CN215213696U - 一种起发一体式燃气轮机发电系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型适用于燃气轮机发电技术领域，具体是一种起发一体式燃气轮机发电系统，包括动力分系统和发配电系统，所述动力分系统和所述发配电系统分别设置电源接口和通信接口；所述动力分系统包括发动机、减速器、ECU和SRCU；所述发配电系统包括发电机、GCU、DCU、MCU和电池；所述发动机作为动力源，通过减速器减速后，传动发电机，发动机和发电机组成涡轮发电机组；发电机输出三相纯正弦波交流电，经可控整流输出高压直流；起发一体式燃气轮机发电系统具有启动快、功率大、控制性能优越、结构简单维护方便、工作平稳、废气排放少、运行费用低、外观小巧、节能环保等优点，并且高度集成的模块化结构，可迅速安装和投入使用，燃料适用性广，发电效率高。
Description
技术领域
本实用新型属于燃气轮机发电技术领域，具体是一种起发一体式燃气轮机发电系统。
背景技术
燃气轮机（Gas Turbine）是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转，将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机械，是一种旋转叶轮式热力发动机。
燃气轮机在空气和燃气的主要流程中，只有压气机（Compressor）、燃烧室（Combustor）和燃气涡轮（Turbine）这三大部件组成的燃气轮机循环，通称为简单循环。大多数燃气轮机均采用简单循环方案。压气机从外界大气环境吸入空气，并经过轴流式压气机逐级压缩使之增压，同时空气温度也相应提高；压缩空气被压送到燃烧室与喷入的燃料混合燃烧生成高温高压的气体；然后再进入到涡轮中膨胀做功，推动涡轮带动压气机和外负荷转子一起高速旋转，实现了气体或液体燃料的化学能部分转化为机械功，并输出电功。从涡轮中排出的废气排至大气自然放热。
传统燃气轮机的起动系统和发电系统是两个独立的系统，在起动过程中燃气轮机从静止状态到工作状态的过渡时间较长，使得油耗增加，效率较低，尾气排放污染较重。
即，对传统的燃气轮机采用独立的起动机，且整个装置占用空间大，结构较为复杂，零件较多，制造成本较高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种起发一体式燃气轮机发电系统，以解决上述背景技术中提出的问题。为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种起发一体式燃气轮机发电系统，包括动力分系统和发配电系统，所述动力分系统和所述发配电系统分别设置电源接口和通信接口，并通过电源接口的互联实现能量流动，通过通信接口的互联实现信息的交互，电源接口和通信接口之间采用电缆实现柔性连接；
所述动力分系统包括发动机、减速器、ECU和SRCU；
所述发配电系统包括发电机、GCU、DCU、MCU和电池；
所述发动机作为动力源，通过减速器减速后，传动发电机，发动机和发电机组成涡轮发电机组；发电机输出三相纯正弦波交流电，经可控整流输出高压直流，使发电机工作在高效率工作区；
该系统还包括电机控制器，通过电机控制器实现发动机到发电机的起动，以及发电一体化。
使发电机工作在起动模式和发电模式，既能代替传统起动机用以起动燃气轮机，又能工作于发电模式为整车电器、电传动系统和其它大型用电装置供电；起发一体式燃气轮机发电系统具有启动快、功率大、控制性能优越、结构简单维护方便、工作平稳、 废气排放少、运行费用低、外观小巧、节能环保等优点，并且高度集成的模块化结构，可迅速安装和投入使用，燃料适用性广，发电效率高，可在油气开采输送、交通、冶金、化工、舰船等领域广泛应用。
在本实用新型起发一体式燃气轮机发电系统中：所述发电机通过电机固定板固定；
发电机上安装有滑油散热器。
在本实用新型起发一体式燃气轮机发电系统中：所述发动机通过安装架安装。
在本实用新型起发一体式燃气轮机发电系统中：所述起发一体式燃气轮机发电系统，还包括发电机控制软件系统，所述发电机控制软件系统由电动状态软件和发电状态软件构成，发电机转速小于给定点火转速时，电机工作状态为电动状态，软件采用I/F流频比控制；电机转速大于一定转速时，电机工作状态为发电状态，软件采用矢量控制。
在本实用新型起发一体式燃气轮机发电系统中：所述发动机位单轴发动机。
在本实用新型起发一体式燃气轮机发电系统中：所述起发一体式燃气轮机发电系统，还包括燃气轮机，所述燃气轮机的压气机叶轮和涡轮叶轮安装在同一轴上，涡轮叶轮产生的动力通过输出轴带动减速器。
在本实用新型起发一体式燃气轮机发电系统中：所述MCU为起动控制单元，对电池的电能进行转换，驱动发电机运行在电动状态，拖动发动机运转，实现起动功能；且是一个独立部件可与SRCU和电机存在数据交换，与SCU进行数据交换。
在本实用新型起发一体式燃气轮机发电系统中：所述GCU为发电控制单元，将电机发出的电能转化为工频电能或用户需要的电能；起动后给MCU、SRCU、ECU和发动机提供工作电源，并为电池充电；与SRCU进行数据交换，为SRCU提供控制依据，与SCU进行数据交换。
在本实用新型起发一体式燃气轮机发电系统中：所述DCU为配电控制单元，将工频电能或用户需要的电能分配给用电器；与SCU进行数据交换，对负载的控制。
在本实用新型起发一体式燃气轮机发电系统中：所述SCU为系统控制单元，通过CAN总线与SRCU、MCU、GCU、DCU和电池连接进行通讯，用于控制、数据通讯和人机交互。
与现有技术相比，本实用新型起发一体式燃气轮机发电系统，包括动力分系统和发配电系统，所述动力分系统和所述发配电系统分别设置电源接口和通信接口，并通过电源接口的互联实现能量流动，通过通信接口的互联实现信息的交互，电源接口和通信接口之间采用电缆实现柔性连接；所述动力分系统包括发动机、减速器、ECU和SRCU；所述发配电系统包括发电机、GCU、DCU、MCU和电池；所述发动机作为动力源，通过减速器减速后，传动发电机，发动机和发电机组成涡轮发电机组；发电机输出三相纯正弦波交流电，经可控整流输出高压直流，使发电机工作在高效率工作区；该系统还包括电机控制器，通过电机控制器实现发动机到发电机的起动，以及发电一体化；使发电机工作在起动模式和发电模式，既能代替传统起动机用以起动燃气轮机，又能工作于发电模式为整车电器、电传动系统和其它大型用电装置供电；起发一体式燃气轮机发电系统具有启动快、功率大、控制性能优越、结构简单维护方便、工作平稳、 废气排放少、运行费用低、外观小巧、节能环保等优点，并且高度集成的模块化结构，可迅速安装和投入使用，燃料适用性广，发电效率高，可在油气开采输送、交通、冶金、化工、舰船等领域广泛应用。
附图说明
图1为本实用新型起发一体式燃气轮机发电系统的立体结构示意图。
图2为本实用新型起发一体式燃气轮机发电系统的连接框图。
图中：1-MCU；2-电机固定板；3-发电机；4-发动机；5-安装架；6-滑油散热器；7-GCU；8-电池。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本实用新型的技术方案作进一步详细地说明。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
本实用新型实施例中，如图1和图2所示，一种起发一体式燃气轮机发电系统，包括动力分系统和发配电系统，所述动力分系统和所述发配电系统分别设置电源接口和通信接口，并通过电源接口的互联实现能量流动，通过通信接口的互联实现信息的交互，电源接口和通信接口之间采用电缆实现柔性连接；所述动力分系统包括发动机4、减速器、ECU和SRCU；所述发配电系统包括发电机3、GCU7、DCU、MCU1和电池8；所述发动机4作为动力源，通过减速器减速后，传动发电机3，发动机4和发电机3组成涡轮发电机组；发电机3输出三相纯正弦波交流电，经可控整流输出高压直流，使发电机3工作在高效率工作区；该系统还包括电机控制器，通过电机控制器实现发动机4到发电机3的起动，以及发电一体化。
使发电机工作在起动模式和发电模式，既能代替传统起动机用以起动燃气轮机，又能工作于发电模式为整车电器、电传动系统和其它大型用电装置供电；起发一体式燃气轮机发电系统具有启动快、功率大、控制性能优越、结构简单维护方便、工作平稳、 废气排放少、运行费用低、外观小巧、节能环保等优点，并且高度集成的模块化结构，可迅速安装和投入使用，燃料适用性广，发电效率高，可在油气开采输送、交通、冶金、化工、舰船等领域广泛应用。
本实用新型实施例中，如图1所示，所述发电机3通过电机固定板2固定；发电机3上安装有滑油散热器6。所述发动机4通过安装架5安装；所述起发一体式燃气轮机发电系统，还包括发电机控制软件系统，所述发电机控制软件系统由电动状态软件和发电状态软件构成，发电机转速小于给定点火转速时，电机工作状态为电动状态，软件采用I/F流频比控制；电机转速大于一定转速时，电机工作状态为发电状态，软件采用矢量控制；电池8主要是在起动前和起动过程中给MCU、SRCU、ECU1、发动机4提供工作电源，起动后工作电源由GCU直接提供，与SCU存在数据交换。
本实用新型实施例中，如图1所示，所述发动机4位单轴发动机；所述起发一体式燃气轮机发电系统，还包括燃气轮机，所述燃气轮机的压气机叶轮和涡轮叶轮安装在同一轴上，涡轮叶轮产生的动力通过输出轴带动减速器。
燃气轮机的压气机叶轮通过带有进气滤网的进气道吸入外界空气并进行压缩增压，压缩空气通过压气机内流道的扩压器进入燃烧室，与喷入燃烧室的燃油混合燃烧，产生高温燃气，通过回流燃烧室和涡轮导向器输送到向心涡轮。在向心涡轮中，高温燃气在涡轮叶轮中膨胀并对其做功。膨胀后的燃气通过排气管排出。功率通过减速器的输出轴输出。输出轴的花键驱动交流发电机。燃气轮机旋转，输出轴的花键连接着发电机转子，所以燃汽轮机转子带动发电机转子同步旋转。根据电磁感应原理，导体和磁场作相对运动，当导体切割磁力线时，则导体上产生感应电动势。发电机的转子就是磁场，静子内放置的线圈就是导体。转子在静子内旋转，静子线圈切割转子磁场激发出的磁力线，于是静子线圈上就产生了感应电动势。将三个静子线圈的始端引出称A、B、C三相，接通用电设备(如电动机>线圈中就有电流流过，这样发电机就把燃汽轮机输入的机械能转变为发电机输出的电能，完成了变机械能为电能的任务。
本实用新型实施例中，如图1所示，所述MCU1为起动控制单元，对电池8的电能进行转换，驱动发电机3运行在电动状态，拖动发动机4运转，实现起动功能；且是一个独立部件可与SRCU和电机存在数据交换，与SCU进行数据交换。
本实用新型实施例中，如图1所示，所述GCU为发电控制单元，将电机发出的电能转化为工频电能或用户需要的电能；起动后给MCU1、SRCU、ECU和发动机4提供工作电源，并为电池8充电；与SRCU进行数据交换，为SRCU提供控制依据，与SCU进行数据交换；所述DCU为配电控制单元，将工频电能或用户需要的电能分配给用电器；与SCU进行数据交换，对负载的控制；所述SCU为系统控制单元，通过CAN总线与SRCU、MCU1、GCU7、DCU和电池连接进行通讯，用于控制、数据通讯和人机交互。
本实用新型起发一体式燃气轮机发电系统，包括动力分系统和发配电系统，所述动力分系统和所述发配电系统分别设置电源接口和通信接口，并通过电源接口的互联实现能量流动，通过通信接口的互联实现信息的交互，电源接口和通信接口之间采用电缆实现柔性连接；所述动力分系统包括发动机4、减速器、ECU和SRCU；所述发配电系统包括发电机3、GCU7、DCU、MCU1和电池8；所述发动机4作为动力源，通过减速器减速后，传动发电机3，发动机4和发电机3组成涡轮发电机组；发电机3输出三相纯正弦波交流电，经可控整流输出高压直流，使发电机3工作在高效率工作区；该系统还包括电机控制器，通过电机控制器实现发动机4到发电机3的起动，以及发电一体化；使发电机工作在起动模式和发电模式，既能代替传统起动机用以起动燃气轮机，又能工作于发电模式为整车电器、电传动系统和其它大型用电装置供电；起发一体式燃气轮机发电系统具有启动快、功率大、控制性能优越、结构简单维护方便、工作平稳、 废气排放少、运行费用低、外观小巧、节能环保等优点，并且高度集成的模块化结构，可迅速安装和投入使用，燃料适用性广，发电效率高，可在油气开采输送、交通、冶金、化工、舰船等领域广泛应用。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
上面对本实用新型的较佳实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (10)
1.一种起发一体式燃气轮机发电系统，其特征在于，
包括动力分系统和发配电系统，所述动力分系统和所述发配电系统分别设置电源接口和通信接口，并通过电源接口的互联实现能量流动，通过通信接口的互联实现信息的交互，电源接口和通信接口之间采用电缆实现柔性连接；
所述动力分系统包括发动机、减速器、ECU和SRCU；
所述发配电系统包括发电机、GCU、DCU、MCU和电池；
所述发动机作为动力源，通过减速器减速后，传动发电机，发动机和发电机组成涡轮发电机组；发电机输出三相纯正弦波交流电，经可控整流输出高压直流，使发电机工作在高效率工作区；
该系统还包括电机控制器，通过电机控制器实现发动机到发电机的起动，以及发电一体化。
2.根据权利要求1所述的一种起发一体式燃气轮机发电系统，其特征在于，
所述发电机通过电机固定板固定；
发电机上安装有滑油散热器。
3.根据权利要求1所述的一种起发一体式燃气轮机发电系统，其特征在于，所述发动机通过安装架安装。
4.根据权利要求1所述的一种起发一体式燃气轮机发电系统，其特征在于，所述起发一体式燃气轮机发电系统，还包括发电机控制软件系统，所述发电机控制软件系统由电动状态软件和发电状态软件构成。
5.根据权利要求1所述的一种起发一体式燃气轮机发电系统，其特征在于，所述发动机位单轴发动机。
6.根据权利要求1所述的一种起发一体式燃气轮机发电系统，其特征在于，所述起发一体式燃气轮机发电系统，还包括燃气轮机，所述燃气轮机的压气机叶轮和涡轮叶轮安装在同一轴上，涡轮叶轮产生的动力通过输出轴带动减速器。
7.根据权利要求1-6任一所述的一种起发一体式燃气轮机发电系统，其特征在于，所述MCU为起动控制单元，对电池的电能进行转换，驱动发电机运行在电动状态，拖动发动机运转。
8.根据权利要求1-6任一所述的一种起发一体式燃气轮机发电系统，其特征在于，所述GCU为发电控制单元，将电机发出的电能转化为工频电能或用户需要的电能；起动后给MCU、SRCU、ECU和发动机提供工作电源，并为电池充电；与SRCU进行数据交换，为SRCU提供控制依据，与SCU进行数据交换。
9.根据权利要求1-6任一所述的一种起发一体式燃气轮机发电系统，其特征在于，所述DCU为配电控制单元，将工频电能或用户需要的电能分配给用电器；与SCU进行数据交换，对负载的控制。
10.根据权利要求8所述的一种起发一体式燃气轮机发电系统，其特征在于，所述SCU为系统控制单元，通过CAN总线与SRCU、MCU（1）、GCU（7）、DCU和电池连接进行通讯，用于控制、数据通讯和人机交互。
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| CN202120276832.1U CN215213696U (zh) | 2021-01-29 | 2021-01-29 | 一种起发一体式燃气轮机发电系统 |
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| CN202120276832.1U CN215213696U (zh) | 2021-01-29 | 2021-01-29 | 一种起发一体式燃气轮机发电系统 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112943457A (zh) * | 2021-01-29 | 2021-06-11 | 安徽应流航空科技有限公司 | 一种起发一体式燃气轮机发电系统 |
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2021
- 2021-01-29 CN CN202120276832.1U patent/CN215213696U/zh active Active
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| CN112943457A (zh) * | 2021-01-29 | 2021-06-11 | 安徽应流航空科技有限公司 | 一种起发一体式燃气轮机发电系统 |
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