使用贫气。另外，在核心机不变的情况下，通过增加一个辅助燃烧室可以实现固体燃料，如木屑、生物垃圾和工业废物的高效燃烧。该微型燃气轮机不仅能够解决贫气的无效燃烧或直接排放到大气层造成的浪费和污染，也能够解决城市生物垃圾、工业废物造成的环境污染。

Description

一种适用于多种燃料的微型燃气轮机发电系统
所属技术领域
本发明涉及一种新型的微型燃气轮机发电系统，它可以使用多种燃料，特别是低热值的气体、以及固体燃料，并且在环保方面可以达到欧洲6排放标准。
背景技术
微型燃气轮机是一类小型热力发动机，它广泛应用于分布式供电、热电联供、备用电源等。具有尺寸小、质量轻、结构简单、多燃料、低噪声、低排放、低振动、低维修率等优点。
微型燃气轮机虽然可以使用多种燃料，但是它是以一种燃料为主，兼顾其它的燃料。当使用备用燃料时必然导致热效率下降，排放增加，如果长期使用会对机器本身造成损坏。由于贫气热值低、杂质多、成分复杂，普通微型燃气轮机不能稳定的燃烧贫气。由于中国的大规模的城市化，巨大的城市人口每天产生大量的生物垃圾，如得不到有效的处理，就会产生环境问题。
发明内容
本发明提出一种新型微型燃气轮机发电系统，该机能够在不降低热效率，和不增加排放的情况下使用多种燃料，贫气由于热值低，当热值在低于15MJ/m3时，通常被作为工业尾气白白的烧掉，本发明可以在不添加昂贵的辅助燃料的情况下使用贫气。另外，在核心机不变的情况下，通过增加一个辅助燃烧室可以实现固体燃料，如木屑、生物垃圾和工业废物的高效燃烧。
该微型燃气轮机不仅能够解决贫气的无效燃烧或直接排放到大气层造成的浪费和污染，也能够解决城市生物垃圾，工业废物造成的环境污染。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
针对不同的燃料的特性设计的不同的火焰筒，可以使燃料达到最佳空燃比，从而实现燃料的高效低污染的燃烧。通过可以快速更换的八个火焰筒实现多种燃料的高效，低排放的燃烧。本发明为了克服贫气的热值低、杂质多、燃烧不稳定的特点，采用的方案是，八个火焰筒中的两个接稳定的燃料来源，其余六个特殊设计火焰筒燃烧贫气，从而实现了在不添加昂贵的辅助燃料的情况下使用热值很低的贫气。当使用外部辅助燃烧室时，就可以实现固体燃料，如木屑、生物垃圾和工业废物的高效燃烧。
本发明的有益效果是，利用同一套核心微型涡轮机实现了三种运行模式：
一.根据现实情况使用多种气体，或液体燃料。
二.在不添加昂贵的辅助燃料的情况下使用热值很低的贫气，如热值低于15MJ/m3的燃料气。
三.通过一个辅助燃烧室可以实现固体燃料，如木屑、生物垃圾和工业废物的高效燃烧。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1 微型燃气轮机系统原理图
1、发电机，2、压缩机，3、固体燃料燃烧室，4、涡轮，5、气体或液体燃料燃烧室，6、回热器
图2 燃烧室示意图
具体实施方式
模式1：当气体或液体燃料热值稳定时，向气体或液体燃料燃烧室供应正常燃料(工作流程参考点线黑箭头)。
模式2：当气体燃料热值不稳定时，向燃烧室的两个火焰筒供正常的石化燃料燃料，其余的六个火焰筒供应贫气。(工作流程参考点线黑箭头)。
模式3：当有稳定的固体燃料，如木屑、生物垃圾和工业废物来源时，使用固体燃料燃烧室(工作流程参考虚线黑箭头)。
通过更换火焰筒，实现气体或液体燃料不同热值的燃料的高效燃烧。目前可以使用的燃料：柴油、乙醇、杂醇油、液化石油气、天然气、丙烷、丁烷、沼气、生物质气、氢混合气、热值低于15MJ/m3的贫气。贫气由于热值低，通常被作为工业尾气白白的烧掉，通过本微型燃气轮机可以对贫气在不添加昂贵的辅助燃料的情况下经济的利用。

Claims (4)

1.一种可以使用多种燃料，如高热值气体燃料、低热值气体燃料、液体燃料、和固体燃料的微型燃气轮机发电系统，包括高速发电机、压缩机、燃烧室、涡轮、集热器、空气轴承的整套发电系统。
2.根据权利要求1所述的微型涡轮发电系统，其特征在于当气体或液体燃料热值稳定时，向气体或液体燃料的燃烧室供应正常燃料，通过更换火焰筒实现多种燃料的充分燃烧。
3.根据权利要求1所述的微型涡轮发电系统，其特征在于当气体或液体燃料热值不稳定时，向燃烧室的两个火焰筒供应正常的石化燃料，其余的六个火焰筒供应低热值燃料，实现低热值燃料的稳定高效燃烧。
4.根据权利要求1所述的微型涡轮发电系统，当有稳定的固体燃料，如木屑、生物垃圾和工业废物，使用固体燃料燃烧室，实现减少固体废物污染的目的。
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