CN111594314A - 一种移动式模块化燃气轮机电站 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种移动式模块化燃气轮机电站，由一号车、二号车及三号车连接而成，一号车包括燃气轮机动力系统、传动系统和半挂车底盘系统；燃气轮机动力系统包含起动机、变速箱、高速联轴器和发动机，传动系统由低速联轴器，第一轴承、传动轴、第二轴承和柔性联轴器组成，二号车发电配电系统包含发电机、发电机安装底座、发电机动力轴和配电柜。本发明采用燃气轮机作为原动机，并将由燃气轮机组成的发电系统紧凑的集成在移动底盘上；采用组合式的方式，将动力系统、发电配电系统、排气系统分别放置在不同的移动载具平台上，实现了模块化拼装；同时采用独立的排气降噪系统为燃气轮机进行排气散热及高频噪音降噪。
Description
技术领域
本发明涉及移动电站技术领域，尤其涉及一种移动式模块化燃气轮机电站。
背景技术
随着工业的进步和发展，用电负载设备的功率越来越高，对电网和电能的质量要求也越来越高，针对区域性的保供电，大型临时性工地的用电、大型电站的黑启动、大型城市的调频调压等都需要大功率的临时电源。受制于驱动柴油机的重量限制，在国家法规对载具车辆的最大要求范围内，传统的移动电源车的所能提供的功率较小，现有的移动应急电源功率3MW级别以下，远远不发满足以上的用电需求。如果针对每一项可能出行的用电问题去建永久性电站或临时性电站投入则过高，通用性差，经济效益不高。
如果要达到10MW级别的发电功率则需要多台电源车进行并机使用，操作复杂，安全性隐患高，维护成本高。且现有移动电源车噪音较高、燃料单一，只能使用单一的柴油作为动力燃料，柴油机组发出的低频噪音衰弱慢，大功率的电源车噪音往往大于100dB，无法满足城市保供电要求。同时柴油发电机低温启动性能较差，无法满足快速启动，快速稳压供电的效果。受制于活塞式内燃机的抗负载冲击差的性质，当用户负载突加突减时对柴油机组的性能及寿命影响较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种移动式模块化燃气轮机电站，可实现10MW级别的大功率应急电源需求，通过快捷的连接方式进行组合，操作简单，维护成本低，噪音小。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种移动式模块化燃气轮机电站，由一号车、二号车及三号车连接而成，所述一号车位于中间，两端分别连接所述二号车和所述三号车；
所述一号车包括燃气轮机动力系统、传动系统和半挂车底盘系统；所述半挂车底盘系统包括半挂车底盘、机械支撑系统和静音车厢，所述半挂车底盘为支撑底架，所述静音车厢焊接在所述半挂车底盘上；
所述燃气轮机动力系统包含起动机、变速箱、高速联轴器、和发动机，所述起动机的动力输出端连接所述变速箱，所述变速箱通过所述高速联轴器连接所述发动机，所述发动机上端设有一燃料加注口，所述发动机后端面设有一排气扩散口，所述排气扩散口上安装有一第一排气连接法兰，与所述三号车进行连接，所述起动机、变速箱、高速联轴器和发动机均安装在一燃气底座上，所述燃气底座安装在所述半挂车底盘上；
所述传动系统由低速联轴器，第一轴承、传动轴、第二轴承和柔性联轴器组成，所述低速联轴器连接所述传动轴与所述起动机，所述传动轴另一端与所述柔性联轴器连接，所述柔性联轴器固定在所述静音车厢上，作为一号车与二号车的连接接口；
所述二号车包括二号底盘、二号车厢、二号液压支撑系统和发电配电系统，所述发电配电系统包含发电机、发电机安装底座、发电机动力轴和配电柜，所述发电机通过发电机安装底座安装在所述车厢的底架上，所述配电柜安装在所述车厢的底架上，所述液压支撑系统安装在所述底盘的大梁上；所述发电机动力轴与所述一号车的柔性联轴器快速连接；所述发电机通过动力电缆连接所述配电柜。
优选的，所述三号车包括三号底盘、三号车厢、三号液压支撑系统和排气消音系统，所述排气消音系统包括第二排气连接法兰、扩散口、消音器和排气口；所述扩散口为喇叭状，安装于所述三号车厢尾端，与所述三号车厢的底架连接，所述消音器与扩散口的喇叭口端连接，所述排气口与所述消音器的排气端连接，所述第二排气连接法兰安装在所述扩散口的尖端处，露出于所述三号车厢外端，与所述一号车的第一排气连接法兰连接。
优选的，所述排气口为喇叭状，喇叭口与所述消音器相连。
优选的，所述一号车还设有牵引车底盘，作为所述一号车的移动动力。
优选的，所述机械支撑系统设有多个机械支脚，均布设置在所述半挂车底盘的大梁下方。
优选的，所述燃气轮机动力系统还包括润滑油系统，所述润滑油系统内置在所述燃气底座内部。
优选的，所述一号车还设有进气系统，所述进气系统由防雨进气系统、进气过滤系统和进气管道构成，所述防雨进气系统与所述静音车厢连接，所述进气过滤系统安装在所述进气管道的前端，所述进气管道为密封性管道，与所述燃气轮机动力系统的发动机的进气口连接。
优选的，所述二号车的底盘为带动力的二类底盘。
本发明的有益效果如下：
①采用燃气轮机作为原动机，并将由燃气轮机组成的发电系统紧凑的集成在移动底盘上，可实现10MW级别的大功率应急电源需求；其功率密度是柴油发电车的功率密度的3倍以上。可为大负载提供应急备用电源，还可接入电网，为用电高峰时对电网进行调压调频。
②采用组合式的方式，将动力系统、发电配电系统、排气系统分别放置在不同的移动载具平台上，并通过快捷的连接方式进行组合，实现了模块化拼装，针对不同的应急用电工况可快速进行供电。
③采用独立的排气降噪系统为燃气轮机进行排气散热及高频噪音降噪，可快速与动力系统的排起扩散扣进行对接，有效的减少燃气轮机的高频噪音，保证燃气轮机发电站在噪音敏感区的低噪音运行。
④采用了独立的精滤进气系统，保障燃气轮机所需进气量的同时，保证了进气的清洁度，能保证燃气轮机最大功率状态下的进气需求，且能充分隔离进气噪音。
附图说明
图1为移动式模块化燃气轮机电站一号车主视图。
图2为一号车牵引车底盘移除后的主视图。
图3为移动式模块化燃气轮机电站二号车主视图。
图4为移动式模块化燃气轮机电站三号车主视图。
图5为移动式模块化燃气轮机电站组装示意图。
图6为一号车与二号车连接位置的局部视图。
图7为一号车与三号车连接位置的局部视图。
图中，一号车：1牵引车底盘、2燃气轮机动力系统、3进气系统、4传动系统、5半挂车底盘系统；21起动机、22变速箱、23高速联轴器、24发动机、25燃料加注口、26排气扩散口、27第一排气连接法兰、28燃气底座、29润滑油系统；31防雨进气系统、32进气过滤系统、33进气管道；41低速联轴器、42第一轴承、43传动轴、44第二轴承、45柔性联轴器；51半挂车底盘、52机械支撑系统、53静音车厢；
二号车：7发电配电系统、71二号底盘、72发电机、73发电机安装底座、74发电机动力轴、75配电柜、76二号车厢、77二号液压支撑系统；
三号车：6排气消音系统、61三号底盘、62第二排气连接法兰、63扩散口、64消音器、65排气口、66三号车厢、67三号液压支撑系统。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本发明做详细描述，但本发明的实施方式不限于此。
图1~7是本发明的优选方案，移动式模块化燃气轮机电站由一号车、二号车及三号车连接而成。一号车位于中间，两端分别连接二号车和三号车。
如图1、2所示，一号车由牵引车底盘1、燃气轮机动力系统2、进气系统3、传动系统4和半挂车底盘系统5组成。其中牵引车底盘1作为一号车的移动动力。半挂车底盘系统5包含半挂车底盘51、机械支撑系统52和静音车厢53，半挂车底盘51作为支撑底架，承载着全套系统（燃气轮机动力系统2、进气系统3和传动系统4）。机械支撑系统52设有多个（4个、6个或8个以上）机械支腿，均布设置在半挂车底盘51大梁下方的前、中、后等位置，用于车辆作业时整车的平衡调整及支撑。静音车厢53焊接在半挂车底盘51上，作为全套系统的密封箱体及实现隔音降噪功能。
如图1、2所示，一号车的燃气轮机动力系统2包含起动机21、变速箱22、高速联轴器23、发动机24、燃料加注口25、排气扩散口26、第一排气连接法兰27、燃气底座28和润滑油系统29。起动机21的动力输出端连接变速箱22，变速箱22通过高速联轴器23连接发动机24，发动机24上端连接燃料加注口25，发动机24后端面连接排气扩散口26，排气扩散口26上安装有第一排气连接法兰27，用于与三号车进行连接.，润滑油系统29内置在燃气底座28内部，上述所说的起动机21、变速箱22、高速联轴器23、发动机24均通过螺栓与燃气底座28连接，燃气底座28通过螺栓安装在半挂车底盘51上，实现燃气轮机动力系统的固定，该套设备为所述移动式模块化燃气轮机电站的动力系统，通过传动系统4对发电机72进行动力输出。
如图1、2所示，一号车的传动系统4由低速联轴器41，第一轴承42、传动轴43、第二轴承44、柔性联轴器45组成。低速联轴器41将传动轴43与起动机21连接，传动轴43另一端与柔性联轴器45连接，柔性联轴器45固定在车厢上，另一端用以连接二号车的发电机动力轴74,传动系统4作为燃气轮机动力系统2的动力传输部分，同时也作为一号车与二号车的连接接口。
如图1、2所示，一号车的进气系统3由防雨进气系统31、进气过滤系统32和进气管道33构成。防雨进气系统3与静音车厢53连接，进气过滤系统32安装于进气管道33前端，用以过滤空气杂质。进气管道33为密封性管道，与燃气轮机发动机24进气口连接，该套系统即可保证燃气轮机动力系统2的进气需求量，也可保证防水雾进气，防杂质进气，保证了燃气轮机动力系统2的进气质量需求。
如图3所示，二号车包含发电配电系统7、二号底盘71、二号车厢76、二号液压支撑系统77。其中发电配电系统7包含发电机72、发电机安装底座73、发电机动力轴74、配电柜75。发电机72通过发电机安装底座73安装在二号车厢76底架上，配电柜75安装在二号车厢76底架上。液压支撑系统安装在二号底盘71的大梁上。发电机动力轴74可以与一号车的柔性联轴器45快速连接。其中二号底盘71可以为带动力的二类底盘也可为不带动力的半挂车底盘51。发电机72通过动力电缆将电能输送到配电柜75，配电柜75可对电能进行开断、分配、输出给负载使用。
如图4所示， 三号车包含排气消音系统6、三号底盘61、三号车厢66、三号液压支撑系统67组成，其中排气消音系统6包含第二排气连接法兰62、扩散口63、消音器64、排气口65。扩散口63为喇叭状，安装于三号车厢66尾端，与三号车厢66的底架通过螺栓连接，消音器64与扩散口63的喇叭口端连接，排气口65与消音器64的排气端连接，与三号车厢66连接成一体。排气口65也可设计成喇叭状，喇叭口与消音器64相连。第二排气连接法兰62安装在扩散口63的尖端上，露出于三号车厢66外端，用于与一号车的第一排气连接法兰27连接，一号车的燃气轮机动力系统2排除的高温、高噪废气通过排气扩散口26传到扩散口63进行减压后进入消音器64进行降噪，再通过排气口65向大气排出。
如图5、6、7所示，组合作业时，一号车的牵引车底盘1将一号车牵引到预选空旷作业区域后，将机械支撑系统52的机械支腿展开，将半挂车底盘系统进行支撑，调整一号车的整车平衡。牵引车底盘1与半挂车底盘系统2脱钩，然后驶离作业区域。二号车将车尾对准一号车柔性连轴器45的径向位置，倒车靠近一号车，并将发电机动力轴74插入柔性联轴器45，开启二号车的二号液压支撑系统77，对二号车位置进行微调，使发电机动力轴74与一号车传动系统轴心对齐。锁止柔性联轴器45与发电机动力轴74的连接。三号车将车尾对准一号车的第一排气连接法兰27的径向面，倒车靠近一号车，第一排气连接法兰27与第二排气连接法兰62贴近，开启三号车的三号液压支撑系统67，调整三号车位置，使得法兰面螺栓孔对准。用螺栓将两个法兰平面锁紧。外部加油车开近移动式模块化燃气轮机电站，将油管连接到燃料加注口25，动力电缆把配电柜75与负载侧进行连接，打入接地桩，将电站系统接地。至此所有的连接完成，可以启动移动式模块化燃气轮机电站进行发电。
以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，仍属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种移动式模块化燃气轮机电站，其特征在于：由一号车、二号车及三号车连接而成，所述一号车位于中间，两端分别连接所述二号车和所述三号车；
所述一号车包括燃气轮机动力系统、传动系统和半挂车底盘系统；所述半挂车底盘系统包括半挂车底盘、机械支撑系统和静音车厢，所述半挂车底盘为支撑底架，所述静音车厢焊接在所述半挂车底盘上；
所述燃气轮机动力系统包含起动机、变速箱、高速联轴器和发动机，所述起动机的动力输出端连接所述变速箱，所述变速箱通过所述高速联轴器连接所述发动机，所述发动机上端设有一燃料加注口，所述发动机后端面设有一排气扩散口，所述排气扩散口上安装有一第一排气连接法兰，与所述三号车进行连接，所述起动机、变速箱、高速联轴器和发动机均安装在一燃气底座上，所述燃气底座安装在所述半挂车底盘上；
所述传动系统由低速联轴器，第一轴承、传动轴、第二轴承和柔性联轴器组成，所述低速联轴器连接所述传动轴与所述起动机，所述传动轴另一端与所述柔性联轴器连接，所述柔性联轴器固定在所述静音车厢上，作为一号车与二号车的连接接口；
所述二号车包括二号底盘、二号车厢、二号液压支撑系统和发电配电系统，所述发电配电系统包含发电机、发电机安装底座、发电机动力轴和配电柜，所述发电机通过发电机安装底座安装在所述车厢的底架上，所述配电柜安装在所述车厢的底架上，所述液压支撑系统安装在所述底盘的大梁上；所述发电机动力轴与所述一号车的柔性联轴器快速连接；所述发电机通过动力电缆连接所述配电柜。
2.根据权利要求1所述的一种移动式模块化燃气轮机电站，其特征在于：所述三号车包括三号底盘、三号车厢、三号液压支撑系统和排气消音系统，所述排气消音系统包括第二排气连接法兰、扩散口、消音器和排气口；所述扩散口为喇叭状，安装于所述三号车厢尾端，与所述三号车厢的底架连接，所述消音器与扩散口的喇叭口端连接，所述排气口与所述消音器的排气端连接，所述第二排气连接法兰安装在所述扩散口的尖端处，露出于所述三号车厢外端，与所述一号车的第一排气连接法兰连接。
3.根据权利要求2所述的一种移动式模块化燃气轮机电站，其特征在于：所述排气口为喇叭状，喇叭口与所述消音器相连。
4.根据权利要求1所述的一种移动式模块化燃气轮机电站，其特征在于：所述一号车还设有牵引车底盘，作为所述一号车的移动动力。
5.根据权利要求1所述的一种移动式模块化燃气轮机电站，其特征在于：所述机械支撑系统设有多个机械支脚，均布设置在所述半挂车底盘的大梁下方。
6.根据权利要求1所述的一种移动式模块化燃气轮机电站，其特征在于：所述燃气轮机动力系统还包括润滑油系统，所述润滑油系统内置在所述燃气底座内部。
7.根据权利要求1所述的一种移动式模块化燃气轮机电站，其特征在于：所述一号车还设有进气系统，所述进气系统由防雨进气系统、进气过滤系统和进气管道构成，所述防雨进气系统与所述静音车厢连接，所述进气过滤系统安装在所述进气管道的前端，所述进气管道为密封性管道，与所述燃气轮机动力系统的发动机的进气口连接。
8.根据权利要求1所述的一种移动式模块化燃气轮机电站，其特征在于：所述二号车的底盘为带动力的二类底盘。
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