CN218119745U - 锅炉喷氨混燃发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种锅炉喷氨混燃发电系统，锅炉喷氨混燃发电系统包括锅炉、喷氨装置和供氨装置，所述锅炉自上而下依次设有氨气燃尽区、氨气混燃区和煤粉燃烧区，所述喷氨装置接入所述锅炉对应氨气混燃区的位置，所述喷氨装置与所述锅炉的人孔连通，所述供氨装置与所述喷氨装置相连。本实用新型提供的锅炉喷氨混燃发电系统具备设备改造成本低的优点。

Description

锅炉喷氨混燃发电系统

技术领域

本实用新型涉及锅炉减排技术领域，尤其涉及一种锅炉喷氨混燃发电系统。

背景技术

为了减少碳排放量，火电厂需要改变传统的高碳排放的燃煤发电方式，通过创新燃料来源和燃烧方式，努力适应“去煤化”的发展趋势，使燃煤发电和非化石能源电力之间达到一个既有利于控制气候变化，又能确保能源和电网安全灵活的合理平衡。

氨是一种无碳燃料，没有温室气体排放，将氨直接燃烧可以减少裂解为氢气过程中的能量损耗。氨的能量密度为22.5MJ/kg，与化石燃料相当，但氨气的燃点温度高，热值中等，火焰燃烧速度低，难以单独稳定燃烧，氨在火电厂主要是作为脱硝还原剂来使用，作为燃料直接燃烧存在火焰速度低、氮氧化物排放高的挑战。以氨为燃料能够降低碳排，相关技术中的锅炉采用的供氨管路结构复杂容易损坏、设备成本高。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的实施例提出一种锅炉喷氨混燃发电系统，该锅炉喷氨混燃发电系统具有设备改造成本低的优点。

根据本实用新型实施例的锅炉喷氨混燃发电系统，锅炉喷氨混燃发电系统包括锅炉、喷氨装置和供氨装置，所述锅炉自上而下依次设有氨气燃尽区、氨气混燃区和煤粉燃烧区，所述喷氨装置接入所述锅炉对应氨气混燃区的位置，所述喷氨装置与所述锅炉的人孔连通，所述供氨装置与所述喷氨装置相连。

根据本实用新型实施例的锅炉喷氨混燃发电系统具有设备改造成本低的优点。

在一些实施例中，所述锅炉为四角切圆锅炉，所述四角切圆锅炉的四角分别设有一次风喷嘴，所述锅炉的相对一侧上的人孔与所述喷氨装置相连。

在一些实施例中，所述喷氨装置包括喷头和喷管，所述喷头位于所述人孔内，所述喷管与所述供氨装置相连通。

在一些实施例中，所述喷氨装置还包括伸缩件，所述伸缩件连接所述喷头和喷管，所述伸缩件沿直线方向伸缩调节所述喷头位置。

在一些实施例中，与所述喷氨装置相连的所述人孔的护盖上设有导向管，所述喷头和喷管通过所述导向管进入所述人孔。

在一些实施例中，所述供氨装置包括液氨储罐和蒸发器，所述蒸发器的出口通过供氨管路与所述喷氨装置相连。

在一些实施例中，所述喷氨装置喷出的氨气的气流方向与锅炉水冷壁之间的夹角大于一次风入射角度。

在一些实施例中，所述喷氨装置至少有两个，两个所述喷氨装置相对设置。

在一些实施例中，在所述锅炉的横截面上两个所述喷氨装置呈中心对称。

附图说明

图1是根据本实用新型实施例中锅炉喷氨混燃发电系统的示意图。

图2是根据本实用新型实施例中锅炉喷氨混燃发电系统的锅炉的横截面示意图。

附图标记：1、四角锅炉；2、喷氨装置；3、一次风喷嘴；4、人孔。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

相关研究表明，提高掺氨比例能降低氮氧化物排放，但是会降低锅炉效率。将氨作为燃料喷入炉膛其排放表现几乎不会变化，显示了氨燃料在锅炉中与煤混燃的可行性。

根据本实用新型实施例的锅炉喷氨混燃发电系统，如图1和图2所示，锅炉喷氨混燃发电系统包括锅炉、喷氨装置2和供氨装置，锅炉自上而下依次设有氨气燃尽区、氨气混燃区和煤粉燃烧区，喷氨装置2接入锅炉对应氨气混燃区的位置，喷氨装置2与锅炉的人孔4连通，供氨装置与喷氨装置2相连。调控氨燃烧和氨还原达到平衡能够降低氨燃烧过程中的氮氧化物排放，在理想状态下，氨完全燃烧仅产生氮气和水不产生污染物排放，减小锅炉的碳排放。在锅炉的氨气混燃区，氨气和煤粉混合燃烧发电，通入到锅炉炉膛内的氨气量为炉膛热负荷的5％～25％，一部分氨气通过供氨装置输送至喷氨装置2，喷氨装置2从对应氨气混燃区的人孔4处送入氨气，氨气与氧气燃烧生成氮氧化物和水，煤粉通过一次风喷嘴3送入锅炉内燃烧生成一氧化碳和二氧化碳，煤粉和氨气构成混合燃料能够满足锅炉的负荷。在强还原性烟气气氛中，氨气能够作为还原剂还原氮氧化物，得到氮气和水。煤粉燃烧区设置在氨气混燃区的下方能够为氨气燃烧提供一氧化碳并为氨气燃烧提供热量有利于氨气的燃烧。氨气燃尽区设在锅炉的上部保证氨气的完全燃烧避免氮氧化物的排放。

根据本实用新型实施例的锅炉喷氨混燃发电系统通过锅炉的人孔4输送氨气无需对锅炉进行复杂改造具有设备改造成本低的优点。

在一些实施例中，如图2所示，锅炉为四角切圆锅炉1，四角切圆锅炉1的四角对应设有一次风喷嘴3，锅炉的相对一侧上的人孔4与喷氨装置2相连。

具体地，一次风喷嘴3分别设置在四角切圆锅炉1的四角，一次风喷嘴3的喷射角度与锅炉的水冷壁存在夹角，两个人孔4分别在锅炉的相对一侧上，两个喷氨装置2分别与两个人孔4相连，两个人孔4在锅炉的高度相同。喷氨装置2设置两个能够避免氨气进入锅炉内使锅炉局部温度过低难以顺利燃烧氨气。

在一些实施例中，喷氨装置2包括喷头和喷管，喷头位于人孔4内，喷管与供氨装置相连通。

具体地，喷氨装置2的喷头放置在人孔4的内部，喷管的一端与喷头连通，喷罐的另一端与供氨装置的供氨管路相连通，喷头将氨气直接喷射进入锅炉的炉膛内部。喷头与锅炉的水冷壁的夹角根据需要可以是垂直喷射进入，也可以是顺着烟气流动的方向喷射。

在一些实施例中，喷氨装置2还包括伸缩件，伸缩件连接喷头和喷管，伸缩件沿直线方向伸缩调节喷头位置。

具体地，伸缩件可以是设有电动推杆的波纹管，波纹管的两端分别连接喷头和喷管，电动推杆的伸长端与波纹管的外壁相连，电动推杆的另一端与人孔4的内壁相连。需要喷射氨气时，电动推杆推动波纹管带动喷头进入炉膛，不需要喷射氨气时，电动推杆收缩复位带动波纹管收缩带动喷头回到人孔4。

在一些实施例中，与喷氨装置2相连的人孔4的护盖上设有导向管，喷头和喷管通过导向管进入人孔4。

具体地，导向管设置在护盖上并与人孔4相连通，导向管的轴向方向垂直于人孔4的护盖，通过导向管放置喷氨装置2的喷头和喷管能够减小对锅炉内部的影响，降低设备改造成本。

在一些实施例中，供氨装置包括液氨储罐和蒸发器，蒸发器的出口通过供氨管路与喷氨装置2相连。

具体地，液氨储罐内的液氨进入蒸发器内在蒸汽加热下变成气态的氨气，氨气通过供氨管路进入喷氨装置2。

在一些实施例中，喷氨装置2喷出的氨气的气流方向与锅炉水冷壁之间的夹角大于一次风入射角度。

具体地，喷氨装置2喷出的氨气的气流方向与锅炉水冷壁之间的夹角大于一次风入射角度时，能够延迟煤粉与氨气的混合时间，减少对煤粉气流的卷吸防止煤粉气流受影响偏斜冲刷锅炉的水冷壁。喷氨装置2喷出的氨气的气流方向与锅炉水冷壁之间的夹角可以为50°～60°之间的任意角度。

在一些实施例中，如图2所示，喷氨装置2至少有两个，两个喷氨装置2相对设置。

具体地，喷氨装置2设置两个能够避免氨气进入锅炉内使锅炉局部温度过低难以顺利燃烧氨气。将多个喷氨装置2分别设置在锅炉的不同位置能够避免大量氨气进入锅炉的局部区域造成的温度过低。

在一些实施例中，在锅炉的横截面上两个喷氨装置2呈中心对称。

由此，两个喷氨装置2中心对称能够避免喷氨装置2直接向炉膛内喷射氨气相互干扰，保证氨气燃烧效果。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实用新型中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种锅炉喷氨混燃发电系统，其特征在于，包括：

锅炉，所述锅炉自上而下依次设有氨气燃尽区、氨气混燃区和煤粉燃烧区；

喷氨装置，所述喷氨装置接入所述锅炉对应氨气混燃区的位置，所述喷氨装置与所述锅炉的人孔连通；和

供氨装置，所述供氨装置与所述喷氨装置相连。

2.根据权利要求1所述的锅炉喷氨混燃发电系统，其特征在于，所述锅炉为四角切圆锅炉，所述四角切圆锅炉的四角分别设有一次风喷嘴，所述锅炉的相对一侧上的人孔与所述喷氨装置相连。

3.根据权利要求1所述的锅炉喷氨混燃发电系统，其特征在于，所述喷氨装置包括喷头和喷管，所述喷头位于所述人孔内，所述喷管与所述供氨装置相连通。

4.根据权利要求3所述的锅炉喷氨混燃发电系统，其特征在于，所述喷氨装置还包括伸缩件，所述伸缩件连接所述喷头和喷管，所述伸缩件沿直线方向伸缩调节所述喷头位置。

5.根据权利要求3所述的锅炉喷氨混燃发电系统，其特征在于，与所述喷氨装置相连的所述人孔的护盖上设有导向管，所述喷头和喷管通过所述导向管进入所述人孔。

6.根据权利要求1所述的锅炉喷氨混燃发电系统，其特征在于，所述供氨装置包括液氨储罐和蒸发器，所述蒸发器的出口通过供氨管路与所述喷氨装置相连。

7.根据权利要求2所述的锅炉喷氨混燃发电系统，其特征在于，所述喷氨装置喷出的氨气的气流方向与锅炉水冷壁之间的夹角大于一次风入射角度。

8.根据权利要求2所述的锅炉喷氨混燃发电系统，其特征在于，所述喷氨装置至少有两个，两个所述喷氨装置相对设置。

9.根据权利要求8所述的锅炉喷氨混燃发电系统，其特征在于，在所述锅炉的横截面上两个所述喷氨装置呈中心对称。

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