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CN113748256B - 单个运输机式移动发电设备 - Google Patents

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CN113748256B
CN113748256B CN202080032162.7A CN202080032162A CN113748256B CN 113748256 B CN113748256 B CN 113748256B CN 202080032162 A CN202080032162 A CN 202080032162A CN 113748256 B CN113748256 B CN 113748256B
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gas turbine
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collector
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杰斯里·G·莫里斯
布雷特·万
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Taifuen Technology Solutions Co ltd
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Taifuen Technology Solutions Co ltd
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Abstract

一种用于提供移动电力的设备包括发电设备运输机。发电设备运输机包括空气入口过滤器壳体、联接至空气入口过滤器壳体的进气室、排气收集器、联接至排气收集器的排气工具、燃气轮机、由燃气轮机驱动的发电机、以及升降系统,该升降系统构造成提升排气工具以将发电设备运输机转换为操作模式,并且将排气工具向下返回降低以将发电设备运输机转换为运输模式。升降系统在不使用任何外部机械设备的情况下执行提升和降低。空气入口过滤器壳体、进气室、排气收集器、排气工具、燃气轮机、发电机和升降系统安装在发电设备运输机上。

Description

单个运输机式移动发电设备
背景技术
石油和天然气行业通常使用液力压裂来促进比如油井和/或气井等碳氢化合物井的生产。液力压裂,有时被称为“压裂”或“液压压裂”,是将通常是水、砂和化学物质的混合物的压裂流体注入地下以压裂地下地质地层并在其他方面释放封装的碳氢化合物储量的过程。压裂流体通常在足以在地下地质地层内造成裂缝的相对较高的压力下被泵入井筒。具体地,一旦进入井筒,加压的压裂流体被向下压力泵送并且然后被泵送出进入地下地质地层,以压裂地下地层。可以将可能包括水、各种化学添加剂和支撑剂(例如,砂或陶瓷材料)的流体混合物泵送到地下地层中,以压裂并促进碳氢化合物储量、比如石油和/或天然气的提取。例如,压裂流体可以包括液化石油气、线性凝胶水、凝胶水、凝胶油、浮水、浮油、聚乳液、泡沫/乳液、液态二氧化碳、氮气和/或二元流体和酸。
在井场实施大规模压裂操作通常需要在设备、劳动力和燃料方面进行大量投资。例如,通常的压裂操作使用各种压裂设备、操作和维护压裂设备的大量人员、为压裂操作提供动力的大量燃料以及大量压裂流体。因此,压裂操作的规划通常很复杂,并且包含各种后勤挑战,这些挑战包括将压裂操作的现场面积或“占地面积”降至最低、提供足够的动力和/或燃料来为压裂操作连续提供动力、提高液力压裂设备的效率以及减少由压裂操作产生的对环境的任何影响。因此,需要对现有压裂技术进行大量创新和改进,以解决当今压裂操作中面临的各种复杂和后勤挑战。
发明内容
下面呈现所公开的主题的简化概要,以便提供对本文中公开的主题的一些方面的基本理解。本发明内容并不是本文中公开的技术的详尽概述。本发明内容并不意在说明本发明的关键或重要元素或描述本发明的范围。本发明内容的唯一目的在于作为稍后论述的更详细描述的序言而以简化的形式呈现一些构思。
在一个实施方式中,提供了一种用于提供移动电力的设备,其包括:发电设备运输机,该发电设备运输机包括:发电机;动力源,该动力源构造成驱动发电机;空气入口过滤器壳体;进气室,该进气室联接至空气入口过滤器壳体,该进气室构造成用于向动力源提供空气;排气收集器,该排气收集器构造成用于收集来自动力源的排气;排气工具,该排气工具联接至排气收集器;以及升降系统,该升降系统构造成在发电设备运输机的操作模式下至少提升排气工具,其中,空气入口过滤器壳体、进气室、排气收集器、排气工具、动力源、发电机和升降系统安装在发电设备运输机上。
在另一实施方式中,提供了一种发电设备运输机,其包括:空气入口过滤器壳体;进气室,该进气室联接至空气入口过滤器壳体;燃气轮机;齿轮箱,该齿轮箱联接至燃气轮机;排气收集器,该排气收集器适于在发电设备运输机的操作模式下联接至燃气轮机的排气端口;排气工具,该排气工具联接至排气收集器;升降系统,该升降系统构造成在操作模式下至少提升排气工具;发电机,该发电机由燃气轮机驱动;气体调节系统,该气体调节系统用于对碳氢化合物气体在被燃气轮机燃烧之前进行调节;黑启动发电机,该黑启动发电机用于提供启动燃气轮机的动力;以及至少一个基部框架,其中,至少一个基部框架将空气入口过滤器壳体、进气室、燃气轮机、排气收集器、排气工具、升降系统、齿轮箱、发电机、气体调节系统和黑启动发电机安装并对准在发电设备运输机上。
在又一实施方式中,提供了一种用于提供移动电力的方法,该方法包括:通过将安装在发电设备运输机上的排气收集器和排气烟囱提升到提升的立起位置而将发电设备运输机从运输模式转换为操作模式;将处于提升的立起位置的排气收集器与安装在发电设备运输机上的燃气轮机联接,其中,排气收集器和排气烟囱被提升到提升的立起位置,并且排气收集器在不使用任何外部机械设备的情况下通过安装在发电设备运输机上的升降系统与燃气轮机联接;以及在操作模式下操作发电设备运输机的燃气轮机以发电。
附图说明
为了更加完整地理解本公开,现参照以下结合附图和详细描述的总体描述部分,其中,相同的附图标记表示相同的部件。
图1是根据一个或更多个实施方式的在井场处操作的移动压裂系统的示意图。
图2A至图2D是发电设备运输机的实施方式的示意图。
图2E至图2F是发电设备运输机的另一实施方式的示意图。
图3A至图3D是发电设备运输机的另一实施方式的示意图。
图4是为各种应用(例如,井场处的液力压裂)提供移动电源的方法的实施方式的流程图。
尽管将结合本文中所示的说明性实施方式来描述某些实施方式,但是本发明不限于那些实施方式。相反,所有替代、改型和等同物都被包括在由权利要求限定的本发明的精神和范围内。在不按比例绘制的附图中,贯穿说明书和在附图中对于具有相同结构的部件和元件使用相同的附图标记,并且带撇号的附图标记用于具有与那些具有相同的未带撇号的附图标记的部件和元件类似的功能和构造的部件和元件。
具体实施方式
在下面的描述中,出于解释的目的,阐述了许多具体细节以提供对本发明构思的透彻理解。为清楚起见,没有对实际实施方案的所有特征都进行描述。此外,本公开中所使用的语言主要是出于可读性和指导性目的而已经被选定,并且本公开中所使用的语言可能未被选定成描绘或限定本发明的主题,而是依靠需要的权利要求来确定这种发明主题。在本公开中对“一个实施方式”或对“实施方式”或“另一实施方式”的参考意味着结合该实施方式描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施方式中,并且对“一个实施方式”或“实施方式”或“另一实施方式”的多次参考不应该被理解为必须全部指的是同一实施方式。
除非明确地限定,否则术语“一”、“一个”和“该”不意在指单个实体,而是包括可以用于说明的特定示例的一般类型。因此,术语“一”或“一个”的使用可以表示至少一个的任何数目,包括“一个”、“一个或更多个”、“至少一个”和“一个或多于一个”。术语“或”表示任何替代方案和替代方案的任何组合,包括所有替代方案,除非这些替代方案被明确指出为相互排斥的。当与项目的列表组合时,短语“……中的至少一者”表示列表中的单个项目或列表中的项目的任何组合。除非明确定义,否则该短语不需要所有列出的项目。
如本文中使用的,术语“运输机”是指任何运输组件,包括但不限于用于运输相对较重的结构件比如移动式燃气轮机发电机的拖车、卡车、滑板和/或驳船。
如本文中所使用的,术语“拖车”是指用于运输相对较重的结构件的运输组件,相对较重的结构件比如是可以与用于拖拽或移动拖车的运输车辆附接和/或拆卸的移动式燃气轮机发电机。在一个实施方式中,拖车可以包括安装件和歧管系统以将拖车连接到其他设备。
如本文中所使用的,术语“平放拖车”是指包括具有不同竖向高度的两个部分的拖车。部分中的一个部分或上部部分位于拖车轴处或上方,并且另一部分或下部部分位于拖车轴处或下方。在一个实施方式中,当处于操作模式时和/或当与诸如拖拉机之类的运输车辆未联接时,平放拖车的主拖车梁可以搁置在地面上。
如本文中所使用的,术语“燃气轮机发电机”是指燃气轮机和燃气轮机发电机运输机(例如,发电设备运输机、发电设备拖车)的发电机部分两者。燃气轮机发电机接收碳氢化合物燃料、比如天然气,并将碳氢化合物燃料转换为电。
如本文中所使用的,贯穿本公开,术语“进气室”可以互换并且通常被称为“入口”、“进气口”和“进口室”。另外,贯穿本公开,术语“排气收集器”可以互换并且通常被称为“排气扩散器”和“排气室”。
如本文中所使用的,术语“燃气轮机入口过滤器”可以互换并且通常被称为“入口过滤器”和“入口过滤器组件”。贯穿本公开,术语“空气入口过滤器壳体”也可以互换并且通常被称为“过滤器壳体”和“空气过滤器组件壳体”。
本公开涉及一种移动电源,其可以构造成为不同的应用或用例提供电力。移动电源可以使用单个运输机(例如,单个拖车或卡车)来实现,以减少其在现场的“占地面积”。运输机(例如,发电设备运输机、燃气轮机发电机运输机等)可以包括燃气轮机和发电机以及其他设备,以便为需要移动电源的不同应用(例如,在井场处)提供电力。例如,发电设备运输机可以包括气体调节单元、黑启动发电机、燃气轮机空气入口过滤器壳体、进气室、燃气轮机、排气收集器、包括排气烟囱和排气烟囱延伸部的排气工具、齿轮箱、发电机、断路器、变压器、控制室、控制系统、升降系统以及用于产生电力的附加辅助设备,同时还通过在单个发电设备运输机上提供所需的发电部件来减少发电系统的占地面积。
发电设备运输机可以构造成“自给自足”,使得其可以在不需要使用外部机械装置或设备的情况下快速地调动和解除调动。例如,在到达需要移动电源的偏远地点之后,发电设备运输机可以通过利用安装在发电设备运输机上的升降系统快速地从运输模式转换到操作模式。升降系统通过将安装在发电设备运输机上的排气工具的排气收集器和排气烟囱提升到提升的立起位置(例如,直立位置),并将处于提升的立起位置的排气收集器与安装在发电设备运输机上的燃气轮机联接,而将发电设备运输机从运输模式转换为操作模式(而不使用任何外部机械设备)。替代性地,升降系统可以通过将排气工具的排气烟囱延伸部提升到提升的立起位置来将发电设备运输机转换到操作模式。在这种情况下,排气烟囱延伸部可以安装至排气烟囱,并且排气烟囱和排气收集器可以固定地安装至发电设备运输机的基部框架,并且连通地联接至燃气轮机的排气端口以释放排气。
然后可以操作发电设备运输机的燃气轮机来发电。在远程地点不再需要移动电源之后,可以在不使用任何外部机械设备的情况下,由升降系统通过竖向向下降低排气烟囱(或排气烟囱延伸部)以将排气烟囱的至少一部分容纳在发电设备运输机的封围件内,而将发电设备运输机调动成处于运输模式。
在操作模式下,发电设备运输机可以产生在大约1兆瓦-15兆瓦(MW)的范围内(例如5.6MW)的电力。在一个实施方式中,发电设备运输机可以构造成使得燃气轮机的入口(例如,进气口、进气端口)连接至安装在发电设备运输机上的空气过滤器系统的空气入口过滤器壳体,并且燃气轮机的排气部(例如,出口、排气口)可拆卸地连接(例如,流体联接、对准或连通)至发电设备运输机的空气过滤器系统的排气烟囱。
移动电源可以具有不同应用。例如,移动电源(的一个或更多个实例)可以通过向位于井场处的各种压裂设备提供电力来为一个或更多个井场的移动电压裂操作提供动力。包括但不限于搅拌机、水化单元、压裂泵运输机、砂处理设备、化学添加剂系统和移动电源(例如,发电设备运输机)的不同的压裂设备可以构造成经由控制网络系统远程操作,该控制网络系统使用网络拓扑、比如以太网环拓扑网络监测和控制压裂设备。控制网络系统可以消除对实现位于压裂设备上和/或密切靠近压裂设备的控制站的需要。取而代之的是,诸如数据车之类的指定位置和/或远离压裂设备附近的远程位置可以远程控制液力压裂设备。
在其他实施方式中,发电设备运输机可以实现为给需要移动电力并且能够获得为发电设备运输机提供动力所需的必要的碳氢化合物燃料的其他应用(例如,工业、采矿、商业、民用、农业、制造业等)提供电力。尽管图1示出了发电设备运输机植入成为液力压裂应用提供移动电力,但情况可能不一定如此。也就是说,发电设备运输机也可以实现为用于需要移动电源的其他与石油和天然气相关的或不与石油和天然气相关的应用。
图1是井场100的实施方式的示意图,井场100包括井口101和移动压裂系统103。通常,移动压裂系统103可以执行压裂操作以完成井和/或将完钻井转变为生产井。例如,井场100可以是操作者正在进行钻井和完成井的过程中的场址。操作者可以通过钻井、下入生产套管和在井筒内固井来开始完井过程。操作者还可以将各种井下工具插入到井筒中和/或作为用于钻井筒的工具串的一部分。在操作者将井钻至一定深度后,还可以钻井的水平部分并且随后以水泥包裹该水平部分。操作者随后可以移走钻机,并且可以将移动压裂系统103移动到井场100上以执行压裂操作,压裂操作迫使相对高压的压裂流体通过井口101进入地下地质地层以在岩石内产生裂缝和裂纹。一旦操作者完成压裂操作,压裂系统103则可以被移动离开井场100。通常,井场100的压裂操作可能持续数天。
为了提供环境更清洁且更可运输的压裂车队,移动压裂系统103可以包括移动电源102,该移动电源102构造成通过以转化诸如天然气等碳氢化合物燃料的方式发电而向移动压裂系统103或系统103的某些部件提供动力,该碳氢化合物燃料从井场100处的一个或更多个其他源(例如,生产井口)、从远程场外位置和/或移动电源102附近的另一相对方便的位置获得。改进移动压裂系统103的移动性可能是有益的,因为井场处的压裂操作通常持续数天,并且压裂设备在完成压裂操作之后随后被从井场移走并被移动到另一远程位置。此外,移动压裂系统103不是使用显著影响空气质量的燃料(例如,柴油)作为动力源和/或从电网或其他类型的(例如,位于井场处或场外的)静止发电设施接收电力,而是利用移动电源102作为动力源,该动力源燃烧更清洁,同时能够与其他压裂设备一起运输。从移动电源102产生的电可以被供应至系统103的压裂设备以便为一个或更多个井场处的压裂操作提供动力,或者被供应至需要移动发电设备的各种类型的应用中的其他设备。如图1所示,移动电源102可以实现为单个发电设备运输机或拖车,以减少井场占地面积,并为操作者提供容易地将移动电源102移动到需要移动电源的不同井场和/或不同压裂作业和/或不同物理位置的能力。
图2A至图4中更详细地描述了移动电源102的构型。移动电源102不限于在压裂操作中使用,并且可以适用于为通常不在压裂操作中使用的其他类型的设备和装置提供动力。图1的使用和讨论仅是示例以便于容易地描述和解释移动电源102。
除了移动电源102之外,移动压裂系统103可以包括开关装置运输机112、至少一个搅拌机运输机110、至少一个数据车114和一个或更多个压裂泵运输机108,一个或更多个压裂泵运输机108将压裂流体通过井口101输送至地下地质地层。开关装置运输机112可以经由一个或更多个电连接件接收从移动电源102产生的电。在一个实施方式中,开关装置运输机112可以使用13.8千伏(kV)电连接件来接收来自移动电源102的动力。开关装置运输机112可以包括多个电断开连接开关、熔断器、变压器和/或电路保护器,以保护压裂设备。开关装置运输机112可以将从移动电源102接收的电转移至移动压裂系统103的电连接的压裂设备。开关装置运输机112还可以包括控制系统,以控制、监测动力并且向电连接的压裂设备提供动力。
在一个实施方式中,开关装置运输机112可以接收13.8kV的电连接并将电压降低到4.8kV,该4.8kV被提供给其他压裂设备,比如压裂泵运输机108、搅拌机运输机110、砂储存器和传送机、水化设备、化工设备、数据车114、照明设备以及用于压裂操作的任何附加辅助设备。开关装置运输机112可以将电压降低到4.8kV,而不是其他电压水平、比如600V,以减小用于电连接的电缆尺寸和用于连接移动压裂系统103的布线的量。控制系统可以构造成连接至控制网络系统,使得可以从诸如数据车114或一些其他类型的控制中心之类的远距离位置监测和/或控制开关装置运输机112。替代性地,开关装置运输机112可以简单地通过较高电压(例如,13.8kV)转到下游设备(例如,压裂泵运输机108),并且下游设备可以包括一个或更多个变压器,以执行任何电压降压操作(例如,将13.8kV电压转换成像4.8kV、600V等的较低电压水平)来为下游压裂设备提供动力。可以通过在下游进一步执行电压降压操作,减少开关装置运输机112与下游设备之间的布线的量。
压裂泵运输机108可以接收来自开关装置运输机112的电力以为原动机提供动力。原动机将电力转换成机械动力,以用于驱动一个或更多个泵。在一个实施方式中,原动机可以是驱动两个不同泵的双轴电动马达。压裂泵运输机108可以布置成使得一个泵联接至双轴电动马达的相反端部,并且避免串联联接泵。通过避免串联联接泵,当泵中的任一个泵发生故障或已经从压裂泵运输机108移走时,压裂泵运输机108可以继续操作。另外地,可以在不断开连接系统歧管的情况下对泵进行维修,系统歧管将压裂泵运输机108连接至移动压裂系统103内的其他压裂设备和井口101。
搅拌机运输机110可以接收通过开关装置运输机112给送的电力,以为多个电动搅拌机提供动力。多个原动机可以驱动一个或更多个泵,一个或更多个泵将源流体和搅拌机添加剂(例如,砂)泵送到搅拌桶中,将源流体和搅拌机添加剂混合在一起以形成压裂流体,并将压裂流体排出到压裂泵运输机108。在一个实施方式中,电动搅拌机可以是双构型搅拌机,该双构型搅拌机包括位于单个运输机上的用于使机械旋转的电动马达,这在由ToddColi等人于2012年4月6日提交并且题为“Mobile,Modular,Electrically Powered Systemfor use in Fracturing Underground Formations(用于压裂地下地层的移动、模块化、电力系统)”的美国专利No.9,366,114中进行了更详细的描述,该美国专利的全部内容通过参引并入本文。在另一实施方式中,可以使用多个封闭的混合器料斗来将支撑剂和添加剂供应至多个搅拌桶中。
数据车114可以是控制网络系统的一部分,其中,数据车114用作控制中心,该控制中心配置成监测并提供用以远程操作搅拌机运输机110、移动电源102、和压裂泵运输机108和/或移动压裂系统103内的其他压裂设备的操作指令。例如,数据车114可以经由控制网络系统与位于系统103内的变频驱动器(VFD)通信,变频驱动器操作用于驱动压裂泵运输机108上的泵的电动马达并且监测这些电动马达的状态。在一个实施方式中,数据车114可以使用具有环形拓扑的控制网络系统与系统103的各种压裂设备通信。环形拓扑可以减少用于压裂操作的控制布线的量,并提高数据传输和通信的容量和速度。
图1所示的其他压裂设备,比如水箱、化学添加剂的化学储存器、水化单元、砂输送机和砂盒储存器是本领域普通技术人员已知的,并且因此不再进一步详细讨论。在移动压裂系统103的一个或更多个实施方式中,图1所示的其他压裂设备中的一个或更多个其他压裂设备可以构造成接收从移动电源102产生的动力。用于移动压裂系统103的控制网络系统可以通过压裂泵运输机108的电动马达使搅拌机运输机110的电动搅拌机远程同步和/或从动。与常规的柴油动力搅拌机不同,电动搅拌机可以相对于安装在压裂泵运输机108上的泵速率变化执行速率改变。换句话说,如果压裂泵运输机108内的泵执行速率变化增加,则搅拌机运输机110内的电动搅拌机也可以自动补偿其速率和诸如砂输送机之类的辅助设备,以适应速率变化。可能不使用或不需要来自操作者的手动命令来执行速率改变。
移动电源102可以是在如图1中描述的井场101处使用的移动压裂系统103的一部分。替代性地,移动电源102可以是利用由发电设备运输机产生的移动电力以用于操作电气设备的另一系统的一部分。移动电源可以构造成能够运输至不同位置。例如,在移动电源是移动压裂系统的一部分的情况下,移动电源可以构造成能够与作为移动压裂系统的一部分的其他设备(例如,压裂泵运输机)一起运输至不同的井场,并且可以在完成压裂操作之后不被留下。
不论应用如何,移动电源可以包括发电设备运输机,该发电设备运输机构造为通过使用于调动和解除调动过程的操作简化和最小化来提高移动性的单个运输机。例如,移动电源可以通过实现约24小时时间段的调动和解除调动来提高移动性。移动电源包括单个运输机占地面积,其中,同一运输机可以在运输模式和操作模式下使用,并且可以构造为承载用于移动发电的所有辅助设备的“自给自足”运输机。为了在一个或更多个位置处(例如,井场)提供电力,移动电源可以设计成使燃气轮机和适于将诸如天然气之类的碳氢化合物燃料转换成电的发电机成一整体并调动该燃气轮机和发电机。尽管图2A至图3D示出了使用单个运输机实现移动电源的实施方式,但在不背离本公开的精神或范围的情况下,移动电源的其他实施方式可以将图2A至图3D中所示的一些辅助部件安装在单独的运输机上。
图2A至图2D是发电设备运输机200的实施方式(例如,燃气轮机发电机运输机、移动电源102等)的示意图。图2A示出了具有封围件290的发电设备运输机200的侧面轮廓图,封围件290围绕发电设备运输机200内的部件并且封围件290包括用于发电机空气入口217A的腔和用于涡轮机空气入口215A的腔(例如,开口),发电机空气入口217A用于将空气吸入到封围件290中以供容纳在封围件290中的发电机通风和冷却,涡轮机空气入口215A用于将空气吸入到封围件290中以供容纳在封围件290中的燃气轮机燃烧并用于使封围件290通风。
图2B示出了发电设备运输机200的侧面轮廓图,其描绘了封围件290内的部件,而发电设备运输机200处于运输模式。如图2B所示,发电设备运输机200可以包括以下设备:气体调节滑板205、黑启动发电机210、动力源225、动力源空气入口过滤器壳体215B、动力源进气室220、动力源排气收集器230、排气联接构件232、动力源排气烟囱235(例如,排气工具)、齿轮箱240、发电机轴245、发电机250、发电机空气入口过滤器壳体217B、发电机通风出口219、发电机断路器255、变压器260、起动马达265、控制系统280和控制室285。图2B中未示出的但也可以位于发电设备运输机200上的其他部件包括涡轮机润滑油系统、灭火系统、发电机润滑油系统等。在一个实施方式中,动力源225可以是燃气轮机。在另一实施方式中,动力源225可以是另一种类型的动力源(例如,柴油发动机)。动力源225在下文中可互换地称为燃气轮机225。然而,如上所述,动力源225可以对应于能够产生足够机械能的其他类型的基于涡轮机或非基于涡轮机的动力源。
燃气轮机225可以是通用电气(GE)NovaLT5涡轮机,以从诸如天然气、液化天然气、凝析油和/或其他液体燃料之类的碳氢化合物燃料源产生机械能(例如,轴的旋转)。如图2B所示,燃气轮机225的轴(未示出)连接至齿轮箱240和发电机250的轴245,使得发电机250对由轴245的旋转供应的机械能进行转换以产生电力。燃气轮机225可以是可商购的燃气轮机,比如通用电气NovaLT5燃气轮机、普拉特和惠特尼(Pratt and Whitney)燃气轮机或任何其他类似的燃气轮机。发电机250可以是可商购的发电机,比如电刷(Brush)发电机、WEG发电机或构造成产生相容的电力量的其他类似的发电机。例如,发电设备运输机200内的燃气轮机225、齿轮箱240和发电机250的组合可以产生从至少约1兆瓦(MW)到约15MW的范围内(例如,5.6MW)的电力。根据应用要求,也可以使用具有大于约15MW或小于约1MW的功率范围的其他类型的燃气轮机/发电机组合。在一个实施方式中,为了增加发电设备运输机200的移动性,并且使得发电设备运输机200可以构造为单个运输机,燃气轮机225可以构造成配装在约14.5英尺长和约4英尺直径的尺寸内,并且/或者发电机250可以构造成配装在约18英尺长和约7英尺宽的尺寸内。
发电机250可以容纳在封围件290内,封围件290包括位于发电机250内部和/或外部的空气通风风扇,空气通风风扇将空气吸入到位于封围件290的侧部和/或顶部顶盖上的空气入口217A(图2A和图2D)中,经由包括一个或更多个空气入口过滤器的发电机空气入口过滤器壳体217B提供吸入的空气以冷却发电机250,并且经由发电机通风出口219在封围件290的顶部和/或侧部上排出空气。运输机200可以包括适当的管道、管、导管或其他结构,以将空气入口217A和空气入口过滤器壳体217B与发电机250的用于冷却和通风的冷却表面或外表面连通地联接,并且进一步将发电机250的冷却和/或外表面与空气出口219连通地联接。如图2A和图2D所示,可以将空气入口217A和空气出口219设置成与运输机200的封围件290的外表面(例如,纵向侧表面和/或顶部或顶盖表面)齐平。其他实施方式可以具有定位在封围件290的不同位置上的出口219。在一个实施方式中,发电机空气入口217A可以是入口百叶窗,并且发电机通风出口219可以是保护发电机不受天气因素影响的出口百叶窗。单独的发电机通风烟囱单元可以安装在发电设备运输机200的封围件290的顶部和/或侧部上。
封围件290还可以包括燃气轮机入口过滤器壳体215B,该燃气轮机入口过滤器壳体215B包括构造成经由一个或更多个进气室220向燃气轮机225提供燃烧空气的一个或更多个空气入口过滤器。燃气轮机入口过滤器壳体215B还可以构造成提供通风空气以使封围件290的内部通风。尽管图2A至图2D中未示出,但通风风扇也可以位于燃气轮机入口过滤器壳体215B内。可以添加附加的封围件290通风入口以增加通风空气的量。在操作模式下,通风空气还可以用于使燃气轮机225冷却。燃烧空气可以是经由进气室220供应至燃气轮机225的进气端口以帮助产生机械能的空气。进气室220可以构造成收集来自燃气轮机入口过滤器壳体215B的过滤的进气,并将进气供应至燃气轮机225的进气端口。
在一个实施方式中,燃气轮机入口过滤器壳体215B可以安装在封围件290上,并且固定地定位成与进气室220对准并联接至进气室220,以向燃气轮机225的进气端口提供燃烧空气。燃气轮机入口过滤器壳体215B还可以包括多个消音器以降低噪音。如图2A至图2D所示,空气入口215A被设置成与发电设备运输机200的封围件290的侧部和/或顶部表面齐平。空气入口215A与燃气轮机空气入口过滤器壳体215B的进气口或开口对准并连通,以过滤燃烧空气和通风空气并使燃烧空气和通风空气流动到封围件290的内部。
如图2B和图2C所示,排气收集器230可以构造成可拆卸地联接至燃气轮机225的排气部(例如,排气端口、出口端口),以收集排气并将排气供应至燃气轮机排气烟囱235(例如,排气工具)。图2B至图2C中所示的实施方式将排气烟囱235图示为竖向联接成堆叠在排气收集器230的顶部上(即,位于排气收集器230的顶部上的排气烟囱235)。然而,情况未必如此。可以采用排气收集器230与排气烟囱235之间的任何合适的布置和联接,使得在运输模式期间,可以将排气收集器230和排气烟囱235容纳在发电设备运输机200的尺寸内(包括下腹桁架或滑板295的尺寸)(图2B)。燃气轮机排气烟囱235可以包括多个消音器,多个消音器在操作期间降低来自发电设备运输机200的噪音。
在操作期间(即,当燃气轮机发电机运输机200处于操作模式时),如图2C所示,排气收集器230和排气烟囱235中的一者或两者可以构造成(例如,使用液压)被向上顶起预定竖向距离至提升的立起位置。此外,为了提高在运输期间(即,当燃气轮机发电机运输机200处于运输模式时)发电设备运输机200的移动性,如图2B所示,排气收集器230和排气烟囱235中的一者或两者可以构造成(例如,使用液压)被向下顶起预定竖向距离,使得排气烟囱235的顶部表面变得与运输机200的封围件290的顶部或顶盖齐平。
为了向上和向下顶起排气收集器230和排气烟囱235中的一者或两者(例如,使排气收集器230和排气烟囱235升高和降低),发电设备运输机200可以包括升降系统237,该升降系统237可改变地调整排气收集器230和/或排气烟囱235的定位和对准,使得燃气轮机225的排气出口端口可以经由排气联接构件232与排气收集器230对准并联接至排气收集器230。在一个实施方式中,升降系统237可以是液压系统。替代性地,升降系统237可以使用电动马达、齿条和小齿轮系统、气动系统、基于滑轮的系统等来实现。例如,在没有将排气收集器和/或排气烟囱235附接至外部设备(例如,拖拉机或其他类型的机动车辆、外部机械装置、外部机械设备、起重机等)的情况下,升降系统237可以竖向移动(例如,升高、提起、提升等)排气收集器230和/或排气烟囱235到提升的立起位置,使得排气收集器230的排气联接构件232变得与燃气轮机225的排气端口对准。升降系统237可以包括用于竖向和/或水平支承排气收集器230和排气烟囱235的多个液压缸和/或支承脚。例如,升降系统237可以包括第一构件(例如,液压缸)和第二构件(例如,液压缸),第一构件将排气收集器230和/或排气烟囱235竖向提升或升高到提升的立起位置,并且使排气收集器230的联接构件232与燃气轮机225的排气端口对准,第二构件使排气收集器230(以及可选地,排气烟囱235)在横向或水平方向上移动,以将排气收集器230的联接构件232与燃气轮机225的排气端口连接或连通。
如图2B所示,排气收集器230和排气烟囱235可以安装成在运输模式期间最初竖向地下叠,使得排气烟囱235的顶部与运输机200的封围件290的顶盖齐平。在图2C所示的操作模式中,排气收集器230和排气烟囱235可以通过升降系统237在不使用任何外部机械装置或设备的情况下竖向升起。在操作模式中,可以使用液压、气动和/或电动马达和滑轮来定位排气收集器230和燃气轮机排气烟囱235,使得燃气轮机排气收集器230经由联接构件232与燃气轮机225的排气端口对准并联接至燃气轮机225的排气端口。在一个实施方式中,当在操作模式下将发电设备运输机200设定为操作时,升降系统237可以使排气收集器230和/或排气烟囱235竖向移动(例如,升高、延伸或提起)预定竖向距离(例如,大约四英尺)。如图2C所示,在操作模式中,排气烟囱235因此可以竖向向上延伸并延伸出封围件290的顶部侧约四英尺,从而在不会对在发电设备运输机200附近工作的任何设备和/或操作者构成危险的情况下降低排气噪音并将(极热的)排气安全地释放到大气中。此外,如图2B所示,在运输模式中,升降系统237可以将排气烟囱235安全地向下返回降低,使得排气收集器230的排气联接构件232与燃气轮机225的空气出口断开联接,并且排气收集器230和排气烟囱235竖向降低了预定竖向距离(例如,大约四英尺),以便向下延伸(例如,降低)并由封围件290容纳。如图2B所示,当处于运输模式时,排气收集器230的至少一部分还可以延伸到封围件290的基部框架202(例如,地板等)下方,以便由在封围件290的基部框架202下方延伸的下腹桁架或滑板295支承。
如上所述,在图2C所示的操作模式中,排气收集器230可以经由排气联接构件232与燃气轮机225的排气端口连接。排气联接构件232可以包括一个或更多个连接或联接构件,一个或更多个连接或联接构件固定设置在排气收集器230和燃气轮机225的排气端口中的一者或两者上。可以使用在不使用起重机、叉车和/或任何其他外部机械装置来将连接构件连接就位和/或将排气收集器230的联接构件232连接至燃气轮机225的排气端口的情况下提供燃气轮机225与排气收集器230之间的联接的任何形式的连接。连接构件可以包括管道和/或膨胀接头或连接接头,以将排气收集器230匹配地连接至燃气轮机225。因此,排气联接构件232可以在不使用任何外部机械装置的情况下(例如,使用升降系统237和/或其他致动器)移动并连接至燃气轮机225的排气端口。
在图2B和图2C所示的实施方式中,设置在发电设备运输机200的基部框架202上的排气收集器230和排气烟囱235能够相对于固定安装的燃气轮机225移动。也就是说,排气收集器230和排气烟囱235适于通过使用升降系统237被向上和向下顶起预定竖向距离以将排气收集器230联接至燃气轮机225的排气端口/与燃气轮机225的排气端口断开联接。然而,在另一实施方式中,排气收集器230和排气烟囱235可以固定安装在基部框架202上并与燃气轮机225的排气端口联接以释放排气。如图2E至图2F所示,发电设备运输机200’可以包括排气收集器230’,排气收集器230’设置在基部框架202上并固定安装至燃气轮机225的排气端口,并且排气烟囱235’可以设置在基部框架202上并固定安装至排气收集器230’,使得在运输模式和操作模式两者下,排气烟囱235’的顶部部分或表面与封围件290的顶部或顶盖齐平(图2E和图2F)。在该实施方式中,为了将热排气从排气烟囱235’安全地释放到大气中,发电设备运输机200’还可以包括排气烟囱延伸部238(例如,排气工具),排气烟囱延伸部238在运输模式下(图2E)容纳在排气烟囱235’内,并且构造成在操作模式(图2F)下通过升降系统237’从排气烟囱235’内升高或提升。
排气收集器230’可以固定地安装至发电设备运输机200’的基部框架202,并经由排气联接构件232连通地联接至燃气轮机225的排气端口,以收集排气并将排气供应至燃气轮机排气烟囱235’。排气烟囱235’可以固定安装至基部框架202并竖向联接成堆叠在排气收集器230’的顶部上(即,位于排气收集器230’的顶部上的排气烟囱235’),并且使得排气烟囱235’的顶部与封围件290的顶盖齐平。通过该构型,在运输模式(图2E)和操作模式(图2F)两者期间,排气收集器230’和排气烟囱235’可以固定安装并容纳在发电设备运输机200的尺寸内。
在操作期间(即,当燃气轮机发电机运输机200’处于操作模式时),如图2F所示,排气烟囱延伸部238(例如,排气工具)可以构造成(例如,使用液压)被升高了预定竖向距离至提升的立起位置。排气烟囱延伸部238可以构造成通过操作设置在发电设备运输机200’上的升降系统237’而从排气烟囱235’内竖向延伸。排气烟囱延伸部238可以在不使用任何外部机械装置或设备的情况下通过升降系统237’被竖向升起。
排气烟囱延伸部238可以构造成用于噪音控制。例如,排气烟囱延伸部238可以包括多个消音器,多个消音器在操作期间减少来自发电设备运输机200’的噪音。排气烟囱延伸部238可以安装至排气烟囱235’并在发电设备运输机200’上设置成在运输模式(图2E)期间容纳在排气烟囱235’内,并且使得排气烟囱延伸部238的顶部与封围件290的顶部或顶盖齐平。在操作模式中,排气烟囱延伸部238可以通过升降系统237’来定位,使得排气烟囱延伸部238从固定安装的排气烟囱235’内升高,并且排气烟囱延伸部238的进气端部变得与封围件290的顶部齐平,并且排气烟囱延伸部238的排气端部从封围件290的顶部突出预定竖向距离(例如,大约四英尺)。因此,排气烟囱延伸部238可以竖向向上延伸并从封围件290的顶部侧延伸出约四英尺,从而在不会对在发电设备运输机200’附近工作的任何设备和/或操作者构成危险的情况下降低排气噪音并将(极热的)排气安全地释放到大气中。此外,如图2E所示,在运输模式中,升降系统237’可以将排气烟囱延伸部238安全地向下返回降低预定的竖向距离(例如,大约四英尺),以便向下延伸(例如,下降)并容纳在封围件290内。因此,排气烟囱延伸部238可以容纳在排气烟囱235’的内部,使得排气烟囱延伸部238的排气端部变得与封围件290的顶部或顶盖齐平。
如图2A至图2F所示,通过将空气入口过滤器壳体215B和燃气轮机排气烟囱235、235’调整成安装在与进气室220、燃气轮机225、排气收集器230和发电机250的运输机或框架202相同/单个的运输机或框架202上,发电设备运输机200、200’提供了相对较快的装配和/或拆卸时间,这消除了在操作现场处使用重型起重机、叉车和/或任何其他外部机械装置或设备。为了提高在各种道路上的移动性,图2A至图2F中的发电设备运输机200、200’可以具有大约13英尺6英寸的最大高度,大约8英尺6英寸的最大宽度,以及大约70英尺的最大长度。此外,发电设备运输机200、200’可以包括用于支承和分配发电设备运输机200、200’上的重量的至少三个轴。发电设备运输机200、200’的其他实施方式可以是根据总运输重量超过三个轴的运输机。可以调整轴的尺寸和数目,以允许在通常要求一定高度、长度和重量限制的道路上运输。
在一个实施方式中,图2B至图2F中所示的燃气轮机225、齿轮箱240、发电机250和发电设备运输机200、200’的其他部件可以通过安装在工程基部框架202、子基部、子滑板或发电设备运输机200、200’的任何其他子结构上而被支承在发电设备运输机200、200’上。例如,基部框架202可以将空气入口过滤器壳体215B、进气室220、燃气轮机225、排气收集器230、230’、排气烟囱235、235’、排气烟囱延伸部238、升降系统237、237’、齿轮箱240、发电机250、气体调节系统205和黑启动发电机210安装和对准在发电设备运输机200、200’、300上。此外,单个工程基部框架202可以用于通过构造与单个工程基部框架202齐平的安装件来安装和对准燃气轮机225、齿轮箱240、发电机250、进气室220与排气收集器230、230’之间的连接件并且/或者来降低燃气轮机225、齿轮箱240和发电机250。与使用燃气轮机225和发电机250的单独的子基部相比,工程基部框架202可以允许燃气轮机225、齿轮箱240、发电机250和发电设备运输机200、200’的其他部件更容易对准和连接。发电设备运输机200、200’的其他实施方式可以使用多个子基部,以便例如将燃气轮机225和齿轮箱240安装在一个子基部上并将发电机250安装在另一子基部上。
图2B至图2F进一步说明,气体调节滑板205、黑启动发电机210、发电机断路器255、变压器260、起动马达265、控制系统280和控制室285可以位于发电设备运输机200、200’上(例如,安装在基部框架202上)。气体调节滑板205(例如,气体调节单元或系统)可以适于接收来自碳氢化合物燃料源(例如,气体管线)的碳氢化合物气体(例如,天然气)。气体调节滑板205可以包括气体调节系统,该气体调节系统调节碳氢化合物气体压力、加热碳氢化合物气体、从碳氢化合物气体中分离出液体(例如,水)和/或从碳氢化合物气体中过滤掉不想要的污染物(例如,砂)。气体调节滑板205还可以包括利用电动马达驱动一个或更多个压缩机以将碳氢化合物气体压缩到指定压力(例如,大约525磅每平方英寸(PSI))的压缩系统。气体调节滑板205随后可以将处理的碳氢化合物气体输出到气体储存系统,该气体储存系统虹吸处理的碳氢化合物气体的一部分以填充一个或更多个气体储存罐(未示出)。在将处理的碳氢化合物气体储存在气体储存罐内之前,气体储存系统可以将碳氢化合物气体进一步压缩到相对较高的压力水平(例如,大约3,000PSI或5,000PSI)。处理的碳氢化合物气体的剩余部分绕过由气体调节滑板205进行的任何附加处理,并且可以直接输出到燃气轮机225用于发电。当由气体调节滑板205的压缩系统接收的碳氢化合物气体的压力开始下降到预定的备用压力(例如,大约500PSI)以下时,滑板205的气体储存系统可以释放储存在气体储存罐内的碳氢化合物气体,以便在调节的和可接受的压力水平下将无污染的碳氢化合物气体输出到燃气轮机225。
黑启动发电机210可以构造成提供动力以控制、点火或启动燃气轮机225。此外,黑启动发电机210可以在峰值电力需求超过发电设备运输机200、200’的电力输出的情况下提供辅助动力。黑启动发电机210可以包括柴油发电机,该柴油发电机可以为发电设备运输机200、200’或由发电设备运输机200、200’提供动力的其他设备提供测试、待机、调峰和/或其他紧急备用动力功能。发电机断路器255可以包括构造成保护发电机250免受电流和/或电压故障条件影响的一个或更多个断路器。发电机断路器255可以是中压(MV)断路器配电盘。在一个实施方式中,发电机断路器255可以包括三个面板,两个用于发电机250,并且一个用于保护断路器上的继电器的馈线。其他实施方式可以包括用于发电机断路器255的一个或两个或多于三个的面板。在一个实施方式中,发电机断路器255可以是真空断路器。
变压器260可以是降压变压器,降压变压器构造成将发电机250电压降低到较低电压以向发电设备运输机200提供控制动力。设置齿轮箱240以将涡轮机输出转速降低到发电机的操作转速。起动马达265可以是联接至齿轮箱和/或涡轮机以启动涡轮机的电动马达。控制系统280可以构造成控制、监测、调节和调整燃气轮机225和发电机250的动力输出。例如,在发电设备运输机200、200’被实施成为井场处的液力压裂操作提供动力的实施方式中,控制系统280可以通过产生足够的电力以匹配负载需求来监测和平衡由压裂操作产生的负载。类似地,在其他应用(不同于液力压裂)中,控制系统280可以监测和平衡由动力消耗系统或设备产生的负载,并且产生电力以匹配负载需求。控制系统280还可以构造成与控制网络系统同步并通信,该控制网络系统允许位于远程位置(例如,井场外)的数据车或其他计算系统控制、监测、调节和调整发电机250的动力输出。控制室285是发电设备运输机200的容纳发电机250的所有电子设备和控制器的部分。
尽管图2B至图2F示出了气体调节滑板205、黑起动发电机210、发电机断路器255、变压器260、起动马达265、控制系统280和控制室285可以安装在发电设备运输机200、200’的基部框架202上,但是发电设备运输机200的其他实施方式可以将气体调节滑板205、黑起动发电机210、发电机断路器255、变压器260、起动马达265、控制系统280和控制室285中的一者或更多者安装在其他位置中(例如,开关装置运输机112中)。
还可能位于发电设备运输机200、200’上但在图2A至图2F中未示出的其他设备包括涡轮机润滑油系统、气体燃料阀、发电机润滑油系统、齿轮箱润滑油系统和灭火系统。在本公开内的润滑油系统或控制台可以构造成提供发电机润滑油过滤和冷却系统以及涡轮机润滑油过滤和冷却系统,润滑油系统或控制台通常指的是涡轮机润滑油系统、齿轮箱润滑油系统、起落架和调平支腿以及相关的液压和发电机润滑油系统。在一个实施方式中,运输机的涡轮机润滑油控制台区域还可以包含灭火系统,该灭火系统可以包括喷淋头、细水雾、清洁剂、泡沫喷淋头、二氧化碳和/或用于灭火或为燃气轮机225提供防火的其他设备。涡轮机、齿轮箱和发电机润滑油控制台以及灭火系统在发电设备运输机200、200’上的安装,通过消除对用于涡轮机、齿轮箱和发电机润滑油、过滤、冷却系统和灭火系统的辅助运输机以及涡轮机、齿轮箱和发电机润滑油、过滤、冷却系统和灭火系统与燃气轮机发电机运输机的连接的需要而减少了这种运输机的占地面积。涡轮机、齿轮箱和发电机润滑油系统可以安装在位于发电机250下方的滑板上或发电设备运输机200、200’上的任何其他位置。
在图2A至图2F所示的实施方式中,燃气轮机空气入口215A和空气入口过滤器壳体215B沿着封围件290的顶部表面安装(图2D),使得入口215A和过滤器壳体215B在齿轮箱240和燃气轮机225上方基本上水平延伸。然而,入口215A、过滤器和过滤器壳体215B的数目和布置不受限制。根据例如所需的通风空气的量、清洁空气的量和向燃气轮机225供应燃烧空气所需的气流动力学等,可以采用任何数目或布置的入口215A、过滤器和/或过滤器壳体215B。图3A至图3D中示出了发电设备运输机300的替代性实施方式。图3A至图3D中所示的发电设备运输机300与图2A至图2F中所示的发电设备运输机200类似,除了燃气轮机空气入口315A和燃气轮机入口过滤器壳体315B的布置不同。如图3A至图3D所示,燃气轮机空气入口315A和燃气轮机入口过滤器壳体315B在燃气轮机225与发电机250之间基本上竖向延伸。由于图3A至图3D中示出的发电设备运输机300的其他部件与图2A至图2F的发电设备运输机200、200’的那些部件相同,因此这里省略其详细描述。
图4是用以为需要移动电源的任何操作(例如,如图1所示的井场处的液力压裂)提供移动电源的方法400的实施方式的流程图。方法400可以在框402处通过将移动电源(例如,发电设备运输机200、200’、300)运输到远程位置开始。然后,方法400可以移动到框404,并将移动电源从运输模式转换为操作模式。在从运输模式到操作模式的转换期间,可以使用相同的运输机。换句话说,当将移动电源设定为操作模式时,不添加和/或移除运输机。另外,方法400可以在不使用叉车、起重机和/或其他外部机械装置来将移动电源转换到操作模式的情况下执行。然后,方法400可以移动到框405,其中,在不使用任何外部机械设备的情况下将排气收集器与燃气轮机联接。上面结合图2A至图3D详细描述了单个运输拖车的转换和联接过程。
然后,方法400可以移动到框406,并且使用移动电源来发电,以为需要移动电源的各种操作(例如,液力压裂)提供动力。在一个实施方式中,方法400可以通过使用燃气轮机发电机将碳氢化合物燃料转换为电来发电。然后,方法400可以移动到框407,其中,在不使用任何外部机械设备的情况下将排气收集器和燃气轮机彼此断开联接。替代性地,在图2F至图2E所示的发电设备运输机200’的实施方式的情况下,方法400在框407处可以涉及通过利用布置在运输机上的升降系统并且不利用任何外部机械设备,将从发电设备运输机的封围件的顶部或顶盖竖向向上延伸的排气烟囱延伸部向下返回降低。
然后,方法400可以移动到框408,并将移动电源从操作模式转换为运输模式。类似于框404,并且如结合图2A至图3D详细解释的,在不使用叉车、起重机和/或其他外部机械装置来将移动电源转换回运输模式的情况下,框407和408的转换和断开联接/降低过程可以使用相同的运输机。然后,方法400可以移动到框410,以便在不再需要移动电源之后从该位置移除移动电源。
公开了至少一个实施方式,并且由本领域普通技术人员做出的实施方式和/或实施方式的特征的变型、组合和/或改型均在本公开的范围内。通过对实施方式的特征进行组合、结合和/或省略而产生的替代性实施方式也在本公开的范围内。在明确指出数值范围或限制的情况下,这些明确的范围或限制应当被理解为包括落入明确指出的范围或限制内的同等量值的迭代范围或限制(例如,从约1至约10包括2、3、4等;大于0.10包括0.11、0.12、0.13等)。除非另有说明,否则术语“约”的使用指的是后续数字的±10%。
对于权利要求中的任何元件来说,术语“可选地”的使用意指:该元件是必需的,或者替代性地,该元件不是必需的,这两种替代方案均在该权利要求的范围内。比如包括、包含和具有之类的较宽泛的术语的使用应当被理解为对比如由……组成、基本上由……组成以及大致由……组成之类的较窄的术语提供支持。因此,保护范围不受上述描述的限制,而是由所附权利要求限定,该范围包括权利要求的主题的所有等同物。每个或每一项权利要求均作为进一步的公开内容并入说明书中,并且权利要求是本公开的实施方式。
虽然在本公开中已经提供了几个实施方式,但是应该理解,在不脱离本公开的精神或范围的情况下,公开的系统和方法可以以许多其他具体形式来实现。本示例将被认为是说明性的而不是限制性的,并且其意图不限于这里给出的细节。例如,可以在另一系统中组合或集成各种元件或部件,或者可以省略或不实现某些特征。
此外,在不脱离本公开的范围的情况下,在各种实施方式中描述和图示为离散或分开的技术、系统、子系统和方法可以与其他系统、模块、技术或方法组合或集成。示出或讨论为彼此联接或直接联接或彼此连通的其他项目可以通过某些接口、装置或中间部件间接联接或连通,无论是电的、机械的还是其他的。
在阅读以上描述后,许多其他实施方式对于本领域技术人员而言将是明显的。因此,本发明的范围应当参照所附权利要求以及这些权利要求所赋予的等同物的全部范围来确定。在所附权利要求中,术语“包括”和“在……中”用作相应的术语“包括”和“其中”的简明语言等同物。

Claims (24)

1.一种用于提供移动电力的设备,包括:
发电设备运输机,所述发电设备运输机包括:
基部框架;
发电机;
动力源,所述动力源构造成驱动所述发电机;
空气入口过滤器壳体;
进气室,所述进气室联接至所述空气入口过滤器壳体,所述进气室构造成用于为所述动力源提供空气;
排气收集器,所述排气收集器构造成用于收集来自所述动力源的排气;
排气工具,所述排气工具联接至所述排气收集器并且能够竖向地移动;以及
升降系统,所述升降系统构造成在所述发电设备运输机的操作模式下使所述排气工具相对于所述动力源的排气端口提升,
其中,所述空气入口过滤器壳体、所述进气室、所述排气收集器、所述排气工具、所述动力源、所述发电机和所述升降系统安装在所述发电设备运输机的所述基部框架上。
2.根据权利要求1所述的用于提供移动电力的设备,其中:
所述动力源包括燃气轮机,
所述排气工具包括排气烟囱,所述排气烟囱竖向联接在所述排气收集器的顶部上,并且所述升降系统构造成在所述操作模式下提升所述排气收集器和所述排气烟囱,并且
所述升降系统包括第一构件,所述第一构件构造成:
在所述操作模式下,使所述排气烟囱相对于所述燃气轮机的所述排气端口竖向向上升高并高出所述发电设备运输机的封围件的顶部侧预定竖向距离,以处于提升的立起位置;
当所述排气烟囱处于所述提升的立起位置时,使所述排气收集器的排气联接构件与安装在所述发电设备运输机上的所述燃气轮机的所述排气端口对准;以及
在所述发电设备运输机的运输模式下,使所述排气烟囱相对于所述燃气轮机的所述排气端口竖向向下降低所述预定竖向距离以将所述排气烟囱的至少一部分容纳在所述发电设备运输机的所述封围件内。
3.根据权利要求2所述的用于提供移动电力的设备,其中,在所述运输模式下,所述排气收集器的至少一部分延伸至所述发电设备运输机的所述封围件的基部框架的下方,以便由在所述封围件的下方延伸的下腹桁架支承。
4.根据权利要求2所述的用于提供移动电力的设备,其中,所述升降系统还包括第二构件,所述第二构件构造成:
在所述操作模式下,将所述排气收集器的所述排气联接构件与所述燃气轮机的所述排气端口联接;以及
在所述运输模式下,将所述排气收集器的所述排气联接构件与所述燃气轮机的所述排气端口断开联接。
5.根据权利要求4所述的用于提供移动电力的设备,其中,所述升降系统的所述第二构件构造成使所述排气收集器横向移动,以将所述排气收集器的所述排气联接构件与所述燃气轮机的所述排气端口联接。
6.根据权利要求4所述的用于提供移动电力的设备,其中,所述升降系统的所述第一构件和所述第二构件构造成在不使用任何外部机械设备的情况下在所述操作模式和所述运输模式下操作。
7.根据权利要求1所述的用于提供移动电力的设备,其中,所述发电设备运输机是单个运输机,并且其中,所述升降系统包括液压系统、气动系统和电动马达中的至少一者。
8.根据权利要求1所述的用于提供移动电力的设备,其中,所述动力源为燃气轮机,并且其中,所述发电设备运输机还包括:
齿轮箱,
其中,所述基部框架将所述燃气轮机、所述齿轮箱和所述发电机安装并对准在所述发电设备运输机上。
9.根据权利要求8所述的用于提供移动电力的设备,其中,所述发电设备运输机还包括:
气体调节系统,所述气体调节系统用于对碳氢化合物气体在被所述燃气轮机燃烧之前进行调节;
黑启动发电机,所述黑启动发电机用于提供启动所述燃气轮机的动力;
发电机断路器;
变压器,所述变压器用于降低所述发电机的电压输出;以及
控制系统,所述控制系统用于控制所述燃气轮机和所述发电机的动力输出;
其中,所述基部框架还将所述气体调节系统、所述黑启动发电机、所述发电机断路器、所述变压器和所述控制系统安装在所述发电设备运输机上。
10.根据权利要求1所述的用于提供移动电力的设备,其中:
所述排气工具包括排气烟囱延伸部,所述排气烟囱延伸部适于在运输模式下容纳在所述发电设备运输机的排气烟囱中,
所述排气烟囱竖向联接在所述排气收集器的顶部上,所述排气收集器和所述排气烟囱两者固定安装至所述发电设备运输机,并且
所述排气收集器连通地联接至所述动力源的所述排气端口。
11.根据权利要求10所述的用于提供移动电力的设备,其中,所述升降系统构造成:
在所述操作模式下,使所述排气烟囱延伸部相对于所述动力源的所述排气端口竖向向上升高并高出所述发电设备运输机的封围件的顶部侧预定竖向距离,以便处于提升的立起位置;以及
在所述运输模式下,使所述排气烟囱延伸部相对于所述动力源的所述排气端口竖向向下降低所述预定竖向距离以将所述排气烟囱延伸部的至少一部分容纳在所述排气烟囱内,其中,所述排气烟囱的顶部与所述发电设备运输机的所述封围件的所述顶部侧齐平。
12.一种发电设备运输机,包括:
空气入口过滤器壳体;
进气室,所述进气室联接至所述空气入口过滤器壳体;
燃气轮机;
齿轮箱,所述齿轮箱联接至所述燃气轮机;
排气收集器,所述排气收集器适于在所述发电设备运输机的操作模式下联接至所述燃气轮机的排气端口;
排气工具,所述排气工具联接至所述排气收集器并且能够竖向地移动;
升降系统,所述升降系统构造成在所述操作模式下使所述排气工具相对于所述燃气轮机的所述排气端口提升;
发电机,所述发电机由所述燃气轮机驱动;
气体调节系统,所述气体调节系统用于对碳氢化合物气体在被所述燃气轮机燃烧之前进行调节;
黑启动发电机,所述黑启动发电机用于提供启动所述燃气轮机的动力;以及
至少一个基部框架,其中,至少一个所述基部框架将所述空气入口过滤器壳体、所述进气室、所述燃气轮机、所述排气收集器、所述排气工具、所述升降系统、所述齿轮箱、所述发电机、所述气体调节系统和所述黑启动发电机安装并对准在所述发电设备运输机上。
13.根据权利要求12所述的发电设备运输机,其中:
所述排气工具包括排气烟囱,所述排气烟囱竖向联接在所述排气收集器的顶部上,并且所述升降系统构造成在所述操作模式下提升所述排气收集器和所述排气烟囱,并且
所述升降系统包括第一构件,所述第一构件构造成:
在所述操作模式下,使所述排气烟囱相对于所述燃气轮机的所述排气端口竖向向上升高并高出所述发电设备运输机的封围件的顶部侧预定竖向距离,以处于提升的立起位置;
当所述排气烟囱处于所述提升的立起位置时,使所述排气收集器的排气联接构件与所述燃气轮机的所述排气端口对准;以及
在所述发电设备运输机的运输模式下,使所述排气烟囱相对于所述燃气轮机的所述排气端口竖向向下降低所述预定竖向距离以将所述排气烟囱的至少一部分容纳在所述发电设备运输机的所述封围件内。
14.根据权利要求13所述的发电设备运输机,其中,在所述运输模式下,所述排气收集器的至少一部分延伸到所述发电设备运输机的所述封围件的所述基部框架的下方,并且由在所述封围件的下方延伸的下腹桁架支承。
15.根据权利要求13所述的发电设备运输机,其中,所述升降系统还包括第二构件,所述第二构件构造成:
在所述操作模式下,将所述排气收集器的所述排气联接构件与所述燃气轮机的所述排气端口联接;以及
在所述运输模式下,将所述排气收集器的所述排气联接构件与所述燃气轮机的所述排气端口断开联接。
16.根据权利要求15所述的发电设备运输机,其中,所述升降系统的所述第二构件构造成使所述排气收集器横向移动,以将所述排气收集器的所述排气联接构件与所述燃气轮机的所述排气端口联接。
17.根据权利要求15所述的发电设备运输机,其中,所述升降系统的所述第一构件和所述第二构件构造成在不使用任何外部机械设备的情况下进行操作以使所述发电设备运输机在所述操作模式与所述运输模式之间转换。
18.根据权利要求12所述的发电设备运输机,其中:
所述排气工具包括排气烟囱延伸部,所述排气烟囱延伸部适于在运输模式下容纳在所述发电设备运输机的排气烟囱中,并且
所述排气烟囱竖向联接在所述排气收集器的顶部上,所述排气收集器和所述排气烟囱两者固定安装至所述发电设备运输机。
19.根据权利要求18所述的发电设备运输机,其中,所述升降系统构造成:
在所述操作模式下,使所述排气烟囱延伸部相对于所述燃气轮机的所述排气端口竖向向上升高并高出所述发电设备运输机的封围件的顶部侧预定竖向距离,以便处于提升的立起位置;以及
在所述运输模式下,使所述排气烟囱延伸部相对于所述燃气轮机的所述排气端口竖向向下降低所述预定竖向距离以将所述排气烟囱延伸部的至少一部分容纳在所述排气烟囱内,其中,所述排气烟囱的顶部与所述发电设备运输机的所述封围件的所述顶部侧齐平。
20.一种用于提供移动电力的方法,包括:
通过将安装在发电设备运输机的基部框架上的排气收集器和排气烟囱提升到提升的立起位置而将所述发电设备运输机从运输模式转换至操作模式,其中,所述排气收集器和所述排气烟囱能够竖向地移动;
将处于所述提升的立起位置的所述排气收集器与安装在所述发电设备运输机的所述基部框架上的燃气轮机的排气端口联接,其中,所述排气收集器和所述排气烟囱被相对于所述燃气轮机的所述排气端口提升至所述提升的立起位置,并且所述排气收集器在不使用任何外部机械设备的情况下通过对安装在所述发电设备运输机的所述基部框架上的升降系统进行操作而与所述燃气轮机的所述排气端口联接;以及
在所述操作模式下通过操作所述发电设备运输机的所述燃气轮机发电。
21.根据权利要求20所述的用于提供移动电力的方法,其中,将所述排气收集器和所述排气烟囱提升至所述提升的立起位置包括:
使所述排气烟囱相对于所述燃气轮机的所述排气端口向上升高并高出所述发电设备运输机的封围件的顶部侧预定竖向距离;以及
使所述排气收集器的联接构件与安装在所述发电设备运输机上的所述燃气轮机的所述排气端口对准;
其中,所述方法还包括在所述运输模式下使所述排气烟囱相对于所述燃气轮机的所述排气端口竖向向下降低以将所述排气烟囱的至少一部分容纳在所述发电设备运输机的所述封围件内。
22.根据权利要求21所述的用于提供移动电力的方法,还包括将所述排气收集器的所述联接构件与所述燃气轮机的所述排气端口断开联接。
23.根据权利要求22所述的用于提供移动电力的方法,其中,在不使用任何外部机械设备的情况下,所述排气收集器的所述联接构件断开联接,并且所述排气烟囱被相对于所述燃气轮机的所述排气端口降低。
24.根据权利要求21所述的用于提供移动电力的方法,其中,在所述运输模式下,所述排气收集器的至少一部分延伸到所述发电设备运输机的所述基部框架的下方,并且由在所述封围件的下方延伸的下腹桁架支承。
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