一种实现氢燃料宽负荷柔和燃烧方法技术

本发明专利技术提供了一种实现氢燃料宽负荷柔和燃烧方法及装置，以催化燃烧生成的高温燃气作为柔和燃烧室的射流燃气，提高柔和燃烧室内反应物的温度，降低柔和燃烧对回流烟气的依赖，扩展柔和燃烧的稳定运行区间，实现氢燃料的宽负荷柔和燃烧。氢是一种无碳能源载体，是燃气轮机行业实现脱碳减排的重要燃料，然而，氢具有绝热火焰温度高和优势扩散等特性，导致以氢为燃气轮机燃料时，产生NOx排放高、易热声振荡和易回火等问题。柔和燃烧可实现氢燃料的低NOx排放，解决热声振荡和回火等问题，但变负荷条件下性能恶化严重，无法满足宽负荷燃气轮机需求。本发明专利技术通过催化燃烧改善柔和燃烧的变工况性能，实现宽负荷条件下氢燃料的高效率和低NOx排放燃烧，有效解决了氢燃烧中的NOx排放高、易热声振荡和易回火等问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及氢燃料燃烧，具体地，涉及一种氢燃料宽负荷柔和燃烧方法及装置。

技术介绍

1、氢是一种清洁能源，由掺氢逐渐过渡到纯氢燃料，是逐步实现燃气轮机深度脱碳的必然选择。为了获得低nox排放，现役燃气轮机的主流燃烧技术是贫预混系统，其运行在贫燃极限附近，易发生燃烧不稳定。相比天然气，氢的燃烧速度更快、点火延迟时间更短和体积热值更大，导致使用氢燃料时，贫预混系统极易产生热声振荡和回火等燃烧不稳定现象，影响系统设备正常运行。

2、稀释扩散燃烧，可解决氢燃料回火和自燃等安全问题，但存在显著缺点：与没有稀释的燃机系统相比，效率下降；与贫预混系统相比，nox排放更高，燃烧噪声更大，系统复杂性更高，因此资本和运营成本更高。

3、柔和燃烧的特点是反应物入口温度高于自燃点，燃烧温升低于自燃点。燃烧空间内，没有显著火焰锋面，反应物均匀分布，燃烧温升小，因此燃烧温度低和燃烧面弥散，nox排放和噪声都很低；可采用非预混的燃烧方式，避免回火、热声振荡等燃烧不稳定现象；燃烧室内及出口温度品质高,无超高温区域,且最高温度点低，燃烧室和涡轮叶片的热应力大大降低本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种氢燃料宽负荷柔和燃烧方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的氢燃料宽负荷柔和燃烧方法，其特征在于，获取供应燃料中一部分氢燃料，进入分配盘燃料流道；获取一部分压缩空气，进入分配盘空气流道；其中：

3.根据权利要求1所述的氢燃料宽负荷柔和燃烧方法，其特征在于，将所述第一级高温燃气与剩余氢燃料和剩余压缩空气在柔和燃烧室内发生卷吸掺混，包括：

4.根据权利要求1所述的氢燃料宽负荷柔和燃烧方法，其特征在于，所述氢燃料包括：富氢燃料、纯氢燃料和/或氢基燃料。

5.根据权利要求1所述的氢燃料宽负荷柔和燃烧方法，其特征在于，所述催化燃烧生...

【技术特征摘要】

1.一种氢燃料宽负荷柔和燃烧方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的氢燃料宽负荷柔和燃烧方法，其特征在于，获取供应燃料中一部分氢燃料，进入分配盘燃料流道；获取一部分压缩空气，进入分配盘空气流道；其中：

3.根据权利要求1所述的氢燃料宽负荷柔和燃烧方法，其特征在于，将所述第一级高温燃气与剩余氢燃料和剩余压缩空气在柔和燃烧室内发生卷吸掺混，包括：

4.根据权利要求1所述的氢燃料宽负荷柔和燃烧方法，其特征在于，所述氢燃料包括：富氢燃料、纯氢燃料和/或氢基燃料。

5.根据权利要求1所述的氢燃料宽负荷柔和燃烧方法，其特征在于，所述催化燃烧生成高温燃气的温度为1000～1300k；

6.一种氢燃料宽负荷柔和燃烧装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈方，孟宇，桑振坤，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：