室外抗御极寒气候的燃气轮机发电机组及其运行方法

摘要

本发明公开了一种室外抗御极寒气候的燃气轮机发电机组及其运行方法，包括启动系统、燃油系统、润滑系统、点火系统、风门控制供电系统，箱内暖风机系统、控制系统和远程监控系统，本申请通过对各系统进行改进，使燃气轮机发电机组具有抗御极寒气候的能力，保障在配网故障时应急供电。

说明书

技术领域

本发明涉及应急发电技术领域，更具体地，涉及一种室外抗御极寒气候的燃气轮机发电机组及其运行方法。

背景技术

随着我国经济实力日益强盛，与世界各国外交活动日益频繁，重大政治活动日益增多，而有些活动需要在极寒气候环境下进行，对于应急供电的燃气轮机发电机组提出了更大的要求。

现有技术中，配网不停电或少停电是国际先进电网企业提升供电可靠性的重要目标，由于我国幅员辽阔，比如在严冬季节举办的以冰上活动为主的各种体育赛事，大量电力输送需要经过极寒天气的区域，难免会遇到电力路线的作业需要燃气轮机发电机组提供保障，因此，亟需一种燃气轮机发电机组能够应对极寒气候，保障不断电。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种室外抗御极寒气候的燃气轮机发电机组及其运行方法，其中，通过对各系统进行改进，使本申请提供的燃气轮机发电机组具有抗御极寒气候的能力，保障在配网故障时应急供电。

本申请提供的一种室外抗御极寒气候的燃气轮机发电机组，包括：

启动系统，启动系统用于提供外动力，并启动燃气轮机发电机组，启动系统包括铅酸蓄电池；

燃油系统，燃油系统用于将空气和燃料中的能量转化为机械能，并将机械能驱动发电机组，燃油系统包括低压燃油管路和设置在低压燃油管路上的第一温度传感器，第一温度传感器用于监测低压燃油管路的温度，低压燃油管路上还设置有第一加热设备，第一加热设备为低压燃油管路加热；

润滑系统，润滑系统用于降低燃气轮机发电机组的摩擦力，润滑系统包括齿轮箱润滑油存储装置和第二加热设备，第二加热设备用于为齿轮箱润滑油存储装置加热，齿轮箱润滑油存储装置上设置有第二温度传感器；

点火系统，点火系统用于点燃燃料、爆炸做功，点火系统包括第三温度传感器，第三温度传感器用于监测风门的进风温度；

风门控制供电系统，风门控制供电系统用于控制风门的开闭，并用于为各蓄电池提供电能；

箱内暖风机系统，箱内暖风机系统用于为机箱提供热量，箱内暖风机系统包括燃油式暖风机和第四温度传感器，第四温度传感器用于监测机箱的温度；

控制系统，控制系统用于控制启动系统、燃油系统、润滑系统、点火系统、风门控制供电系统和箱内暖风机系统，以及控制传感器信号的采集，控制系统包括耐低温电子器件；

远程监控系统，远程监控系统用于传输信号参数，并与预设信号参数比较、计算，向现场发送指令，相关人员根据指令进行维护燃气轮机发电机组。

可选地，铅酸蓄电池的极板的材料为纯铅，铅酸蓄电池的结构为绕卷结构，铅酸蓄电池的电解液的相对密度为1.305g/cm

可选地，燃油系统还包括低压油泵，低压油泵与低压燃油管路连接，且向低压燃油管路输送燃料，第一温度传感器位于低压燃油管路距离低压油泵500mm处。

可选地，燃油系统还包括启动油箱和主供油箱，启动油箱用于启动燃气轮机做功，主供油箱用于持续燃气轮机做功，启动油箱内的燃料为煤油，主供油箱内的燃料为柴油；

燃油系统还包括三通电磁阀，当启动油箱工作30秒后，三通电磁阀释放，主供油箱工作，启动油箱关闭。

可选地，风门控制供电系统包括通风散热装置，通风散热装置设置有百叶窗，百叶窗采用憎水性材料。

可选地，第一加热设备的加热电源为第一蓄电池，第二加热设备的加热电源为第二蓄电池，风门控制供电系统的电源为第三蓄电池，控制系统的电源为第四蓄电池供电。

可选地，第一蓄电池、第二蓄电池、第三蓄电池和第四蓄电池通过临时光伏系统补充电。

本申请还提供一种室外抗御极寒气候的燃气轮机发电机组对应的运行方法，包括，

通过第一温度传感器监测到的低压燃油管路的温度低于5℃时，控制系统控制第一加热设备打开。

可选地，根据进风温度控制点火系统的点火功率，当进风温度大于5℃，点火系统采用基础点火功率；当进风温度小于5℃，增大点火系统的点火功率，进风温度每降低1℃，点火系统的点火功率增加2％。

可选地，当机箱的温度在4℃～6℃时，燃油式暖风机运行；当机箱的温度大于6℃时，燃油式暖风机熄火；当机箱的温度小于4℃时，通过远程监控系统监测机箱的温度和燃油式暖风机运行状态，以及燃油式暖风的储油量。

与现有技术相比，本发明提供的一种室外抗御极寒气候的燃气轮机发电机组及其运行方法，至少实现了如下的有益效果：

本申请提供的一种室外抗御极寒气候的燃气轮机发电机组及其运行方法，对原先设置的启动系统、燃油系统、润滑系统、点火系统、风门控制系统、箱内暖风机系统、控制系统和远程监控系统，根据使用在极寒天气的环境进行了系统优化和对各系统进行改进，使本申请提供的燃气轮机发电机组具有抗御极寒气候的能力，既可以保障在配网故障时应急供电，又可以满足电网维修时保障用电客户持续供电不间断，大幅提升电网运行的可靠性和供电稳定性，提高供电企业的经济效益和社会效益。

当然，实施本发明的任一产品必不特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1示出了本申请实施例所提供的燃气轮机发电机组的一种结构示意图；

图2所示为本申请实施例所提供的燃油系统的一种结构示意图；

图3所示为本申请实施例所提供的润滑系统的一种结构示意图；

图4所示为本申请实施例所提供的点火系统的一种结构示意图；

图5所示为本申请实施例所提供的箱内暖风机系统的一种结构示意图；

图6示出了本申请实施例所提供的燃油系统和点火系统的一种结构示意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

以下将结合附图和具体实施例进行详细说明。

图1所示为本申请实施例所提供的燃气轮机发电机组100的一种结构示意图，图2所示为本申请实施例所提供的燃油系统20的一种结构示意图，图3所示为本申请实施例所提供的润滑系统30的一种结构示意图，图4所示为本申请实施例所提供的点火系统40的一种结构示意图，图5所示为本申请实施例所提供的箱内暖风机系统60的一种结构示意图，图6所示为本申请实施例所提供的燃油系统20和点火系统40的一种结构示意图，请参考图1～图6所示，本申请提供一种室外抗御极寒气候的燃气轮机发电机组100，包括：

启动系统10，启动系统10用于提供外动力，并启动燃气轮机发电机组100，启动系统10包括铅酸蓄电池。

燃油系统20，燃油系统20用于将空气和燃料中的能量转化为机械能，并将机械能驱动发电机92，燃油系统20包括低压燃油管路25和设置在低压燃油管路25上的第一温度传感器22，第一温度传感器22用于监测低压燃油管路25的温度，低压燃油管路25上还设置有第一加热设备21，第一加热设备21为低压燃油管路25加热。

润滑系统30，润滑系统30用于降低燃气轮机发电机组100的摩擦力，润滑系统30包括齿轮箱润滑油存储装置和第二加热设备31，第二加热设备31用于为齿轮箱润滑油存储装置加热，齿轮箱润滑油存储装置上设置有第二温度传感器32。

点火系统40，点火系统40用于点燃燃料、爆炸做功，点火系统40包括第三温度传感器41，第三温度传感器41用于监测风门的进风温度；

风门控制供电系统50，风门控制供电系统50用于控制风门的开闭，并用于为各蓄电池提供电能。

箱内暖风机系统60，箱内暖风机系统60用于为机箱提供热量，箱内暖风机系统60包括燃油式暖风机和第四温度传感器61，第四温度传感器61用于监测机箱的温度。

控制系统70，控制系统70用于控制启动系统10、燃油系统20、润滑系统30、点火系统40、风门控制供电系统50和箱内暖风机系统60，以及控制传感器信号的采集，控制系统70包括耐低温电子器件。

远程监控系统80，远程监控系统80用于传输信号参数，并与预设信号参数比较、计算，向现场发送指令，相关人员根据指令进行维护燃气轮机发电机组100。

需要说明的是，极寒气候通常是指零下40摄氏度以下，温度极低的情况对燃气轮机发电机组的要求越高。

具体地，请继续参见图1所示，本实施例中提供的一种室外抗御极寒气候的燃气轮机发电机组100包括燃气轮机91、发电机92、启动系统10、燃油系统20、润滑系统30、点火系统40、风门控制供电系统50、箱内暖风机系统60、控制系统70和远程监控系统80，通过各系统的协调配合工作，实现燃气轮机发电机组100在室外极寒气候下使用。

进一步地，请继续参考图1～图5所示，本实施例中的燃气轮机发电机组100还包括机体底座，机体底座是整体式底座，机体底座包括燃气轮机91支撑装置和发电机92支撑装置，其中，燃气轮机91安装在燃气轮机91支撑装置上，发电机92安装在发电机92支撑装置上，燃气轮机91包括燃气轮机91输出轴，发电机92包括发电机92输出轴，燃气轮机91输出轴通过联轴器与装在发电机92输出轴上转接轴相连接。启动系统10包括铅酸蓄电池，用于提供外动力，以启动燃气轮机发电机组100，将产生的动力传输至燃气轮机91的输出轴，带动燃气轮机91的输出轴转动，燃气轮机91的输出轴对外做功，带动燃油系统20工作，燃油系统20进一步将燃料喷入缸体中，燃料在高温高压的空气中爆炸，推动涡轮做功，将化学能转化为机械能，同时将将机械能驱动发电机92，由于本申请是用于抗御极寒气候的设备，因此燃油系统20内设置第一加热设备21和第一温度传感器22，第一加热设备21用于为低压燃油管路25加热，以避免燃油管路因室外温度过低造成不能工作，第一温度传感器22用于监测低压燃油管路25的温度，在燃油系统20的工作过程中需要点火系统40点燃燃料、爆炸做功，可以理解的是，点火系统40中设置有空气进入箱体的风门，在风门处设置有第三温度传感器41，第三温度传感器41用于监测风门的进风温度，以避免进风温度过低空气和燃料不易燃烧，此外，用于控制风门的开闭还设置有风门控制供电系统50，风门控制供电系统50还用于为各蓄电池提供电能。

进一步地，请继续参考图1～图5所示，为保证燃气轮机91的正常运行，本实施例还设置有箱内暖风机系统60，箱内暖风机系统60用于为机箱提供热量，箱内暖风机为燃油式暖风机，并且设置有第四温度传感器61，第四温度传感器61用于监测机箱的温度。在燃气轮机91工作的过程中，难免会产生摩擦力，此时需要润滑系统30工作，以降低摩擦力，为避免润滑系统30内的润滑油因温度过低而流通不畅，润滑系统30还包括齿轮箱润滑油存储装置和第二加热设备31，第二加热设备31用于为齿轮箱润滑油存储装置加热，齿轮箱润滑油存储装置上设置有第二温度传感器32。

以上各系统的开启和关闭均通过控制系统70控制，以及控制各传感器信号的采集，由于是室外极寒气候，因此控制系统70采用的耐低温电子器件。本实施例中还包括远程监控系统80，远程监控系统80用于传输信号参数，并与预设信号参数比较、计算，向现场发送指令，相关人员根据指令进行维护燃气轮机发电机组100。通过上述对各系统的改进，使本实施例的燃气轮机发电机组100具有抗御极寒气候的能力，既可以保障在配网故障时应急供电，又可以满足电网维修时保障用电客户持续供电不间断，大幅提升电网运行的可靠性和供电稳定性，提高供电企业的经济效益和社会效益。

可选地，铅酸蓄电池的极板的材料为纯铅，铅酸蓄电池的结构为绕卷结构，铅酸蓄电池的电解液的相对密度为1.305g/cm

具体地，通常情况下，铅酸蓄电池的极板的材料为普通合金，本实施例中的铅酸蓄电池的极板的材料为纯铅，能够减小铅酸蓄电池的内阻，增强使用性能；通常情况下，铅酸蓄电池的结构为极板群结构，本实施例中铅酸蓄电池的结构为卷绕结构，能够有效减小铅酸蓄电池的结构；通常情况下，铅酸蓄电池的电解液的相对密度为1.29g/cm

可选地，请参考图6所示，并结合图4所示，燃油系统20还包括低压油泵24，低压油泵24与低压燃油管路25连接，且向低压燃油管路25输送燃料，第一温度传感器22位于低压燃油管路25距离低压油泵500mm处。

具体地，请继续参考图2所示，并结合图4所示，本实施例中还包括低压燃油泵，低压燃油泵与低压燃油管路25连接，将储存在油箱内的燃油泵入低压燃油管路25，燃油再经过点火系统40点燃，其中，本实施例中还设置有第一温度传感器22，可选地，第一温度传感器22位于低压燃油管路25距离低压油泵500mm处，能有效的监测低压燃油管路25的温度，并对第一加热设备21进行加热，保障燃气轮机91在极寒气候下正常工作。

可选地，请继续参考图2所示，并结合图4所示，燃油系统20还包括启动油箱21和主供油箱22，启动油箱21用于启动燃气轮机91做功，主供油箱22用于持续燃气轮机91做功，启动油箱21内的燃料为煤油，主供油箱22内的燃料为柴油。

燃油系统20还包括三通电磁阀23，当启动油箱21工作30秒后，三通电磁阀23释放，主供油箱22工作，启动油箱21关闭。

具体地，请继续参见图2所示，本实施例中的燃油系统20还包括启动油箱21和主供油箱22，当燃气轮机91在刚启动时，点火系统40使用的燃油来自启动油箱21，启动油箱21供油30s后，释放连通启动油箱21和主油箱的三通电磁阀23，启动油箱21关闭，主供油箱22开始工作，主供油箱22内的燃油使燃气轮机91持续工作，持续将机械能转化为电能，可选地，启动油箱21内的燃油为煤油，主供油箱22内的燃油为柴油。如此，在燃气轮机91启动时采用煤油作为燃料能迅速、稳定、连续、完全的燃烧，并且低温流动性好，能够满足极寒气候时燃气轮机91启动要求，并且在启动后切换为主供油箱22提供燃油，能有效避免启动油箱21内煤油闪点低，易被点燃的问题，以保障燃气轮机91安全运行。

需要说明的是，启动油箱21的容积满足存放的燃油能够满足燃烧30s。

可选地，请继续参见图1所示，风门控制供电系统50包括通风散热装置，通风散热装置设置有百叶窗，百叶窗采用憎水性材料。

具体地，请继续参见图1所示，本实施例中的风门控制供电系统50包括通风散热装置，通风散热装置具有交换热量的作用，其中，通风散热装置设置有百叶窗，为避免散热过程中产生的水汽依附在百叶窗上，百叶窗采用采用憎水性材料，即材料具有耐水渗透作用，以避免在极寒气候下，影响通风散热装置的正常工作。

可选地，请继续参见图1所示，并结合图2～图5所示，第一加热设备21的加热电源为第一蓄电池，第二加热设备31的加热电源为第二蓄电池，风门控制供电系统50的电源为第三蓄电池，控制系统70的电源为第四蓄电池供电。

具体地，请继续参见图1所示，并结合图2～图5所示，第一加热设备21的加热电源为第一蓄电池，第二加热设备31的加热电源为第二蓄电池，风门控制供电系统50的电源为第三蓄电池，控制系统70的电源为第四蓄电池，采用单独为各加热设备提供蓄电池的方式，能够灵活控制需要加热的设备。

可选地，第一蓄电池、第二蓄电池、第三蓄电池和第四蓄电池通过临时光伏系统补充电。

具体地，第一蓄电池、第二蓄电池、第三蓄电池和第四蓄电池通过临时光伏系统补充电，临时光伏系统主要利用再生能源进行供电，即太阳能，可选地，还可以将燃气轮机91(请参考图1)装载在大型汽车上，利用汽车启动电池对上述蓄电池补充电，如此，能够有效保障各蓄电池随时工作。

在上述实施例的基础上，请继续参见图1所示，并结合图2所示，本申请还提供一种室外抗御极寒气候的燃气轮机发电机组100对应的运行方法，包括，通过第一温度传感器22监测到的低压燃油管路25的温度低于5℃时，控制系统70控制第一加热设备21打开。

具体地，请继续参见图1所示，并结合图2所示，本实施例中通过第一温度传感器22监测到的低压燃油管路25的温度低于5℃时，控制系统70控制第一加热设备21打开，对低压燃油管路25进行加热，以保证低压燃油管路25的温度高于5℃，保证低压燃油管路25内燃油能顺利输送到点火系统40。

可选地，请继续参见图1所示，并结合图4所示，根据进风温度控制点火系统40的点火功率，当进风温度大于5℃，点火系统40采用基础点火功率；当进风温度小于5℃，增大点火系统40的点火功率，进风温度每降低1℃，点火系统40的点火功率增加2％。

具体地，请继续参见图1所示，并结合图4所示，本实施例中根据进风温度控制点火系统40的点火功率，当进风温度大于5℃时，点火系统40采用基础点火功率；当进风温度小于5℃时，增大点火系统40的点火功率，可选地，进风温度每降低1℃，点火系统40的点火功率增加2％，如此，既能保证点火系统40处于的温度能满足因极寒气候的要求，也能避免能耗浪费。

可选地，请继续参见图1所示，并结合图5所示，当机箱的温度在4℃～6℃时，燃油式暖风机运行；当机箱的温度大于6℃时，燃油式暖风机熄火；当机箱的温度小于4℃时，通过远程监控系统80监测机箱的温度和燃油式暖风机运行状态，以及燃油式暖风的储油量。

具体地，请继续参见图1所示，并结合图5所示，当机箱的温度在4℃～6℃时，燃油式暖风机运行，以保障燃油式暖风机的温度；当机箱的温度大于6℃时，燃油式暖风机熄火，以避免能耗浪费；当机箱的温度小于4℃时，通过远程监控系统80监测机箱的温度和燃油式暖风机的运行状态，以及燃油式暖风的储油量，通过对机箱的温度、燃油式暖风机的运行状态、以及燃油式暖风机的储油量进行监测，能有效排除故障，保障燃气轮机91的正常运行。

需要说明的是，本实施例中的第一加热设备和第二加热设备可以为陶瓷加热设备、不锈钢加热设备或铸件加热设备中的一种，当然也不限于上述加热设备，通常情况下，上述加热设备功率大、体积小，以及升温快，可以通过控制系统控制，当然在上述加热设备加热时，需要温度传感器随时监测温度，并通过控制系统控制各加热设备的温度，以免造成爆炸现象。

综上，本发明提供的一种室外抗御极寒气候的燃气轮机发电机组100及其运行方法，至少实现了如下的有益效果：

本申请提供的一种室外抗御极寒气候的燃气轮机发电机组100及其运行方法，对原先设置的启动系统10、燃油系统20、润滑系统30、点火系统40、风门控制系统70、箱内暖风机系统60、控制系统70和远程监控系统80，根据使用在极寒天气的环境进行了系统优化和对各系统进行改进，使本申请提供的燃气轮机发电机组100具有抗御极寒气候的能力，既可以保障在配网故障时应急供电，又可以满足电网维修时保障用电客户持续供电不间断，大幅提升电网运行的可靠性和供电稳定性，提高供电企业的经济效益和社会效益。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。