CN105736143B - 一种适用受限空间的10mw级燃气轮机备用电源及其安装方法 - Google Patents

Abstract

一种适用受限空间的10MW级燃气轮机备用电源及其安装方法，备用电源的底座采用分体组装式结构，燃气轮机、减速齿轮箱及发电机固装在底座上且位于箱体内，进气系统设置在箱体侧部且贴近地面安装，排气系统设置在箱体侧部，排气系统与烟囱相连，烟囱位于建筑大楼预制排气烟道内，烟囱顶端位于楼顶并与大气相通；箱体外表面、备用电源所在空间墙面及屋顶表面均铺设有消音板；进气系统的空气吸入口方向安装有消音器。安装方法为：在三个部分底座上分别安装燃气发生器、动力涡轮和减速齿轮箱、发电机，再依次移入大楼内组装为整体；安装箱体；在箱体侧部安装进气系统和排气系统；接通排气系统与烟囱；安装消音板和消音器；对备用电源各个系统进行调试。

Description

一种适用受限空间的10MW级燃气轮机备用电源及其安装方法

技术领域

本发明属于备用电源技术领域，特别是涉及一种适用受限空间的10MW级燃气轮机备用电源及其安装方法。

背景技术

近年来，随着社会的高速发展，用电负荷也在逐年增高，特别是在一些特殊行业的建筑内，比如医院、银行、政府机关以及市政通信大楼等，这些特殊行业的建筑作为一个复杂“系统”需要不间断运转，且用电负荷一直居高不下，为了确保这些“系统”能够连续稳定运行，必须在这些“系统”所在的建筑内设置应急用的备用电源，以保证常规电网断电时“系统”可以照常运转。

目前，这些建筑内采用的备用电源都是由一些2000kW级小功率发电机组成的，根据建筑内用电负荷的不同，可对2000kW级小功率发电机适当增减数量。下面以某一市政通信大楼为例，为了满足海量数据的存储和传输，大楼内的通信设备规模越来越大，导致整体的用电负荷急速增高，这就要求建筑内的备用电源也要满足相适配的应急供电需要。但是，现阶段由数量不等的2000kW级小功率发电机构成的备用电源，已经越来越难以满足应急供电需要了，当某一台2000kW级小功率发电机出现故障停机时，会导致整体备用电源的应急供电能力严重下降，从而使备用电源的应急供电可靠性也大打折扣。

如果能够为建筑提供一种大功率发电机组并作为备用电源使用，便可有效提高备用电源的可靠性。但是，由于大功率发电机组的单体体积过大，而建筑内用于设置备用电源的空间又普遍受限，常规的大功率发电机组并不具备安装到受限空间的条件，导致建筑内无法实际应用大功率发电机组作为备用电源来使用，这严重制约了行业的正常发展。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种适用受限空间的10MW级燃气轮机备用电源及其安装方法，与传统10MW级燃气轮机发电机组相比，其整体上具有改进的空间布局结构，使其有效满足了在受限空间内的安装使用条件。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种适用受限空间的10MW级燃气轮机备用电源，包括燃气轮机、减速齿轮箱、发电机、底座、箱体、进气系统、排气系统及箱体通风系统，所述底座采用分体组装式结构，所述燃气轮机的动力涡轮的输出轴与减速齿轮箱的输入轴通过高速联轴器相连，减速齿轮箱的输出轴与发电机的输入轴通过低速联轴器相连，燃气轮机、减速齿轮箱及发电机固定安装在底座上，且燃气轮机、减速齿轮箱及发电机均位于箱体内；所述进气系统设置在箱体侧部且贴近地面安装，在进气系统的空气吸入口安装有空气过滤器；所述排气系统设置在箱体侧部，排气系统的尾气入口与燃气轮机的排气口相连通，备用电源所在的建筑大楼内预制有排气烟道，排气烟道顶端位于建筑大楼的楼顶并与大气相通，排气烟道底端位于备用电源所在空间的屋顶，在排气烟道内设置有烟囱，排气系统的尾气出口与烟囱相连通；所述箱体内部通过箱体通风系统与大气连通；所述燃气轮机配装有润滑油系统、液压起动系统及燃料调节系统，润滑油系统、液压起动系统及燃料调节系统均布置于箱体内；在备用电源所在空间内配装电气控制柜，电气控制柜靠近墙壁布置。

在所述箱体外表面、备用电源所在空间的墙面及屋顶表面均铺设有消音板。

在所述进气系统的空气吸入口方向安装有消音器。

所述的适用受限空间的10MW级燃气轮机备用电源的安装方法，包括如下步骤：

步骤一：进行厂内组装阶段，底座分为三个部分，第一部分底座上固定安装燃气轮机的燃气发生器，第二部分底座上固定安装燃气轮机的动力涡轮和减速齿轮箱，第三部分底座上固定安装发电机；

步骤二：进行现场组装阶段，将安装有燃气发生器的第一部分底座、安装有动力涡轮和减速齿轮箱的第二部分底座、安装有发电机的第三部分底座依次移入备用电源所在空间内，并按照顺序将三个部分底座组装成一个整体，同时将燃气发生器与动力涡轮连接在一起，将减速齿轮箱与发电机相连，直到连接后的对中精度达到要求；

步骤三：安装箱体，通过箱体对其内部的燃气轮机、减速齿轮箱及发电机进行降噪；

步骤四：将进气系统、排气系统、箱体通风系统及电气控制柜分别从建筑大楼外部移入备用电源所在空间内，将进气系统以贴近地面的方式布置到箱体侧部；将排气系统布置到箱体侧部，并将排气系统与排气烟道内的烟囱相接通，保证燃气轮机排出的尾气依次通过排气系统及烟囱并从建筑大楼楼顶排向大气；将箱体通风系统的出风口直接引到建筑大楼外部并与大气相通；将电气控制柜靠近墙壁布置；

步骤五：在箱体外表面、备用电源所在空间的墙面及屋顶表面铺设消音板，在进气系统的空气吸入口方向安装消音器；

步骤六：对燃气轮机配装的润滑油系统、液压起动系统、燃料调节系统进行调试，对整体备用电源的电气部分进行调试，直到满足应急发电要求。

本发明的有益效果：

本发明首次将10MW级燃气轮机应用在备用电源领域，并通过改进空间布局结构，使10MW级燃气轮机备用电源满足在受限空间内的安装使用条件。为了将单体体积过大的10MW级燃气轮机备用电源移入建筑大楼内，本发明的底座首次采用分体组装式结构，从而将体积更小的分体状态底座分多次移入建筑大楼内，并在建筑大楼内组装成一个整体底座，而备用电源的其他部件也随着底座一同移入建筑大楼内，并在建筑大楼内进行组装。

由于建筑大楼内的举架空间有限，为了实现进气系统和排气系统的安装，本发明的进气系统和排气系统均布置于箱体侧部，且进气系统贴近地面安装；为了解决排气系统的尾气排放问题，建筑大楼内预制排气烟道，在排气烟道内安装烟囱，烟囱的顶端直通楼顶，尾气可通过烟囱从建筑大楼的楼顶排出，降低尾气对建筑近地面的影响。

由于建筑大楼普遍位于市中心或邻近市中心，因此必须要解决本发明的备用电源在运行时的噪音问题，为了实现最大程度的降噪，本发明在箱体外表面、备用电源所在空间的墙面及屋顶表面均铺设消音板，同时在进气系统的空气吸入口方向安装消音器。

本发明的10MW级燃气轮机备用电源基于燃气轮机发电机组技术，而燃气轮机发电机组与传统的往复式发电机相比，具有以下优点：

①燃气轮机发电机组的UPS负载系数取1.1～1.2即可，而传统的往复式发电机的UPS负载系数需要取1.4～1.5，在负载相同的情况下，可以选用发电容量更小的燃气轮机发电机组，有效节省采购成本；

②燃气轮机发电机组的运行可靠性高于传统的往复式发电机，燃气轮机发电机组的运行可靠性可达99.8％，而传统的小功率往复式发电机的运行可靠性为99％；

③在相同功率等级下，燃气轮机发电机组的维护工作量仅为传统的往复式发电机的1/4；

④燃气轮机发电机组的使用寿命可达传统的往复式发电机的10倍左右。

附图说明

图1为本发明的一种适用受限空间的10MW级燃气轮机备用电源的平面布置图；

图2为图1中A-A剖面图；

图3为排气系统与烟囱连通时的排气烟道平面布置图；

图中，1—燃气轮机，2—减速齿轮箱，3—发电机，4—箱体，5—进气系统，6—排气系统，7—箱体通风系统，8—排气烟道，9—烟囱，10—底座，11—电气控制柜，12—高速联轴器，13—低速联轴器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1、2、3所示，一种适用受限空间的10MW级燃气轮机备用电源，包括燃气轮机1、减速齿轮箱2、发电机3、底座10、箱体4、进气系统5、排气系统6及箱体通风系统7，所述底座10采用分体组装式结构，所述燃气轮机1的动力涡轮的输出轴与减速齿轮箱2的输入轴通过高速联轴器12相连，减速齿轮箱2的输出轴与发电机3的输入轴通过低速联轴器13相连，燃气轮机1、减速齿轮箱2及发电机3固定安装在底座10上，且燃气轮机1、减速齿轮箱2及发电机3均位于箱体4内；所述进气系统5设置在箱体4侧部且贴近地面安装，在进气系统5的空气吸入口安装有空气过滤器；所述排气系统6设置在箱体4侧部，排气系统6的尾气入口与燃气轮机1的排气口相连通，备用电源所在的建筑大楼内预制有排气烟道8，排气烟道8顶端位于建筑大楼的楼顶并与大气相通，排气烟道8底端位于备用电源所在空间的屋顶，在排气烟道8内设置有烟囱9，排气系统6的尾气出口与烟囱9相连通；所述箱体4内部通过箱体通风系统7与大气连通；所述燃气轮机1配装有润滑油系统、液压起动系统及燃料调节系统，润滑油系统、液压起动系统及燃料调节系统均布置于箱体4内；在备用电源所在空间内配装电气控制柜11，电气控制柜11靠近墙壁布置。

为了降低备用电源运行时的噪音水平，在所述箱体4外表面、备用电源所在空间的墙面及屋顶表面均铺设有消音板。

为了进一步降低噪声水平，在所述进气系统5的空气吸入口方向安装有消音器。

所述的适用受限空间的10MW级燃气轮机备用电源的安装方法，包括如下步骤：

步骤一：进行厂内组装阶段，底座分为三个部分，第一部分底座上固定安装燃气轮机1的燃气发生器，第二部分底座上固定安装燃气轮机1的动力涡轮和减速齿轮箱2，第三部分底座上固定安装发电机3；

步骤二：进行现场组装阶段，将安装有燃气发生器的第一部分底座、安装有动力涡轮和减速齿轮箱2的第二部分底座、安装有发电机3的第三部分底座依次移入备用电源所在空间内，并按照顺序将三个部分底座组装成一个整体，同时将燃气发生器与动力涡轮连接在一起，将减速齿轮箱2与发电机3相连，直到连接后的对中精度达到要求；

步骤三：安装箱体4，通过箱体4对其内部的燃气轮机1、减速齿轮箱2及发电机3进行降噪；

步骤四：将进气系统5、排气系统6、箱体通风系统7及电气控制柜11分别从建筑大楼外部移入备用电源所在空间内，将进气系统5以贴近地面的方式布置到箱体4侧部；将排气系统6布置到箱体4侧部，并将排气系统6与排气烟道8内的烟囱9相接通，保证燃气轮机1排出的尾气依次通过排气系统6及烟囱9并从建筑大楼楼顶排向大气；将箱体通风系统7的出风口直接引到建筑大楼外部并与大气相通；将电气控制柜11靠近墙壁布置；

步骤五：在箱体4外表面、备用电源所在空间的墙面及屋顶表面铺设消音板，在进气系统5的空气吸入口方向安装消音器；

步骤六：对燃气轮机1配装的润滑油系统、液压起动系统、燃料调节系统进行调试，对整体备用电源的电气部分进行调试，直到满足应急发电要求。

实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。

Claims (1)

1.一种适用受限空间的10MW级燃气轮机备用电源的安装方法，其备用电源包括燃气轮机、减速齿轮箱、发电机、底座、箱体、进气系统、排气系统及箱体通风系统，所述底座采用分体组装式结构，所述燃气轮机的动力涡轮的输出轴与减速齿轮箱的输入轴通过高速联轴器相连，减速齿轮箱的输出轴与发电机的输入轴通过低速联轴器相连，燃气轮机、减速齿轮箱及发电机固定安装在底座上，且燃气轮机、减速齿轮箱及发电机均位于箱体内；所述进气系统设置在箱体侧部且贴近地面安装，在进气系统的空气吸入口安装有空气过滤器；所述排气系统设置在箱体侧部，排气系统的尾气入口与燃气轮机的排气口相连通，备用电源所在的建筑大楼内预制有排气烟道，排气烟道顶端位于建筑大楼的楼顶并与大气相通，排气烟道底端位于备用电源所在空间的屋顶，在排气烟道内设置有烟囱，排气系统的尾气出口与烟囱相连通；所述箱体内部通过箱体通风系统与大气连通；所述燃气轮机配装有润滑油系统、液压起动系统及燃料调节系统，润滑油系统、液压起动系统及燃料调节系统布置于箱体内；在备用电源所在空间内配装电气控制柜，电气控制柜靠近墙壁布置；在所述箱体外表面、备用电源所在空间的墙面及屋顶表面均铺设有消音板；在所述进气系统的空气吸入口方向安装有消音器；其特征在于包括如下步骤：

步骤一：进行厂内组装阶段，底座分为三个部分，第一部分底座上固定安装燃气轮机的燃气发生器，第二部分底座上固定安装燃气轮机的动力涡轮和减速齿轮箱，第三部分底座上固定安装发电机；

步骤二：进行现场组装阶段，将安装有燃气发生器的第一部分底座、安装有动力涡轮和减速齿轮箱的第二部分底座、安装有发电机的第三部分底座依次移入备用电源所在空间内，并按照顺序将三部分底座组装成一个整体，同时将燃气发生器与动力涡轮连接在一起，将减速齿轮箱与发电机相连，直到连接后的对中精度达到要求；

步骤三：安装箱体，通过箱体对其内部的燃气轮机、减速齿轮箱及发电机进行降噪；

步骤四：将进气系统、排气系统、箱体通风系统及电气控制柜分别从建筑大楼外部移入备用电源所在空间内，将进气系统以贴近地面的方式布置到箱体侧部；将排气系统布置到箱体侧部，并将排气系统与排气烟道内的烟囱相接通，保证燃气轮机排出的尾气依次通过排气系统及烟囱并从建筑大楼楼顶排向大气；将箱体通风系统的出风口直接引到建筑大楼外部并与大气相通；将电气控制柜靠近墙壁布置；

步骤五：在箱体外表面、备用电源所在空间的墙面及屋顶表面铺设消音板，在进气系统的空气吸入口方向安装消音器；

步骤六：对燃气轮机配装的润滑油系统、液压起动系统、燃料调节系统进行调试，对整体备用电源的电气部分进行调试，直到满足应急发电要求。