專利名稱：燃氣輪機設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及燃氣輪機設備，尤其涉及在微型燃氣輪機發電系統等等中使用的燃氣輪機設備。本發明還涉及使用這種燃氣輪機設備發電的燃氣輪機發電系統。
背景技術：
例如，主要包含甲烷的消化氣(digestion gas)是在生物質(biomass)的消化過程中產生的，主要包含一氧化碳、氫、烴的裂解氣(pyrolysis gas)是在生物質的氣化過程中產生的。這些氣體每單位體積具有較小的熱值。民用燃氣具有大約50,233kJ/kg(12,000kcal/kg)的低熱值(lower heating value)，而消化氣具有大約25,116kJ/kg(6,000kcal/kg)的低熱值，是民用燃氣的低熱值的一半。裂解氣具有大約5,023kJ/kg(1,200kcal/kg)的低熱值，是民用燃氣的低熱值的十分之一。
在從生物質中產生的具有較小熱值的氣體中，可燃性成分的比率根據地點、季節、或者時間而改變。這些氣體的熱值由此而變化。通常，燃料氣體的低熱值越小，燃料氣體就越不容易點燃和穩定燃燒。尤其是，具有小于6,279kJ/kg(1,500kcal/kg)的低熱值的氣體難以在諸如燃氣輪機或內燃機之類的熱力發動機中維持燃燒。
因此，燃料氣體所具有的熱值越小，就越發難以在諸如燃氣輪機或內燃機之類的熱力發動機中可靠地點燃該燃料氣體和可靠地啟動熱力發動機。尤其是，在具有同流換熱器的燃氣輪機設備中，由于同流換熱器具有龐大的儲熱量，因此在工作開始時燃燒溫度緩慢地升高。因此，難以使用具有較小熱值的氣體來可靠地啟動燃氣輪機。
最近，為了在諸如燃氣輪機或內燃機之類的熱力發動機中利用具有較小熱值的氣體，已經進行了如下的嘗試。將具有較小熱值的氣體提純到高等級，以提高它的熱值。可替換的，將具有較小熱值的氣體與具有很大熱值的燃料氣體，例如丙烷氣，進行混合。然而，這些系統都具有較差的投資效能并且沒有大范圍推廣。因此，大多數消化氣和裂解氣在實際利用中被焚燒掉，盡管它們具有相對較大的熱值。
發明內容
本發明是針對以上缺點做出的。因此，本發明的第一個目的是提供一種燃氣輪機設備，其能夠以較低的成本，使用小型結構穩定地燃燒難以被利用的、具有較小熱值的氣體。
本發明的第二個目的是提供一種燃氣輪機發電系統，其能夠穩定地燃燒難以被利用的、具有較小熱值的氣體，以使用該氣體的能量高效地發電。
根據本發明的第一個方面，提供了一種燃氣輪機設備，其能夠以較低的成本，使用小型結構穩定地燃燒難以被利用的、具有較小熱值的氣體。所述燃氣輪機設備具有空氣壓縮機，用于壓縮空氣；燃燒室，能夠燃燒所述空氣壓縮機所壓縮的空氣；渦輪，能夠被從所述燃燒室排出的氣體轉動；以及同流換熱器，用于在從所述空氣壓縮機提供給所述燃燒室的空氣與從所述渦輪排出的廢氣之間進行熱交換。所述燃氣輪機設備包括第一燃料提供裝置，用于將具有大熱值的燃料提供給所述燃燒室；第二燃料提供裝置，用于將具有比所述燃料小的低熱值的氣體提供給所述燃燒室；以及切換裝置，用于根據所述空氣壓縮機所壓縮的空氣的溫度或者從所述渦輪排出的廢氣的溫度，在所述第一燃料提供裝置和第二燃料提供裝置之間進行切換。
采用以上設置，在燃氣輪機啟動時，可以通過提供所述燃料來預加所述熱同流換熱器。然后可以將使用所述燃料的操作切換到使用所述氣體的操作。在該時刻，提供到所述燃燒室的氣體被所述燃燒室中的高溫空氣所活化(activate)。因此，與所述氣體處于正常溫度空氣中的情況相比，所述氣體具有較大的可燃范圍。由此，所述氣體容易被點燃。根據本發明，可以可靠地啟動燃氣輪機設備并且穩定地燃燒難以被利用的、具有較小熱值的氣體。
在該情況下，所述燃氣輪機設備可以具有用于測量所述同流換熱器的下游廢氣溫度的第一溫度測量裝置、用于測量所述燃燒室的上游空氣溫度的第二溫度測量裝置、或者用于測量所述燃燒室的上游空氣溫度的第三溫度測量裝置。所述切換裝置可以設置為在所述第一溫度測量裝置、所述第二溫度測量裝置、或者所述第三溫度測量裝置測量的溫度超過預定值時，在所述第一燃料提供裝置和第二燃料提供裝置之間進行切換。
所述燃氣輪機設備可以包括用于對在所述切換裝置下游端的燃料加壓的至少一個燃料壓縮機，或者用于對在所述切換裝置上游端的氣體加壓的至少一個燃料壓縮機。所述燃氣輪機還可以包括控制器，用于控制所述至少一個燃料壓縮機的排出量。在所述燃氣輪機設備中可以提供多個燃料壓縮機。在該情況下，期望的是，所述燃氣輪機設備包括控制器，用于控制所述多個燃料壓縮機中正在工作的燃料壓縮機的數量。
所述切換裝置可以包括用于逐漸地混合所述燃料和所述氣體并對所述燃料和所述氣體進行切換的三通混合閥，或者用于對所述燃料和所述氣體進行瞬間切換的三通選擇閥(selector valve)。
根據本發明的第二個方面，提供了一種燃氣輪機設備，其能夠以較低的成本，使用小型結構穩定地燃燒難以被利用的、具有較小熱值的氣體。所述燃氣輪機設備具有空氣壓縮機，用于壓縮空氣；燃燒室，能夠燃燒所述空氣壓縮機所壓縮的空氣；渦輪，能夠被從所述燃燒室排出的氣體轉動；以及同流換熱器，用于在從所述空氣壓縮機提供給所述燃燒室的空氣與從所述渦輪排出的廢氣之間進行熱交換。所述燃氣輪機設備包括第一燃料提供裝置，用于將具有大熱值的燃料提供給所述燃燒室；第二燃料提供裝置，用于將具有比所述燃料小的低熱值的氣體提供給所述燃燒室；以及燃料控制器，用于調節要提供的所述燃料和所述氣體的量。
所述具有較小熱值的氣體可以具有25,116kJ/kg(6,000kcal/kg)或者更小的低熱值。例如，在生物質的消化過程中產生的消化氣和在生物質的氣化過程中產生的裂解氣可以用作所述具有較小熱值的氣體。天然氣、液化石油氣、丙烷氣、煤油和輕油中的至少一種可以用作所述具有大熱值的燃料。
根據本發明的第三個方面，提供了一種燃氣輪機發電系統，其能夠穩定地燃燒難以被利用的、具有較小熱值的氣體，以使用該氣體的能量高效地發電。所述燃氣輪機發電系統具有上述的燃氣輪機設備，以及用于利用在所述燃氣輪機中的渦輪的高速轉動進行發電的發電設備。根據本發明，可以在不進行加壓的情況下，使得難以被利用的、具有較小熱值的氣體穩定地燃燒，以使用該氣體的能量高效地發電。
所述發電設備可以包括永磁發電機，耦合到所述燃氣輪機中的渦輪上；轉換器，用于將所述永磁發電機的高頻AC輸出轉換為DC輸出；以及轉換器，用于將所述DC輸出轉換為具有預定頻率和預定電壓的AC輸出，并輸出所述AC輸出。
結合示出了采用示例方式的本發明的優選實施例的附圖，從以下描述中，本發明的上述的和其他的目的、特征、優點將變得顯而易見。
以下將結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述，其中圖1是示出根據本發明的實施例的燃氣輪機發電系統的框圖；圖2是示出在圖1中所示的燃氣輪機發電系統中的燃料提供系統的框圖；圖3是示出圖2中所示的燃料提供系統的一個變體的框圖；以及圖4是示出圖2中所示的燃料提供系統的另一個變體的框圖。
具體實施例方式
以下將參考圖1到4描述根據本發明的燃氣輪機發電系統的實施例。在附圖中，由類似的或者對應的參考數字指示的類似的或對應的部分將不會重復描述。
圖1是示出根據本發明的實施例的燃氣輪機發電系統1的框圖。如圖1所示，燃氣輪機發電系統1具有燃氣輪機設備2，用于燃燒壓縮空氣和燃料氣體的氣態混合物的，發電設備3，用于利用在燃氣輪機設備2中的渦輪的高速旋轉進行發電，以及廢熱回收設備4，用于從燃氣輪機設備2排出的廢氣中回收廢熱量。
燃氣輪機設備2包括空氣壓縮機20，用于壓縮空氣，燃燒室21，用于將由空氣壓縮機20壓縮的空氣與燃料進行混合并點燃，渦輪22，具有多個旋轉葉片，旋轉葉片被燃燒室21排出的燃燒氣體以高速轉動，以及同流換熱器(熱交換器)23，用于利用渦輪22排出的廢氣的廢熱使得要提供給燃燒室21的壓縮空氣過熱。燃氣輪機設備2還包括燃料提供系統24，用于提供燃料給燃燒室21。
發電設備3具有發電機30，直接耦合到渦輪22的旋轉軸R上，轉換器31，用于將發電機30的高頻AC輸出轉換為DC輸出，轉換器32，用于將轉換器31的輸出轉換為具有預定頻率和預定電壓的AC輸出，以及電池33，用于驅動發電機30，以便在燃氣輪機設備2開始工作時充當啟動電動機。在本實施例中，使用永磁發電機(PMG)作為發電機30，并且將脈寬調制轉換器(PWM)用作轉換器32。
在由此構建的燃氣輪機發電系統1中，將空氣G1吸入到空氣壓縮機20中，并在其中進行壓縮。壓縮空氣G2具有大約200℃溫度，并被提供給同流換熱器23。當壓縮空氣G2經過同流換熱器23時，其被渦輪22排出的廢氣的熱量過加熱。加熱的空氣G3具有大約550℃的溫度。壓縮空氣G3被提供給燃燒室21，并且與從燃料提供系統24提供的燃料進行混合。由此，在燃燒室21中形成壓縮空氣G3和燃料的氣態混合物。在燃燒室21中燃燒壓縮空氣G3和燃料的氣態混合器，以產生具有高壓和大約900℃高溫的燃燒氣體G4。
在燃燒室21中通過燃燒產生的燃燒氣體G4被提供給渦輪22。渦輪22接收燃燒氣體G4，并由此以例如大約68,000rpm的高速進行旋轉。由于渦輪22的旋轉軸R連接到空氣壓縮機20和發電機30的轉子30a，因此發電機30和空氣壓縮機20隨著渦輪22的高速旋轉而進行高速旋轉。由此，空氣壓縮機20壓縮空氣G1，并且發電機30產生AC電流。
在發電機30中產生的高頻AC電流具有例如大約2,000Hz的頻率，并且在發電設備3的轉換器31中整流為DC電流。轉換器32將轉換器31的輸出轉換為具有預定頻率(例如，50Hz或60Hz)和預定電壓的AC電流，從而使得其能夠用作商業AC電流，然后將其輸出到外部。
渦輪22和同流換熱器23通過廢氣管道29直接相連。渦輪22排出的廢氣G5經過廢氣管道29進入同流換熱器23。提供給同流換熱器23的廢氣G5與流經同流換熱器23中的管道的壓縮空氣G2進行熱交換，以使得壓縮空氣G2過熱。同流換熱器23排出的廢氣G6提供給廢熱回收設備4。
例如，廢熱回收設備4包括熱水鍋爐，用于在同流換熱器23排出的廢氣G6與熱水之間進行熱交換。廢熱回收設備4使用同流換熱器23排出的廢氣G6的熱量對循環流過熱水管道40的熱水進行加熱，以便回收廢氣G6的廢熱。然后，將已經在廢熱回收設備4中與熱水進行了熱交換的廢氣G7排出到系統外部。
同流換熱器23和廢熱回收設備4通過廢氣管道27直接相連。在同流換熱器23與廢熱回收設備4之間的廢氣管道27上提供了第一溫度測量裝置TE1，用于測量同流換熱器23的下游廢氣G6的溫度。同流換熱器23與燃燒室21通過壓縮空氣管道28直接相連。在同流換熱器23與燃燒室21之間的壓縮空氣管道28上提供了第二溫度測量裝置TE2，用于測量燃燒室21的上游壓縮空氣G3的溫度。在渦輪22與同流換熱器23之間的廢氣管道29上提供了第三溫度測量裝置TE3，用于測量廢氣G5的溫度。
圖2是使出燃料提供系統24的框圖。如圖2所示，燃料提供系統24具有供給源50(第一燃料提供裝置)，用于提供具有大熱值的燃料HG(輔助燃料)，例如液化天然氣(LNG)、液化石油氣(LPG)、丙烷氣、煤油或者輕油。燃料提供系統24還具有供給源51(第二燃料提供裝置)，用于提供具有較小熱值的氣體LG，例如在生物質的消化過程中產生的污物消化氣(sewage digestion gas)或者在生物質的氣化過程中產生的裂解氣。
燃料提供系統24包括脫硫塔52，用于從氣體LG中去掉硫化氫，氣體吹風機53，用于對氣體LG加壓，干燥器54，用于從氣體LG中去掉潮氣，以及硅氧烷去除裝置55，用于從氣體LG中去掉沒有被脫硫塔52去除的硅氧烷。此外，燃料提供系統24還包括三通閥56，其作為切換裝置，用于選擇性地將來自第一燃料提供裝置50的燃料HG或者來自第二燃料提供裝置51的氣體LG提供給燃燒室21。燃料提供系統24具有設置在三通閥56下游的燃料壓縮機57，用于將燃料加壓到預定壓力。三通閥56可以包括具有致動器的三通混合閥，或者具有致動器的三通選擇閥。
具有較小熱值的氣體LG，例如污物消化氣或者裂解氣，包含硫化氫，其對于后續的硅氧烷去除裝置55、燃料壓縮機57或者渦輪22具有腐蝕性的副作用。因此，要將氣體LG從供給源51提供給脫硫塔52進行去硫，以便使得硫化氫的濃度低于10ppm。脫硫塔52可以采用使用氧化鐵的干式脫硫法，或者濕式脫硫法，例如生物脫硫法。硅氧烷通過脫硫塔52，因為在脫硫塔52中沒有將其從氣體LG中去掉。
已經通過了脫硫塔52的氣體LG被氣體吹風機53加壓，以便具有小于0.1MPaG的壓力。然后，干燥器54對氣體LG進行冷卻和干燥。將氣體LG從干燥器54引入硅氧烷去除裝置55，在此，從氣體LG中去掉硅氧烷。隨后，氣體LG經過三通閥56。然后，燃料壓縮機57對氣體LG加壓，以使其具有范圍從0.5到0.6MPaG的壓力。將氣體LG從燃料壓縮機57提供給渦輪22。
在燃氣輪機設備2的操作開始時，將三通閥56切換到第一燃料提供裝置，以便將燃料HG提供給燃燒室21。在這時，將發電機30用作驅動單元，來轉動渦輪22。由此，僅僅通過提供燃料HG，將渦輪22的旋速提高到自持轉速。由于具有較高加熱值的燃料HG，例如天然氣或丙烷氣，能夠在常溫下可靠地點燃，因此通過在燃氣輪機設備2的操作開始時提供燃料HG，能夠可靠地啟動渦輪22。
如上所述，可以使用三通混合閥或者三通選擇閥作為該三通閥56。在使用三通混合閥作為該三通閥56的情況下，緩慢地操作該三通混合閥，以便逐漸將氣體LG混合到燃料HG中。最終停止燃料HG的供應，從而使得燃氣輪機設備2僅僅使用氣體LG工作。此外，從三通閥56到燃燒室21的管道容積很大，即使是以足夠高的速度切換三通閥56，也可以平滑地實現從燃料HG到氣體LG的切換。在這種情況下，可以使用能夠瞬間切換的三通選擇閥作為該三通閥56。在該情況下，可以使用兩個雙向電磁閥替代該三通選擇器，以降低燃氣輪機設備2的成本。
在渦輪22的轉速到達自持轉速之后，執行升溫，直到渦輪22和同流換熱器23的溫度達到預期值。尤其是，由于在壓縮空氣和來自渦輪22的廢氣之間進行熱交換的同流換熱器23具有很大的熱容量，因此可能需要幾分鐘才能將同流換熱器23加熱到預期溫度。可以根據同流換熱器23的下游廢氣G6的溫度、燃燒室21的上游壓縮空氣G3的溫度或者從渦輪22排出的廢氣G5的溫度，確定包含同流換熱器23的部分是否已經被加熱到預期溫度，其中溫度測量裝置TE1測量廢氣G6的溫度，溫度測量裝置TE2測量壓縮空氣G3的溫度，溫度測量裝置TE3測量廢氣G5的溫度。
在包含同流換熱器23的部分的溫度達到預期溫度之后，三通閥56切換到第二燃料提供裝置51，以便將氣體LG提供給燃燒室21。同時，在燃氣輪機設備2中，燃燒室21的上游壓縮空氣G3的溫度達到約550℃，燃燒室21的內部溫度達到1000℃。因此，提供給燃燒室21的氣體LG被燃燒室21中的高溫空氣所活化。由此，與氣體LG處于正常溫度空氣下的情況相比，氣體LG具有較大的可燃范圍。因此，氣體LG容易被點燃。根據試驗，即使是具有4186kJ/kg(1000kcal/kg)的低熱值的氣體都可以被點燃。
當已經在工作之后停止的燃氣輪機設備2重新啟動時，由于燃燒室21和同流換熱器23具有較高溫度，因此壓縮空氣G3的溫度很容易增加到預期溫度。因此，在該情況下，可以在渦輪22的轉速達到自持轉速之前，將三通閥56從第一燃料提供裝置50切換到第二燃料提供裝置51。可替換的，可以僅使用氣體LG來啟動燃氣輪機設備2，而不使用燃料HG。
應該根據燃料的熱值和渦輪22的輸出，來調節燃料提供系統24所提供的燃料量。因此，如圖2所示，期望的是，燃料提供系統24具有控制器58，用于控制燃料壓縮機57排出的燃料量。盡管在圖2所示的實施例中僅僅提供了一個燃料壓縮機57，但是可以根據氣體LG的熱值而提供多個燃料壓縮機57。當提供多個燃料壓縮機57時，期望的是，提供用于控制正在工作的燃料壓縮機57的數量的控制器，以便調節燃料壓縮機57排出的燃料量。
在圖2所示的示例中，將三通閥56置于燃料壓縮機57的上游，并從燃料壓縮機57的上游端提供燃料HG，即，從燃料壓縮機57的吸入端提供燃料HG。然而，本發明并不局限于該示例。例如，如圖3所示，可以將三通閥56置于燃料壓縮機57的下游，并從燃料壓縮機57的下游端提供燃料HG，即從燃料壓縮機57的排出端提供燃料HG。在該情況下，應該在調節燃料HG的壓力以使其基本上等于從燃料壓縮機57排出的氣體LG的壓力之后，再將燃料HG提供給三通閥56。為此，應該對具有比氣體LG高的壓力的燃料HG進行減壓，然后將其提供給三通閥56。例如，可以通過用于減小民用燃氣壓力的減壓閥(未示出)，從中壓線路或者高壓線路中將民用燃氣提供給三通閥56。可替換的，可以通過用于減小天然氣壓力的減壓閥(未示出)，從天然氣氣罐中將天然氣提供給三通閥56。可以對液化丙烷氣進行加熱、加壓，然后提供給三通閥56。
此外，在以上實施例中，在燃料提供系統24中進行燃料HG和氣體LG的混合或切換。然而本發明并不局限于該示例。例如，可以將用于燃料HG的第一燃料提供裝置50和用于氣體LG的第二燃料提供裝置51分別作為獨立線路而連接到燃燒室21上。圖4的框圖示出了一個示例，在該示例中，將用于燃料HG的第一燃料提供系統24a和用于氣體LG的第二燃料提供系統24b分別作為獨立線路進行設置。
在圖4所示的示例中，第一燃料提供系統24a包括流量控制閥M1，用于控制要提供給燃燒室21的燃料HG的流速。第二燃料提供系統24b包括流量控制閥M2，用于控制要提供給燃燒室21的氣體LG的流速。提供了燃料控制器59，用于控制流量控制閥M1和M2，以便調節要提供給燃燒室21的燃料HG和氣體LG的量。在該示例中，燃燒室21包括燃料總管(manifold)212，其具有多個燃料噴管210。
將燃料HG提供給燃燒室21，直到渦輪22的轉速達到自持轉速。然后，燃料控制器59逐漸關閉第一燃料提供系統24a的流量控制閥M1，同時燃料控制器自動控制用于氣體LG的流量控制閥M2。由此，燃料控制閥59從燃料HG切換到氣體LG。在該情況下，在通過提供燃料HG而啟動渦輪22之后，監視從渦輪22排出的廢氣溫度，同時能夠控制燃料提供系統24a和24b的流量控制閥M1和M2，以便以希望的比率提供氣體LG和燃料HG。此外，通過逐漸關閉流量控制閥M1并逐漸打開流量控制閥M2，可以將使用燃料HG的操作切換到使用氣體LG的操作。
還可以使用諸如煤油或者輕油之類的液體燃料替代氣體作為燃料HG。在該情況下，期望的是，除了用于氣體LG的流量控制閥和燃燒裝置之外，還提供用于液體燃料HG的附加的流量控制閥和燃燒裝置。如同以上示例，將液體燃料HG提供給燃燒室21，以啟動燃氣輪機設備2。當同流換熱器23的下游廢氣G6的溫度、燃燒室21的上游壓縮空氣G3的溫度、或者從渦輪22排出的廢氣的溫度達到預定值時，將使用液體燃料HG的操作切換為使用氣體LG的操作。
盡管已經詳細示出并描述了本發明的優選實施例，但是應該理解的是，在不脫離附帶的權利要求的范圍的情況下，可以對其進行各種修改和變更工業應用性本發明適合于在微型燃氣輪機發電系統等等中使用的燃氣輪機設備。
權利要求
1.一種燃氣輪機設備，包括空氣壓縮機，用于壓縮空氣；燃燒室，能夠燃燒所述空氣壓縮機所壓縮的空氣；渦輪，能夠被從所述燃燒室排出的氣體轉動；同流換熱器，用于在從所述空氣壓縮機提供給所述燃燒室的空氣與從所述渦輪排出的廢氣之間進行熱交換；第一燃料提供裝置，用于將具有大熱值的燃料提供給所述燃燒室；第二燃料提供裝置，用于將具有比所述燃料小的低熱值的氣體提供給所述燃燒室；以及切換裝置，用于根據所述空氣壓縮機所壓縮的空氣的溫度或者從所述渦輪排出的廢氣的溫度，在所述第一燃料提供裝置和第二燃料提供裝置之間進行切換。
2.如權利要求1所述的燃氣輪機設備，還包括用于測量所述同流換熱器的下游廢氣的溫度的第一溫度測量裝置，其中，所述切換裝置設置為，在所述第一溫度測量裝置所測量的溫度超過預定值時，在所述第一燃料提供裝置和所述第二燃料提供裝置之間進行切換。
3.如權利要求1所述的燃氣輪機設備，還包括用于測量所述燃燒室的上游空氣的溫度的第二溫度測量裝置，其中，所述切換裝置設置為，在所述第二溫度測量裝置所測量的溫度超過預定值時，在所述第一燃料提供裝置和所述第二燃料提供裝置之間進行切換。
4.如權利要求1所述的燃氣輪機設備，還包括用于測量所述燃燒室的上游空氣的溫度的第三溫度測量裝置，其中，所述切換裝置設置為，在所述第三溫度測量裝置所測量的溫度超過預定值時，在所述第一燃料提供裝置和所述第二燃料提供裝置之間進行切換。
5.如權利要求1到4中任意一項權利要求所述的燃氣輪機設備，還包括至少一個燃料壓縮機，用于對在所述切換裝置下游側的所述燃料加壓。
6.如權利要求1到4中任意一項權利要求所述的燃氣輪機設備，還包括至少一個燃料壓縮機，用于對在所述切換裝置上游側的所述氣體加壓。
7.如權利要求6所述的燃氣輪機設備，還包括供給源，以一壓力保存所述燃料，所述壓力比要被所述至少一個燃料壓縮機加壓的所述氣體的壓力大；以及減壓閥，用于降低在所述供給源中的燃料的壓力，并將其提供給所述切換裝置。
8.如權利要求5到7中任意一項權利要求所述的燃氣輪機設備，還包括控制器，用于控制來自所述至少一個燃料壓縮機的排放量。
9.如權利要求5到7中任意一項權利要求所述的燃氣輪機設備，其中，所述至少一個燃料壓縮機包括多個燃料壓縮機。
10.如權利要求9所述的燃氣輪機設備，還包括控制器，用于控制所述多個燃料壓縮機中正在工作的燃料壓縮機的數量。
11.如權利要求1到10的任意一項權利要求所述的燃氣輪機設備，其中，所述切換裝置包括三通混合閥，用于逐漸地混合所述燃料與所述氣體，以及切換所述燃料與所述氣體。
12.如權利要求1到10中任意一項權利要求所述的燃氣輪機設備，其中，所述切換裝置包括三通選擇閥，用于瞬間切換所述燃料與所述氣體。
13.一種燃氣輪機設備，包括空氣壓縮機，用于壓縮空氣；燃燒室，能夠燃燒所述空氣壓縮機所壓縮的空氣；渦輪，能夠被從所述燃燒室排出的氣體轉動；同流換熱器，用于在從所述空氣壓縮機提供給所述燃燒室的空氣與從所述渦輪排出的廢氣之間進行熱交換；第一燃料提供裝置，用于將具有大熱值的燃料提供給所述燃燒室；第二燃料提供裝置，用于將具有比所述燃料小的低熱值的氣體提供給所述燃燒室；以及燃料控制器，用于調節要提供的所述燃料和所述氣體的量。
14.如權利要求1到13中任意一項所述的燃氣輪機設備，其中，所述氣體包括以下至少一種在生物質的消化過程中產生的消化氣，以及在生物質的氣化過程中產生的裂解氣。
15.如權利要求1到14中任意一項所述的燃氣輪機設備，其中，所述燃料包括以下至少一種天然氣、液化石油氣、丙烷氣、煤油和輕油。
16.一種燃氣輪機發電系統，包括如權利要求1到15中任意一項所述的燃氣輪機設備；以及發電設備，用于使用所述燃氣輪機設備中的所述渦輪的高速旋轉進行發電。
17.如權利要求16所述的燃氣輪機發電系統，其中，所述發電設備包括永磁發電機，耦合到所述燃氣輪機設備中的所述渦輪上；轉換器，用于將所述永磁發電機的高頻AC輸出轉換為DC輸出；以及轉換器，用于將所述DC輸出轉換為具有預定頻率和預定電壓的AC輸出，并輸出所述AC輸出。
全文摘要
一種燃氣輪機設備(2)，具有空氣壓縮機(20)，用于壓縮空氣；燃燒室(21)，用于燃燒壓縮空氣；渦輪(22)，能夠被從燃燒室(21)排出的氣體轉動；以及同流換熱器(23)，用于在從空氣壓縮機(20)提供的空氣與從渦輪(22)排出的廢氣之間進行熱交換。燃氣輪機設備(2)包括燃料提供系統(24)，其具有第一燃料提供裝置(50)，用于將燃料(HG)提供給燃燒室(21)；第二燃料提供裝置(51)，用于將具有較小低熱值的氣體(LG)提供給燃燒室(21)；以及切換裝置(56)，用于根據空氣壓縮機(20)所壓縮的空氣的溫度或者從渦輪(22)排出的廢氣的溫度，在第一燃料提供裝置(50)和第二燃料提供裝置(51)之間進行切換。
文檔編號F02C9/40GK101069005SQ20058004149
公開日2007年11月7日 申請日期2005年11月29日 優先權日2004年12月3日
發明者片岡匡史, 浜野信彥 申請人:株式會社荏原制作所