CN209386299U - 一种氨混配燃烧系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及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一次风携带的煤粉燃料和助燃燃料中的至少一种，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。本实用新型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、甚至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。

Description

一种氨混配燃烧系统

技术领域

本实用新型涉及工业燃烧器领域，具体的，本实用新型涉及一种氨混配燃烧系统。

背景技术

全球气候变暖和应对气候变化，中国政府承诺的减排任务和十三五能源规划里对国内五大电力集团的燃煤火电机组的碳排放强度均提出了具体要求，即到2020年，五大电力的燃煤火电机组的平均碳排放强度要在650kgCO₂/kWh以下。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。

发明内容

本实用新型针对上述现有技术的不足，提供一种氨混配燃烧系统。本实用新型提供的氨混配燃烧系统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，本实用新型使用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。通过本实用新型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。

本实用新型通过以下技术方案实现：

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。

本实用新型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、甚至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。具体的，本实用新型优点如下：

1.利用氨作为常温常压的储氢介质，可大量低能耗地储能。

2.与可再生能源制氢或火电厂调峰电力制氢结合，利用富余电力和火电厂高温高压环境，可经济性地实现合成氨工艺。

3.氨作为零碳排放的燃料，可以利用掺烧快速降低燃煤燃气火电站的碳排放强度。

4.氨作为掺烧或纯氨燃料，可以降低内燃机、外燃机以及汽车发动机的碳排放强度。

5.氨作为掺烧或纯氨燃料，可降低化石能源电站、内外燃机和汽车发动机的硫化物等污染物的排放量。

附图说明：

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对本实用新型的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的系统组成示意图。

为进一步清楚地说明本实用新型的结构和各部件之间的连接关系，给出了以下附图标记，并加以说明：

燃烧炉膛-1，燃料输送系统-2，燃料混合系统-3，氨源燃料储存装置-4，点火器-5，二次空气引入管路-6，火焰-7，控制模块-8，第一开口-11，二次氨加注口-12，炉膛壁-13，第一燃料输送子系统-21，第二燃料输送子系统-22，第一燃料控制阀门-211，第二燃料控制阀门-221。

通过上述附图标记说明，结合本实用新型的实施例，可以更加清楚的理解和说明本实用新型的技术方案。

具体实施方式

为了使本实用新型的技术手段，达到目的与功效易于理解，下面结合具体图示对本实用新型的实施例进行详细说明。

需要说明，本实用新型中所有进行方向性和位置性指示的术语，诸如：“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“顶”、“低”、“横向”、“纵向”、“中心”等，仅用于解释在某一特定状态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、连接情况等，仅为了便于描述本实用新型，而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

图1为本实用新型的氨混配燃烧系统组成示意图，参见附图1，本实用新型实施例提供了一种氨混配燃烧系统，所述氨混配燃烧系统包括：燃烧炉膛1、燃料输送系统2和燃料混合系统3，所述燃料输送系统2伸入所述燃料混合系统3，所述燃料混合系统3和所述燃烧炉膛1相互连通。所述燃料混合系统3和所述燃烧炉膛1的连接处设置有点火器5。

其中，所述燃料输送系统2包括第一燃料输送子系统21和第二燃料输送子系统22，所述第一燃料输送子系统21向所述燃料混合系统3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22向所述燃料混合系统3输送的为氨源燃料。所述氨源燃料为氨气、液氨、氨水中的至少一种，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。

使用时，所述第一燃料输送子系统21和第二燃料输送子系统22分别向所述燃料混合系统3提供主燃料或助燃燃料中至少一种和氨源燃料。各类主燃料或助燃燃料和空气在所述燃料混合系统3中混合，所述点火器5启动，在所述燃烧炉膛1内形成火焰7。

本发明实施例通过第一燃料输送子系统21和第二燃料输送子系统22能够实现氨源燃料和主燃料或助燃燃料中至少一种的灵活混合。主燃料或助燃燃料中至少一种在进入所述燃烧炉膛1前，通过燃料混合系统3进行预先混合，提高了燃烧效率，降低了燃烧的碳排放。

在本实用新型的部分实施方式中，所述氨混配燃烧系统还包括氨源燃料储存装置4，所述氨源燃料储存装置4的第一端与所述第二燃料输送子系统22相互连通。所述氨源燃料储存装置4用于对氨源燃料进行储存。

在本实用新型的部分实施方式中，所述燃烧炉膛1的炉膛壁13上设有第一开口11和二次氨加注口12，所述燃料混合系统3通过所述第一开口11和所述燃烧炉膛1相互连通，所述氨源燃料储存装置4的第二端通过所述二次氨加注口12和所述燃烧炉膛1相互连通，所述第一开口11和二次氨加注口12的位置相互垂直。通过上述实施方式，使得一部分氨源燃料进入燃料混合系统3，另一部分源燃料直接进入所述燃烧炉膛1，通过上述方式，可进一步提高燃烧效率，降低碳排放。优选的，所述二次氨加注口12的数量为若干个。

在本实用新型的部分实施方式中，所述氨混配燃烧系统还包括二次空气引入管路6，所述二次空气引入管路6与所述燃烧炉膛1相互连通。所述二次空气引入管路6用于在燃烧时，向所述燃烧炉膛1引入空气，实现充分的富氧燃烧。

在本实用新型的部分实施方式中，所述第一燃料输送子系统21和第二燃料输送子系统22分别设置有第一燃料控制阀门211和第二燃料控制阀门221。所述氨混配燃烧系统还包括控制模块8，所述控制模块8分别与所述第一燃料控制阀门211和/或第二燃料控制阀门221通讯连接或电连接。所述控制模块8用于控制进入所述燃烧炉膛1的氨源燃料、主燃料或助燃燃料中至少一种的温度、压力、流速和流量。

显然，上述实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下对这些实施例进行的各种变化、修改、替换和改进，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种氨混配燃烧系统，包括：燃烧炉膛(1)、燃料输送系统(2)和燃料混合系统(3)，所述燃料输送系统(2)伸入所述燃料混合系统(3)，所述燃料混合系统(3)和所述燃烧炉膛(1)相互连通，其特征在于，所述燃料输送系统(2)包括第一燃料输送子系统(21)和第二燃料输送子系统(22)，所述第一燃料输送子系统(21)向所述燃料混合系统(3)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(22)向所述燃料混合系统(3)输送的为氨源燃料。

2.根据权利要求1所述的氨混配燃烧系统，其特征在于，还包括氨源燃料储存装置(4)，所述氨源燃料储存装置(4)的第一端与所述第二燃料输送子系统(22)相互连通。

3.根据权利要求2所述的氨混配燃烧系统，其特征在于，所述氨源燃料储存装置(4)的第二端通过二次氨加注口(12)伸入所述燃烧炉膛(1)。

4.根据权利要求3所述的氨混配燃烧系统，其特征在于，所述燃烧炉膛(1)的侧壁设有第一开口(11)和二次氨加注口(12)，所述燃料混合系统(3)通过所述第一开口(11)和所述燃烧炉膛(1)相互连通，所述第一开口(11)和二次氨加注口(12)的位置相互垂直。

5.根据权利要求4所述的氨混配燃烧系统，其特征在于，所述二次氨加注口(12)的数量为若干个。

6.根据权利要求1所述的氨混配燃烧系统，其特征在于，所述燃料混合系统(3)和所述燃烧炉膛(1)的连接处设置有点火器(5)。

7.根据权利要求1所述的氨混配燃烧系统，其特征在于，还包括二次空气引入管路(6)，所述二次空气引入管路(6)与所述燃烧炉膛(1)相互连通。

8.根据权利要求1所述的氨混配燃烧系统，其特征在于，所述第一燃料输送子系统(21)和第二燃料输送子系统(22)分别设置有第一燃料控制阀门(211)和第二燃料控制阀门(221)。

9.根据权利要求8所述的氨混配燃烧系统，其特征在于，还包括控制模块(8)，所述控制模块(8)分别与所述第一燃料控制阀门(211)和/或第二燃料控制阀门(221)通讯连接或电连接。

10.根据权利要求1-9中任意一项所述的氨混配燃烧系统，其特征在于：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。