一种氨混配燃烧系统及采用氨混配燃烧系统的二氧化碳减排方法技术方案

本发明专利技术涉及一种氨混配燃烧系统及方法及二氧化碳减排方法，所述氨混配燃烧系统包括：燃烧室、燃料输送系统燃料输送系统和燃烧室相互连通，氨混配燃烧系统还包括氨混配燃烧控制模块及控制阀和氨储存设备，燃料输送系统向燃烧室输送的燃料包括氨源燃料；氨储存设备，储存氨气、液氨或氨水中的任意一种；氨混配燃烧控制模块向控制阀传送信号，以控制氨储存设备中一定温度、压力的氨经氨供给管路输送到氨混配燃烧器。本发明专利技术能够实现低成本的对现有化石能源的锅炉、燃气轮机、燃气锅炉、燃油燃气汽车发动机的改造，将现有燃烧器或内燃机的结构或燃料供给模块进行改造，在低成本改造的基础上，就可以实现上述燃烧设备的部分燃料的去碳化改造。

An ammonia mixed combustion system and the carbon dioxide emission reduction method using ammonia mixed combustion system

【技术实现步骤摘要】
一种氨混配燃烧系统及采用氨混配燃烧系统的二氧化碳减排方法
本专利技术涉及工业燃烧器领域，具体的，本专利技术涉及一种氨混配燃烧系统及采用氨混配燃烧系统的二氧化碳减排方法。
技术介绍
为应对全球气候变暖和气候变化，未来燃煤电厂都需要通过购买绿色证书或碳指标来维持全年发电负荷量，或者就需要进行燃料灵活性改造，变成低碳排放强度的火力发电厂。燃煤火电厂是碳排放大户，其他排放量较大的还有炼钢、冶金、水泥等燃煤强度高的高耗能行业，其他燃气或燃油行业，只要燃料中含碳量较高，就会产生大量的二氧化碳排放，对环境造成不良影响。现有燃气燃油汽车发动机或中小型发电站内燃发电机使用的也是含碳燃料主要也是，其燃烧后释放的硫化物等排出物同样污染环境。
技术实现思路
本专利技术针对上述现有技术的不足，提供一种氨混配燃烧系统。本专利技术将零碳排放的氨燃料，应用于电站煤粉锅炉内，在现有大型火电站煤粉燃烧器的结构基础上进行改进，在传统煤粉锅炉燃烧器的一次风和二次风的基础上，通过增加氨、氧气、氢/油燃气的供系统，使氨与各种燃料灵活地组合进行燃烧，实现对现有煤粉锅炉的低成本改造。此外，本专利技术使用旋流燃烧器进行以氨为基础的混合燃料的燃烧，提高了燃烧效率、节能、降低环境污染。如此操作实现了真正的燃料灵活性，即，锅炉在不同时段根据燃料的供给和价格情况，可以采用不同的燃料进行燃烧发电。通过本专利技术使得传统火电厂的煤粉锅炉具有燃烧其他燃料的可能性，降低火电机组的碳排放强度，使电厂可以避免未来征收碳排放税或额外购买碳配额的巨额支出；从而使电厂在未来碳税和绿色证书强制执行阶段在电力市场的竞争中处于有利地位。氨、纯氧的引入，可以实现火电机组锅炉的低负荷稳燃，从而提高锅炉低负荷调峰的负荷范围，加大火电机组的调峰能力，通过全年参与电网的深度调峰，使电厂获得调峰补贴。本专利技术的通过以下技术方案实现：第一方面，本专利技术提供了一种氨混配燃烧系统，包括：燃烧室、燃料输送系统所述燃料输送系统和所述燃烧室相互连通，所述氨混配燃烧系统还包括氨混配燃烧控制模块及控制阀和氨储存设备，所述燃料输送系统向所述燃烧室输送的燃料包括氨源燃料；氨储存设备，储存氨气、液氨或氨水中的任意一种；氨混配燃烧控制模块向控制阀传送信号，以控制氨储存设备中一定温度、压力的氨经氨供给管路输送到氨混配燃烧器。进一步的，所述氨混配燃烧系统的所述燃料输送系统包括第一燃料输送子系统和第二燃料输送子系统，所述第一燃料输送子系统输送的燃料为主燃料或助燃燃料中至少一种，所述第二燃料输送子系统输送的为氨源燃料。进一步的，所述氨混配燃烧系统还包括燃料混合系统，所述第一燃料输送子系统和第二燃料输送子系统伸入所述燃料混合系统，并通过所述燃料混合系统与所述燃烧室相互连通。进一步的，所述氨混配燃烧系统还包括氨储存装置，所述氨源燃料储存装置与所述第二燃料输送子系统相互连通。进一步的，所述氨混配燃烧系统还包括纯氧输送系统，所述纯氧输送系统和所述燃烧室相互连通。进一步的，所述氨混配燃烧系统还包括氨源燃料控制器，所述氨源燃料控制器控制与所述第二燃料输送子系统的阀门电连接或通讯连接。进一步的，所述氨混配燃烧系统还包括氨检测器，所述氨检测器设置于所述第二燃料输送子系统中，检测所述氨源燃料的浓度、压力和流量，并将检测结果反馈至所述氨源燃料控制器。进一步的，所述氨混配燃烧系统的所述主燃料或助燃燃料包括煤粉、天然气、甲烷气、煤气、氢气、汽油、柴油中的至少一种。一种氨混配燃烧方法，包括以下步骤：步骤1：选择氨储存设备及供给氨的类型；步骤2：选择氨混配燃烧器的类型；步骤3：判断燃料供给管路和点火模块是否满足工作条件，如果不满足工作条件，则调节燃料供给管路和点火模块，使其具备工作条件；步骤4：如果满足工作条件，则接受点火控制信号，燃料供给管路供给燃料，点火模块执行点火操作；步骤5：根据燃烧负荷要求，利用氨混配燃烧系统控制模块控制燃料供给量，氨及其他燃料的混配比例，满足燃烧负荷要求。一种氨混配燃烧系统实现二氧化碳减排方法，所述氨混配燃烧系统利用氨燃料替代化石燃料，实现二氧化碳减排，其减排量计算公式如下：FCO2＝F化石*X＝(F氨*Q氨/Q化石)*X；式中，FCO2为二氧化碳减排量，kgCO2/h；F氨为纯氨燃料输入流量，kg/h；Q氨为纯氨燃料单位发热量，kJ/kg；Q化石为原有化石燃料单位发热量，kJ/kg；F化石为被替代的化石燃料量，kg/h；X为此种化石燃料的单位质量碳排放计算因子，kgCO2/kg；上述公式假设氨燃料的燃烧发热量等于替代化石燃料的燃烧发热量，即F氨*Q氨＝F化石*Q化石；上述被替代的化石燃料包括煤粉、天然气、甲烷气、煤气、汽油、柴油中的至少一种。第二方面，本专利技术提供了一种氨混配燃烧系统，包括：燃烧炉膛、燃料输送系统和燃料混合系统，所述燃料输送系统伸入所述燃料混合系统，所述燃料混合系统和所述燃烧炉膛相互连通，所述燃料输送系统包括第一燃料输送子系统和第二燃料输送子系统，所述第一燃料输送子系统向所述燃料混合系统输送的燃料为主燃料或助燃燃料中至少一种，所述第二燃料输送子系统向所述燃料混合系统输送的为氨源燃料。进一步的，所述氨混配燃烧系统还包括氨源燃料储存装置，所述氨源燃料储存装置的第一端与所述第二燃料输送子系统相互连通。进一步的，所述氨源燃料储存装置的第二端通过二次氨加注口伸入所述燃烧炉膛。进一步的，所述燃烧炉膛的侧壁设有第一开口和二次氨加注口，所述燃料混合系统通过所述第一开口和所述燃烧炉膛相互连通，所述第一开口和二次氨加注口的位置相互垂直。进一步的，所述二次氨加注口的数量为若干个。进一步的，所述燃料混合系统和所述燃烧炉膛的连接处设置有点火器。进一步的，所述氨混配燃烧系统还包括二次空气引入管路，所述二次空气引入管路与所述燃烧炉膛相互连通。进一步的，所述第一燃料输送子系统和第二燃料输送子系统分别设置有第一燃料控制阀门和第二燃料控制阀门。进一步的，所述氨混配燃烧系统还包括控制模块，所述控制模块分别与所述第一燃料控制阀门和/或第二燃料控制阀门通讯连接或电连接。进一步的，所述主燃料或助燃燃料包括煤粉、天然气、甲烷气、煤气、氢气、汽油、柴油中的至少一种，所述氨源燃料为氨气、液氨、氨水中的至少一种。第三方面，本专利技术提供了一种氨混配煤粉锅炉燃烧系统，包括：氨储存装置，储存氨气、液氨或氨水中的任意一种，与氨混配燃烧器相连，向其供氨；氨混配燃烧器，包含一种或多种燃料出口，以将一种或多种燃料与氨进行混配后输送到与之连接的锅炉炉膛内进行燃烧；氨混配燃烧系统控制器，接收氨、一次风和二次风检测器的数据以控制向氨混配燃烧器输入的氨、一次风和二次风。进一步，所述系统包括纯氧供给装置，与氨混配燃烧器相连，向其供应纯氧。进一步，所述系统包括纯氧检测器，其检测供给氨混配燃烧器的纯氧的流量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氨混配燃烧系统，包括：燃烧室、燃料输送系统所述燃料输送系统和所述燃烧室相互连通，其特征在于，所述氨混配燃烧系统还包括氨混配燃烧控制模块及控制阀和氨储存设备，所述燃料输送系统向所述燃烧室输送的燃料包括氨源燃料；/n氨储存设备，储存氨气、液氨或氨水中的任意一种；/n氨混配燃烧控制模块向控制阀传送信号，以控制氨储存设备中一定温度、压力的氨经氨供给管路输送到氨混配燃烧器。/n

【技术特征摘要】
20180829 CN 20181100112501.一种氨混配燃烧系统，包括：燃烧室、燃料输送系统所述燃料输送系统和所述燃烧室相互连通，其特征在于，所述氨混配燃烧系统还包括氨混配燃烧控制模块及控制阀和氨储存设备，所述燃料输送系统向所述燃烧室输送的燃料包括氨源燃料；
氨储存设备，储存氨气、液氨或氨水中的任意一种；
氨混配燃烧控制模块向控制阀传送信号，以控制氨储存设备中一定温度、压力的氨经氨供给管路输送到氨混配燃烧器。


2.根据权利要求1所述的氨混配燃烧系统，其特征在于，所述燃料输送系统包括第一燃料输送子系统和第二燃料输送子系统，所述第一燃料输送子系统输送的燃料为主燃料或助燃燃料中至少一种，所述第二燃料输送子系统输送的为氨源燃料。


3.根据权利要求2所述的氨混配燃烧系统，其特征在于，还包括燃料混合系统，所述第一燃料输送子系统和第二燃料输送子系统伸入所述燃料混合系统，并通过所述燃料混合系统与所述燃烧室相互连通。


4.根据权利要求2所述的氨混配燃烧系统，其特征在于，还包括氨储存装置，所述氨源燃料储存装置与所述第二燃料输送子系统相互连通。


5.根据权利要求2所述的氨混配燃烧系统，其特征在于，还包括纯氧输送系统，所述纯氧输送系统和所述燃烧室相互连通。


6.根据权利要求2所述的氨混配燃烧系统，其特征在于，还包括氨源燃料控制器，所述氨源燃料控制器控制与所述第二燃料输送子系统的阀门电连接或通讯连接。


7.根据权利要求6所述的氨混配燃烧系统，其特征在于，还包括氨检测器，所述氨检测器设置于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨豫森，崔华，徐波，谭智，陈辉，
申请(专利权)人：赫普科技发展北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11