一种清洁高效稳定的氨加湿燃烧发电系统及方法技术方案

技术编号:44524136 阅读:26 留言:0更新日期:2025-03-07 13:16
本发明专利技术涉及一种清洁高效稳定的氨加湿燃烧发电系统及方法,属于氨燃料清洁高效燃烧发电技术领域。包括:氨燃料供应单元:为分级燃烧室单元提供燃料;空气供应单元:为分级燃烧室单元提供空气;氧气供应单元:为分级燃烧室单元提供氧气;水供应单元:为分级燃烧室单元提供水;热回收单元:回收分级燃烧室单元热能;分级燃烧室单元:分级燃烧室单元做功发电。本发明专利技术采用水作为稀释剂并采用远离火焰根部反应区的加湿策略,增加了系统质量流量并有效抑制了燃烧室温度,提高氨燃烧发电效率的同时降低透平机械热负荷;在氨/空气主火焰根部设置氨富氧值班火焰,改善氨火焰着火特性和发电系统稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种氨加湿燃烧系统及方法,属于氨燃料清洁高效燃烧发电。


技术介绍

1、由化石燃料主导的电力能源结构造成的碳排放问题,严重制约了经济的绿色发展,亟需大力发展零碳能源技术。可再生能源制氢是一种清洁高效的零碳能源技术,但由于氢的储运技术难度大、成本高,将氢以化学储能的形式转化为氨是潜在的可持续能源发展途径。但氨作为燃料存在火焰速度小、可燃性范围窄、点火困难、nox排放高等问题,限制了氨燃料的清洁高效利用。

2、为了使氨燃料兼容现有的燃烧发电系统,常规的方式是掺混其他活性燃料如氢气、天然气、合成气、煤等。相较于掺混活性燃料,燃料预热和富氧燃烧技术在显著改善氨燃烧活性的同时,能降低掺混工艺成本并实现零碳排放,同时可以兼容现有的工业燃烧系统。

3、布雷顿循环是传统燃气轮机发电系统的重要技术策略,其关键在于燃烧产物直接做功,高功率燃烧可能会引发做工机械热负荷过载问题。水作为氨燃烧的主要产物,采用其作为稀释剂的湿式燃烧策略可以有效控制氨燃烧温度,增加系统质量流量,提高发电效率。

4、常规碳基燃料燃烧主要产生热力型nox,而本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种清洁高效稳定的氨加湿燃烧发电系统,其特征在于:包括:

2.根据权利要求1所述的一种清洁高效稳定的氨加湿燃烧发电系统,其特征在于:所述分级燃烧室单元包括分级燃烧室(17)、二次喷射器(18)、一次喷射器(19)、值班火焰预混腔(20)和主火焰预混腔(21),分级燃烧室单元内顺次设置有二次喷射器(18)、一次喷射器(19)、值班火焰预混腔(20)、主火焰预混腔(21),分级燃烧室(17)与透平发电机械(16)连接。

3.根据权利要求2所述的一种清洁高效稳定的氨加湿燃烧发电系统,其特征在于:主火焰预混腔(21)的数量为一个,二次喷射器(18)、一次喷射器(19)...

【技术特征摘要】

1.一种清洁高效稳定的氨加湿燃烧发电系统,其特征在于:包括:

2.根据权利要求1所述的一种清洁高效稳定的氨加湿燃烧发电系统,其特征在于:所述分级燃烧室单元包括分级燃烧室(17)、二次喷射器(18)、一次喷射器(19)、值班火焰预混腔(20)和主火焰预混腔(21),分级燃烧室单元内顺次设置有二次喷射器(18)、一次喷射器(19)、值班火焰预混腔(20)、主火焰预混腔(21),分级燃烧室(17)与透平发电机械(16)连接。

3.根据权利要求2所述的一种清洁高效稳定的氨加湿燃烧发电系统,其特征在于:主火焰预混腔(21)的数量为一个,二次喷射器(18)、一次喷射器(19)、值班火焰预混腔(20)的数量均为两个,二次喷射器(18)、一次喷射器(19)、值班火焰预混腔(20)对称布置。

4.根据权利要求2所述的一种清洁高效稳定的氨加湿燃烧发电系统,其特征在于:所述氨燃料供应单元包括液氨储罐(6)、氨增压泵(10)和液氨蒸发器(15),所述液氨储罐(6)、氨增压泵(10)、液氨蒸发器(15)顺次连接,二次喷射器(18)、一次喷射器(19)、值班火焰预混腔(20)、主火焰预混腔(21)均与液氨蒸发器(15)连接。

5.根据权利要求4所述的一种清洁高效稳定的氨加湿燃烧发电系统,其特征在于:所述空气供应单元包括空气压缩机(9)、空气预热器(12)和空气增压泵(14),空气压缩机(9)、空气增压泵(14)、空气预热器(12)顺次连接,二次喷射器(18)、一次喷射器(19)、值班火焰预混腔(20)、主火焰预混腔(21)均与空气预热器(12)连接。

6.根据权利要求5所述的一种清洁高效稳定的氨加湿燃烧发电系统,其特征在于:所述氧气供应单元包括氧气储罐(1)、氧气压缩机(2)和氧气增压泵(3),氧气储罐(1)、氧气压缩机(2)、氧气增压泵(3)、值班火焰预混腔(20)顺次连接。

7.根据权利要求6所述的一种清洁高效稳定的氨加湿燃烧发电系统,其特征在于:所述水...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵义军张屿邱朋华张林瑶张文达韩博李欣成
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学
类型:发明
国别省市:

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