CN105626266B - 一种燃气轮机防喘振放气能量回收利用系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种采用一体化集成透平发电机组的燃气轮机防喘振放气进行能量回收利用系统，该燃气轮机防喘振放气能量回收利用系统包括进气子系统、透平发电子系统和排气子系统。该系统对燃气轮机防喘振放气进行能量回收利用，提高了放气防喘振措施的经济性，采用压力缓冲装置，提高了透平发电机组的工作效率和回收效果，将回收的防喘振放气能量用于压气机进气降温，降低了压气机功耗，一体化透平发电机组无需复杂的控制系统，减小了轴承摩擦带来的功率损失，转轴的功率密度较大，机组的体积更小，永磁电机转子布置在转轴上，与透平转子共用同一转轴，减少了中间的减速和连接机构，机械效率更高。

Description

一种燃气轮机防喘振放气能量回收利用系统
技术领域
本发明涉及燃气轮机领域，特别涉及一种燃气轮机防喘振放气能量回收利用系统。
背景技术
随着燃气轮机技术的逐渐成熟，以及分布供能系统的发展，燃气轮机的应用将越来越广泛。特别是在燃气轮机分布式供能系统中，燃气轮机经常处于变工况运行，然而喘振是燃气轮机在偏离设计工况时容易发生的一种现象，当进口流量减小时，冲角为正值，气流在叶背侧会产生分离，在此区域内，分离一旦产生，就有继续发展下去的趋势，因此，过大的正冲角可使压气机的工作不稳定，从而引起喘振。燃气轮机中的压气机喘振会导致燃气轮机部件的强烈机械振动和热端超温，并在极短的时间内造成燃机的严重损坏。目前燃气轮机防喘振的主要措施有：1)压气机中间级放气；2)可调进口导流叶片和静叶片；3)进气机匣处理；4)双转子结构等措施；其中压气机中间级放气防喘振措施是通过改变进压气机的气流的轴向分速度，亦即改变压气机的空气流量的方法来实现控制喘振的目的，大量的试验和理论研究表明，从压气机中间级放气是最简便实用的防喘措施，但是一方面压气机中间级放气防喘振控制措施中，10～25％的压缩空气被放掉，造成很大的不经济性；另一方面压气机中间级放气喘振措施放气量是变化，采用直接的膨胀透平回收放气压力能，会导出膨胀透平经常处于非设计工况工作，这样影响透平的工作效率以及回收效果。这些原因导致了防喘振放气压力能回收的难度。
发明内容
(一)要解决的技术问题
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供了一种燃气轮机防喘振放气能量回收利用系统。
(二)技术方案
本发明提供了一种燃气轮机防喘振放气能量回收利用系统，该燃气轮机防喘振放气能量回收利用系统包括进气子系统、透平发电子系统和排气子系统，其中，进气子系统，其进气口连接燃气轮机的压气机61，该进气子系统接收所述压气机61的防喘振放气；透平发电子系统，其进气口连接进气子系统的排气口，该透平发电子系统接收该进气子系统中的防喘振放气，利用防喘振放气作为工质气体做功发电，并将降温后的工质气体作为尾气由排气口排放；排气子系统，其进气口连接透平发电子系统的排气口，接收透平发电子系统排放的尾气。
优选地，透平发电子系统包括透平发电机组和蓄电池23，透平发电机组包括高速空气膨胀透平21和发电机22，高速空气膨胀透平21的进气口连接进气子系统的出气口，发电机22连接蓄电池23，透平发电机组用于将防喘振放气的压力能转换为电能，蓄电池23用于存储电能。
优选地，透平发电机组为一体化集成透平发电机组，其包括机壳501、永磁电机绕组504、径向永磁悬浮轴承、角接触球轴承、平衡质量块蜗壳507、涡轮蜗壳508、平衡质量块509、转轴510、永磁电机转子511和涡轮512；平衡质量块蜗壳507和涡轮蜗壳508分别固定于机壳501左、右两侧板，转轴510贯穿机壳501左、右两侧板并延伸至平衡质量块蜗壳507内和涡轮蜗壳508内，第一径向永磁悬浮轴承502和第二径向永磁悬浮轴承503分别固定于机壳501内腔的两端，机壳501内腔的第一径向永磁悬浮轴承502右侧部位固定第一角接触球轴承505，第二径向永磁悬浮轴承503左侧部位固定第二角接触球轴承506，第一、第二角接触球轴承505、506对转轴510进行轴向和径向支撑，第一径向永磁悬浮轴承502和第二径向永磁悬浮轴承503提供径向辅助支撑，转轴510的正中位置布置永磁电机转子511，永磁电机绕组504镶嵌于机壳501内腔与永磁电机转子511对应的位置，涡轮512和平衡质量块509分别位于涡轮蜗壳508内和平衡质量块蜗壳内507，并分别固定于转轴510的两端，平衡质量块509、永磁电机转子511以及涡轮512固定在同一根转轴510上。
优选地，防喘振放气由一体化集成透平发电机组进气口513进入涡轮蜗壳508，先通过涡轮蜗壳508的渐缩管，气体速度逐渐增加，然后由涡轮蜗壳508的导气环引入到涡轮512，气体推动涡轮512旋转做功，涡轮512旋转带动同轴的永磁电机转子511旋转，永磁电机绕组504切割旋转的永磁电机转子511的磁场磁力线，产生电能，推动涡轮512旋转做功后的气体由一体化集成透平发电机组排气口514排出，平衡质量块509与涡轮512保持相同的运动状态。
优选地，透平发电子系统还包括压力缓冲装置24，压力缓冲装置24的进气口连接进气子系统的排气口，其出气口连接透平发电机组的进气口。
优选地，进气子系统包括第一控制阀11、第二控制阀12、第三控制阀13、第一逆止阀14、第二逆止阀15和换热器16，第一控制阀11的进气口连接压气机61放气阀门，其出气口排空，用于排空过量防喘振放气；第二控制阀12的进气口连接压气机61放气阀门，其出气口连接第一逆止阀14的进气口，第二控制阀12和第一逆止阀14用于将防喘振放气输送至透平发电机组；第三控制阀13的进气口连接压气机61放气阀门，其出气口连接换热器16的进气口，换热器16的出气口连接第二逆止阀15的进气口，第三控制阀13、换热器16和第二逆止阀15用于将防喘振放气降温后输送至透平发电机组。
优选地，排气子系统包括分流器31、第四控制阀32和第五控制阀33，分流器31的进气口连接透平发电机组的排气口，第四控制阀32的进气口连接分流器31的第一出气口，其出气口连接压气机61的进气口，用于将透平发电机组排气口排出的尾气输送至压气机61，第五控制阀33的进气口连接分流器31的第二出气口，其出气口排空，用于将透平发电机组排出的尾气对外排空。
优选地，压气机61出现喘振，压气机61放气阀门开启放气，开启第二控制阀12和第一逆止阀14，防喘振放气经由第二控制阀12和第一逆止阀14进入透平发电机组，高压防喘振放气作为工作介质驱动透平发电机组做功发电并将电能储存在蓄电池23中，透平发电机组做功后的防喘振放气温度降低，透平发电机组将降温后的防喘振放气作为尾气由排气口排出，开启第五控制阀33，尾气经由分流器31和第五控制阀33排空，当压气机61喘振严重，防喘振放气量过大时，开启第一控制阀11，将过量防喘振放气经由第一控制阀11对外排空。
优选地，压气机61出现喘振，压气机61放气阀门开启放气，开启第三控制阀13和第二逆止阀15，防喘振放气经由第三控制阀13进入换热器16，经过换热器16后防喘振放气的温度降低，并经由第二逆止阀15进入透平发电机组，高压防喘振放气作为工作介质驱动透平发电机组做功发电并将电能储存在蓄电池23中，驱动透平发电机组做功后的防喘振放气温度降低，透平发电机组将降温后的防喘振放气作为尾气由排气口排出，开启第四控制阀32，尾气经由分流器31和第四控制阀32返送至压气机61中，与压气机61中的进气混合并降低进气的温度，当压气机61喘振严重，防喘振放气量过大时，开启第一控制阀11，将过量防喘振放气经由第一控制阀11对外排空。
优选地，开启第五控制阀33，将尾气对外排空；或者第五控制阀33连接换热装置，开启第五控制阀33分流部分尾气至换热装置，利用尾气的低温冷能冷却其他装置或系统。
(三)有益效果
从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：
(1)采用透平发电机组对防喘振放气进行能量回收利用，提高了中间级放气防喘振措施的经济性；
(2)采用压力缓冲装置，使透平发电机组工作于设计工况，提高了透平发电机组的工作效率和回收效果；
(3)将回收的防喘振放气能量用于压气机进气降温，降低了压气机功耗；
(4)采用一体化透平发电机组，结构紧凑，工作可靠；
(5)一体化透平发电机组的轴承支撑不需要复杂的控制系统，结构简单、可靠性高、成本低；无需外接供气装置，降低了系统的复杂程度，增加了系统的整体能效，启动方便，容易保管维护，可靠性好；降低了滚动轴承的径向承载，减小了轴承摩擦带来的功率损失，不损失工艺气体，可改善系统循环的效率；转轴的功率密度较大，机组的体积更小；永磁电机转子布置在转轴上，与透平转子共用同一转轴，减少了中间的减速和连接机构，机械效率更高，结构更为紧凑。
附图说明
图1为本发明实施例的一种燃气轮机防喘振放气能量回收利用系统；
图2为本发明另一实施例的一体化集成透平发电机组的后视图、右视图和上视图；
图3为本发明另一实施例的一体化集成透平发电机组的纵剖面图。
【符号说明】
11-第一控制阀；12-第二控制阀；13-第三控制阀；14-第一逆止阀；15-第二逆止阀；16-换热器；
21-高速空气膨胀透平；22-发电机；23-蓄电池；24-压力缓冲装置；
31-分流器；32-第四控制阀；33-第五控制阀；
501-机壳；502-第一径向永磁悬浮轴承；503-第二径向永磁悬浮轴承；504-永磁电机绕组；505-第一角接触球轴承；506-第二角接触球轴承；507-平衡质量块蜗壳；508-涡轮蜗壳；509-平衡质量块；510-转轴；511-永磁电机转子；512-涡轮；513-一体化集成透平发电机组进气口；514-一体化集成透平发电机组排气口；515-径向永磁悬浮轴承动环；516-径向永磁悬浮轴承静环；
61-压气机；62-燃烧室；63-透平涡轮；64-电机。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
本发明提供的一种燃气轮机防喘振放气能量回收利用系统，利用透平发电机组对燃气轮机的防喘振放气进行能量回收和利用，有效提高了燃气轮机中间级放气防喘振措施的经济性，并且透平发电机组工作效率高，防喘振放气回收效果好。
燃气轮机是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转，将燃料的能量转换为有用功的内燃式动力机械，如图1所示，燃气轮机一般包括压气机61、燃烧室62和透平涡轮63。压气机61从外界大气环境吸入空气，对吸入的空气逐级压缩使之增压，同时空气的温度也相应升高，压缩空气被压送至燃烧室62与喷入的燃料混合燃烧生成高温高压燃气，高温高压燃气进入透平涡轮63膨胀做功，推动叶轮带动电机64旋转，实现化学能向机械能的转换，同时叶轮也带动压气机61旋转，使压气机61不断吸入并压缩空气。当压气机61的空气流量和压力发生低频周期性振荡时，即发生喘振现象，喘振将严重影响燃气轮机的正常工作，压气机61中间级放气是常用的防喘振措施，防喘振放气是有较高温度的高压气体，本身包含较大的能量，本发明正是对防喘振放气的能量进行回收利用的系统。
依据本发明实施例的一种燃气轮机防喘振放气能量回收利用系统如图1所示，该系统包括进气子系统、透平发电子系统和排气子系统。
进气子系统，其进气口连接燃气轮机的压气机61，该进气子系统接收所述压气机61的防喘振放气。
透平发电子系统，其进气口连接进气子系统，该透平发电子系统接收该进气子系统中的防喘振放气，利用防喘振放气作为工质气体做功发电，并将降温后的工质气体作为尾气由排气口排放。
排气子系统，其进气口连接透平发电子系统的排气口，接收透平发电子系统排放的尾气。
进气子系统包括第一控制阀11、第二控制阀12、第三控制阀13、第一逆止阀14、第二逆止阀15和换热器16，第一控制阀11的进气口连接压气机61放气阀门，其出气口排空，用于排空过量防喘振放气；第二控制阀12的进气口连接压气机61放气阀门，其出气口连接第一逆止阀14的进气口，第二控制阀12和第一逆止阀14用于将防喘振放气输送至透平发电机组；第三控制阀13的进气口连接压气机61放气阀门，其出气口连接换热器16的进气口，换热器16的出气口连接第二逆止阀15的进气口，第三控制阀13、换热器16和第二逆止阀15用于将防喘振放气降温后输送至透平发电机组，其中该换热器16为翅片管换热器。
透平发电子系统包括透平发电机组和蓄电池23，透平发电机组包括高速空气膨胀透平21和发电机22。高速空气膨胀透平21的进气口连接第一逆止阀14和第二逆止阀15的出气口，发电机22连接蓄电池23，透平发电机组用于将防喘振放气的压力能转换为电能，蓄电池23用于存储电能。
排气子系统包括分流器31、第四控制阀32和第五控制阀33，分流器31的进气口连接透平发电机组的排气口，第四控制阀32的进气口连接分流器31的第一出气口，其出气口连接压气机61的进气口，用于将透平发电机组排气口排出的尾气输送至压气机61，第五控制阀33的进气口连接分流器31的第二出气口，其出气口排空，用于将透平发电机组排气口排出的尾气对外排空。
以下介绍本申请的燃气轮机防喘振放气能量回收利用系统工作过程，当压气机61出现喘振现象时，压气机61放气阀门开启放气，根据压气机61的进气温度选择燃气轮机防喘振放气能量回收利用系统的工作模式，当进气温度较低时(例如，低于25℃)，进入工作模式1，当进气温度较高时(例如，高于25℃)，进入工作模式2。
工作模式1：开启第二控制阀12和第一逆止阀14，防喘振放气经由第二控制阀12和第一逆止阀14进入透平发电机组，高压防喘振放气作为工作介质驱动透平发电机组的叶片及透平轴旋转做功，将防喘振放气的压力能转换为机械能，驱动发电机22发电并将电能储存在蓄电池23中，驱动透平发电机组做功后的防喘振放气温度降低，透平发电机组将降温后的防喘振放气作为尾气由排气口排出，开启第五控制阀33，尾气经由分流器31和第五控制阀33排空，当压气机61喘振严重，防喘振放气量过大时，可开启第一控制阀11，将过量防喘振放气经由第一控制阀11对外排空，避免过量防喘振放气对透平发电机组的冲击，如此实现了对燃气轮机防喘振放气的能量回收和利用。
其中，驱动透平发电机组做功后的防喘振放气温度降低，下降幅度在一定程度上取决于防喘振放气进入透平发电机组前的温度以及透平发电机组的叶片和透平轴的转速。防喘振放气进入透平发电机组前的温度为90℃-110℃，驱动透平发电机组做功后的温度为20℃-40℃。
计算结果证明，采用工作模式1时，当防喘振放气量达到压气机61进气量的10％时，可以回收利用7.52％的压气机61耗功。
工作模式2：开启第三控制阀13和第二逆止阀15，防喘振放气经由第三控制阀13进入换热器16，经过换热器16后防喘振放气的温度降低，并经由第二逆止阀15进入透平发电机组，高压防喘振放气作为工作介质驱动透平发电机组的叶片及透平轴旋转做功，将防喘振放气的压力能转换为机械能，驱动发电机22发电并将电能储存在蓄电池23中，驱动透平发电机组做功后的防喘振放气温度降低，透平发电机组将降温后的防喘振放气作为尾气由排气口排出，开启第四控制阀32，尾气经由分流器31和第四控制阀32返送至压气机61中，与压气机61中的进气混合并降低进气的温度，进气温度降低则压气机61压缩进气所需的能量就减少，这样就减小了压气机61的耗功量，当压气机61喘振严重，防喘振放气量过大时，可开启第一控制阀11，将过量防喘振放气经由第一控制阀11对外排空，避免过量防喘振放气对透平发电机组的冲击，如此实现了对燃气轮机防喘振放气的能量回收和利用，并进一步提高了防喘振放气能量的回收利用率。
其中，除了将尾气返送至压气机61外，还可以在第五控制阀33后连接换热装置，开启第五控制阀33分流部分尾气至换热装置，利用尾气的低温冷能冷却其他装置或系统，若不需要利用尾气，还可以开启第五控制阀33，将尾气对外排空。
其中，驱动透平发电机组做功后的防喘振放气温度降低，下降幅度在一定程度上取决于防喘振放气进入透平发电机组前的温度以及透平发电机组的叶片和透平轴的转速。防喘振放气进入换热器16前的温度为90℃-110℃，经换热器16后温度为30℃-50℃，驱动透平发电机组做功后的温度为-40℃至-20℃。
计算结果证明，采用工作模式2时，当防喘振放气量达到压气机61进气量的10％时，可以回收利用4.14％的压气机61耗功，同时可以使压气机61的进气温度降低9℃，压气机61压缩进气所需的耗功降低3.02％。
在本发明的另一实施例中，图1中的燃气轮机防喘振放气能量回收利用系统的透平发电机组采用一体化集成结构，图2为依据本发明另一实施例的一体化集成透平发电机组的后视图、右视图和上视图，其中(a)为后视图，(b)为右视图，(c)为上视图，图3为依据本发明另一实施例的一体化集成透平发电机组的纵剖面图。
该一体化集成透平发电机组将高速空气膨胀透平和发电机集成为一体，包括运动组件和静止组件，静止组件包括机壳501、永磁电机绕组504、径向永磁悬浮轴承(包括径向永磁悬浮轴承动环515、径向永磁悬浮轴承静环516)、角接触球轴承、平衡质量块蜗壳507和涡轮蜗壳508；运动组件包括平衡质量块509、转轴510、永磁电机转子511和涡轮512。
其中，平衡质量块蜗壳507和涡轮蜗壳508分别固定于机壳501左、右两侧板，转轴510贯穿机壳501左、右两侧板并延伸至平衡质量块蜗壳507内和涡轮蜗壳508内，第一径向永磁悬浮轴承502和第二径向永磁悬浮轴承503分别固定于机壳501内腔的两端，机壳501内腔的第一径向永磁悬浮轴承502右侧部位固定第一角接触球轴承505，和第二径向永磁悬浮轴承503左侧部位固定第二角接触球轴承506，第一、第二角接触球轴承505、506对转轴510进行轴向和径向支撑，第一径向永磁悬浮轴承502和第二径向永磁悬浮轴承503提供径向辅助支撑，转轴510的正中位置布置永磁电机转子511，永磁电机绕组504镶嵌于机壳501内腔与永磁电机转子511对应的位置，涡轮512和平衡质量块509分别位于涡轮蜗壳508和平衡质量块蜗壳507，二者分别固定于转轴510的两端，即平衡质量块509、永磁电机转子511以及涡轮512固定在同一根转轴510上。
当一体化集成透平发电机组工作时，防喘振放气由一体化集成透平发电机组进气口513进入涡轮蜗壳508，先通过涡轮蜗壳508的渐缩管，气体速度逐渐增加，然后由涡轮蜗壳508的导气环引入到涡轮512，气体推动涡轮512旋转做功，涡轮512旋转带动同轴的永磁电机转子511旋转，永磁电机绕组504切割旋转的永磁电机转子511的磁场磁力线，产生电能，推动涡轮512旋转做功后的气体由一体化集成透平发电机组排气口514排出。一体化集成透平发电机组工作时，转轴510处于高转速下，若转轴510两端的结构不对称，将产生非常大的不平衡性，严重影响其正常工作，为此，与涡轮512同轴的平衡质量块509与涡轮512保持相同的运动状态，保证了转轴510两端的结构对称性和平衡性。
本实施例中的一体化集成透平发电机组，采用角接触球轴承混合径向永磁悬浮轴承支撑，径向永磁悬浮轴承系统的轴向稳定通过左右两侧的角接触球轴承来实现，径向由两对成中间截面对称的耦合磁环-动环和静环之间的磁斥力来实现稳定。径向永磁悬浮轴承作为角接触球轴承的辅助支撑，可为转轴提供径向的悬浮力，将角接触球轴承的承载卸载60％左右，大大延长角接触球轴承的使用寿命。转轴工作转速可达60000～80000转/分钟。与主动控制的电磁轴承相比，径向永磁悬浮轴承不需要复杂的控制系统，结构简单、可靠性高、成本低，适合应用于需要长期稳定运行的微小型动力装置。与常规气体轴承支承相比，无需外接供气装置，降低了系统的复杂程度，增加了系统的整体能效，启动方便，容易保管维护，可靠性好。与常规滚动轴承相比，联合径向永磁悬浮轴承使用，降低了滚动轴承的径向承载，减小了轴承摩擦带来的功率损失，不损失工艺气体，可改善系统循环的效率。转轴的功率密度较大，在同等功率输出下，机组的体积更小。永磁电机转子布置在转轴上，与透平转子共用同一转轴，减少了中间的减速和连接机构，机械效率更高，结构更为紧凑。
在本发明的又一实施例中，燃气轮机防喘振放气能量回收利用系统的透平发电子系统还包括压力缓冲装置24，如图1所示，该压力缓冲装置24的进气口连接进气子系统第一逆止阀14和第二逆止阀15的出气口，其出气口连接透平发电机组的进气口。
压气机61排出的防喘振放气特性不稳定，其流量和压力在不断变化，为了避免流量和压力不稳定的防喘振放气影响一体化集成透平发电机组的工作效能，在一体化集成透平发电机组的进气口前端安装压力缓冲装置24，其可以实时调节进入一体化集成透平发电机组的气体压力和流量，使得恒压定流量的防喘振放气进入一体化集成透平发电机组做功，提高一体化集成透平发电机组的工作效率和回收效果。
其中，压力缓冲装置24是恒压变体积的容积罐，例如稳压罐。
需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换，例如：
(1)还可以采用其他类型的换热器；
(2)压力缓冲装置还可以采用其他恒压变体积装置；
(3)本文可提供包含特定值的参数的示范，但这些参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应值；
(4)实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本发明的保护范围；
(5)上述实施例可基于设计及可靠度的考虑，彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使用，即不同实施例中的技术特征可以自由组合形成更多的实施例。
综上所述，本发明提供的一种燃气轮机防喘振放气能量回收利用系统，利用透平发电机组对燃气轮机的防喘振放气进行能量回收和利用，有效提高了燃气轮机中间级放气防喘振措施的经济性，并且透平发电机组工作效率高，防喘振放气回收效果好。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种燃气轮机防喘振放气能量回收利用系统，其特征在于，该燃气轮机防喘振放气能量回收利用系统包括进气子系统、透平发电子系统和排气子系统，其中，
进气子系统，其进气口连接燃气轮机的压气机(61)，该进气子系统接收所述压气机(61)的防喘振放气；
透平发电子系统，其进气口连接进气子系统的排气口，该透平发电子系统接收该进气子系统中的防喘振放气，利用防喘振放气作为工质气体做功发电，并将降温后的工质气体作为尾气由排气口排放；
排气子系统，其进气口连接透平发电子系统的排气口，接收透平发电子系统排放的尾气；
其中，所述透平发电子系统包括一体化集成透平发电机组、蓄电池(23)和压力缓冲装置(24)，所述一体化集成透平发电机组包括机壳(501)、永磁电机绕组(504)、径向永磁悬浮轴承、角接触球轴承、平衡质量块蜗壳(507)、涡轮蜗壳(508)、平衡质量块(509)、转轴(510)、永磁电机转子(511)和涡轮(512)；
平衡质量块蜗壳(507)和涡轮蜗壳(508)分别固定于机壳(501)左、右两侧板，转轴(510)贯穿机壳(501)左、右两侧板并延伸至平衡质量块蜗壳(507)内和涡轮蜗壳(508)内，第一径向永磁悬浮轴承(502)和第二径向永磁悬浮轴承(503)分别固定于机壳(501)内腔的两端，机壳(501)内腔的第一径向永磁悬浮轴承(502)右侧部位固定第一角接触球轴承(505)，第二径向永磁悬浮轴承(503)左侧部位固定第二角接触球轴承(506)，第一、第二角接触球轴承(505)、(506)对转轴(510)进行轴向和径向支撑，第一径向永磁悬浮轴承(502)和第二径向永磁悬浮轴承(503)提供径向辅助支撑，转轴(510)的正中位置布置永磁电机转子(511)，永磁电机绕组(504)镶嵌于机壳(501)内腔与永磁电机转子(511)对应的位置，涡轮(512)和平衡质量块(509)分别位于涡轮蜗壳(508)内和平衡质量块蜗壳(507)内，并分别固定于转轴(510)的两端，平衡质量块(509)、永磁电机转子(511)以及涡轮(512)固定在同一根转轴(510)上；
所述压力缓冲装置(24)的进气口连接进气子系统的排气口，其出气口连接一体化集成透平发电机组的进气口；
所述进气子系统包括第三控制阀(13)、第二逆止阀(15)和换热器(16)，第三控制阀(13)的进气口连接压气机(61)放气阀门，其出气口连接换热器(16)的进气口，换热器(16)的出气口连接第二逆止阀(15)的进气口；所述排气子系统包括分流器(31)、第四控制阀(32)，分流器(31)的进气口连接一体化集成透平发电机组的排气口，第四控制阀(32)的进气口连接分流器(31)的第一出气口，其出气口连接压气机(61)的进气口；
压气机(61)出现喘振，压气机(61)放气阀门开启放气，开启第三控制阀(13)和第二逆止阀(15)，防喘振放气经由第三控制阀(13)进入换热器(16)，经过换热器(16)后防喘振放气的温度降低，并经由第二逆止阀(15)进入一体化集成透平发电机组，高压防喘振放气作为工作介质驱动一体化集成透平发电机组做功发电并将电能储存在蓄电池(23)中，做功后的防喘振放气温度降低作为尾气由排气口排出，开启第四控制阀(32)，尾气经由分流器(31)和第四控制阀(32)返送至压气机(61)中，与压气机(61)中的进气混合并降低进气的温度。
2.如权利要求1所述的燃气轮机防喘振放气能量回收利用系统，其特征在于，防喘振放气由一体化集成透平发电机组进气口(513)进入涡轮蜗壳(508)，先通过涡轮蜗壳(508)的渐缩管，气体速度逐渐增加，然后由涡轮蜗壳(508)的导气环引入到涡轮(512)，气体推动涡轮(512)旋转做功，涡轮(512)旋转带动同轴的永磁电机转子(511)旋转，永磁电机绕组(504)切割旋转的永磁电机转子(511)的磁场磁力线，产生电能，推动涡轮(512)旋转做功后的气体由一体化集成透平发电机组排气口(514)排出，平衡质量块(509)与涡轮(512)保持相同的运动状态。
3.如权利要求1-2中任一项权利要求所述的燃气轮机防喘振放气能量回收利用系统，其特征在于，进气子系统还包括第一控制阀(11)、第二控制阀(12)、第一逆止阀(14)，第一控制阀(11)的进气口连接压气机(61)放气阀门，其出气口排空，用于排空过量防喘振放气；第二控制阀(12)的进气口连接压气机(61)放气阀门，其出气口连接第一逆止阀(14)的进气口，第二控制阀(12)和第一逆止阀(14)用于将防喘振放气输送至一体化集成透平发电机组。
4.如权利要求3所述的燃气轮机防喘振放气能量回收利用系统，其特征在于，排气子系统还包括第五控制阀(33)，第五控制阀(33)的进气口连接分流器(31)的第二出气口，其出气口排空，用于将一体化集成透平发电机组排出的尾气对外排空。
5.如权利要求4所述的燃气轮机防喘振放气能量回收利用系统，其特征在于，压气机(61)出现喘振，压气机(61)放气阀门开启放气，开启第二控制阀(12)和第一逆止阀(14)，防喘振放气经由第二控制阀(12)和第一逆止阀(14)进入一体化集成透平发电机组，高压防喘振放气作为工作介质驱动一体化集成透平发电机组做功发电并将电能储存在蓄电池(23)中，一体化集成透平发电机组做功后的防喘振放气温度降低，一体化集成透平发电机组将降温后的防喘振放气作为尾气由排气口排出，开启第五控制阀(33)，尾气经由分流器(31)和第五控制阀(33)排空，当压气机(61)喘振严重，防喘振放气量过大时，开启第一控制阀(11)，将过量防喘振放气经由第一控制阀(11)对外排空。
6.如权利要求1所述的燃气轮机防喘振放气能量回收利用系统，其特征在于，当压气机(61)喘振严重，防喘振放气量过大时，开启第一控制阀(11)，将过量防喘振放气经由第一控制阀(11)对外排空。
7.如权利要求6所述的燃气轮机防喘振放气能量回收利用系统，其特征在于，开启第五控制阀(33)，将尾气对外排空；或者第五控制阀(33)连接换热装置，开启第五控制阀(33)分流部分尾气至换热装置，利用尾气的低温冷能冷却其他装置或系统。
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