[实用新型]一种燃煤锅炉掺氨燃烧与降氮调控系统

说明书

本实用新型公开了一种燃煤锅炉掺氨燃烧与降氮调控系统，锅炉的燃烧器设置为氨煤混燃燃烧器，若干台纯氨燃烧器并联并与氨气供给装置连接，氨煤混燃燃烧器与氨气供给装置连接；氨水多喷嘴喷枪设置于锅炉炉膛内并与氢氨混合调节装置的出口连接，氨水供给装置、氢气供给装置及压缩空气源的出口与氢氨混合调节装置连接，氨水多喷嘴喷枪的上方设有火焰温度可视化测量装置，整流装置、烟气连续在线监测装置依次设置于锅炉的省煤器下游的水平烟道，火焰温度可视化测量装置、氢氨混合调节装置、烟气连续在线监测装置以及所有流量调节装置均与DCS控制中心连接。本实用新型能够在实现氨煤在炉内稳定高效燃烧的同时，最大程度提高机组降碳降氮水平。

技术领域

本实用新型属于燃煤低碳低氮清洁发电技术领域，具体涉及一种燃煤锅炉掺氨燃烧与降氮调控系统。

背景技术

“碳达峰碳中和”目标的提出，对传统碳排放大户燃煤电站锅炉提出了严峻的挑战，当前主流技术路线除碳捕集外，还可用“零碳”燃料代替部分燃煤实现降碳。另一方面，为了充分消纳日益增长的可再生能源发电量，由可再生能源弃电来制取“绿氢”成为新的储能趋势。

作为地球上最清洁的燃料，氢气由于其单位体积能量极低、点火能量低和火焰传播速度较高，在大量储运及替代燃烧方面还不成熟，目前少量应用于燃气轮机掺氢替代天然气降碳。氨气作为一种氢基燃料，相比于氢气，其合成及其配套工艺成熟，储运成本低，安全性高，可在全生命周期内实现零碳排放，是氢和能量的有效载体。但燃煤锅炉掺氨燃烧会面临炉内燃烧状态差及炉后NOx排放浓度高等问题，目前关于燃煤锅炉掺氨降碳的研究较少，且研究主要关注于机组降碳排放方面，尚未涉及掺氨后控制锅炉整体氮氧化物排放水平方面。因此，如何在最大程度实现燃煤锅炉降碳排放的同时精准控制炉温使氮氧化物排放不超标，是未来燃煤机组掺氨降碳排放改造中亟待解决的问题。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供了一种燃煤锅炉掺氨燃烧与降氮调控系统及其运行方法，本实用新型能够在实现氨煤在炉内稳定高效燃烧的同时，最大程度提高机组降碳降氮水平。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种燃煤锅炉掺氨燃烧与降氮调控系统，包括锅炉、氨煤混燃燃烧器、若干台纯氨燃烧器、氨气供给装置、氨水多喷嘴喷枪、氨水供给装置、氢氨混合调节装置、氢气供给装置、压缩空气源、整流装置和烟气连续在线监测装置，锅炉的燃烧器设置为氨煤混燃燃烧器，若干台纯氨燃烧器并联连接且连接总管与氨气供给装置连接，氨煤混燃燃烧器与氨气供给装置连接，每台纯氨燃烧器的入口以及每个氨煤混燃燃烧器的入口均设有流量调节装置，若干台纯氨燃烧器设置于锅炉的炉膛侧墙；氨水多喷嘴喷枪设置于锅炉炉膛内并位于氨煤混燃燃烧器以及纯氨燃烧器的上方，氨水多喷嘴喷枪的入口与氢氨混合调节装置的出口连接，氨水供给装置的出口、氢气供给装置的出口和压缩空气源的出口均与氢氨混合调节装置连接，氨水多喷嘴喷枪上设有若干向下喷射氨水的雾化喷嘴，整流装置设置于锅炉的省煤器下游的水平烟道，烟气连续在线监测装置设置于整流装置的下游，锅炉的SCR系统喷氨格栅的氨水入口设有流量调节装置。

优选的，氨气供给装置包括氨气储罐，氨气储罐的出口串联有两级加热换热器，末级加热换热器的冷出口与氨煤混燃燃烧器以及纯氨燃烧器连接。

优选的，若干台纯氨燃烧器的连接总管上设有流量调节装置。

优选的，氨水多喷嘴喷枪配备有伸缩装置，该伸缩装置用于可改变雾化喷嘴沿氨水多喷嘴喷枪的长度间距，氨水多喷嘴喷枪还配备有用于对其冷却的冷却水结构。

优选的，氢氨混合调节装置包括氨水计量分配装置和氢气空气计量分配装置，氨水计量分配装置的入口与氨水供给装置连接，氢气空气计量分配装置的入口与氢气供给装置以及压缩空气源连接，氨水计量分配装置和氢气空气计量分配装置的出口连通后通过管路与氨水多喷嘴喷枪。

优选的，氨水供给装置包括氨水储罐和氨水泵，氨水泵的入口与氨水储罐连接，氨水泵的出口与氢氨混合调节装置连接。