[实用新型]一种混氨燃料火力发电系统

说明书

本实用新型涉及火电厂碳减排技术，具体为一种混氨燃料火力发电系统。本实用新型包括自上而下依次设在锅炉炉膛侧壁的燃尽风喷口、二次风喷口和一次风喷口，设在锅炉尾部烟道处的SCR反应器，以及连接在锅炉上的供氨系统；供氨系统包括供氨管路和制氨装置；制氨装置通过供氨管路分别与锅炉炉膛和锅炉尾部烟道连通；供氨管路通入锅炉炉膛内的氨气量为炉膛热负荷的10％‑30％；二次风喷口和一次风喷口沿炉膛侧壁间隔设置；最底部二次风喷口连接供氨管路和空气管路，其余二次风喷口仅连接空气管路；燃尽风喷口连接空气管路；一次风喷口设在相邻二次风喷口之间，且分别连接煤粉管路和空气管路。本实用新型燃烧稳定，氮氧化物和碳排放低，能有效保证锅炉燃烧效率。

技术领域

本实用新型涉及火电厂碳减排技术，具体为一种混氨燃料火力发电系统。

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，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。另一方面，利用可再生能源发电制氨来代替部分煤粉用于火力发电，可降低燃煤电厂二氧化碳排放强度。

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。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。因此，如何在掺氨工况下控制氮氧化物排放的同时尽可能的提高锅炉效率还需要进行取舍。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种混氨燃料火力发电系统，燃烧稳定，氮氧化物和碳排放低，且能有效保证锅炉燃烧效率。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种混氨燃料火力发电系统，包括自上而下依次设置在锅炉炉膛侧壁上的燃尽风喷口、二次风喷口和一次风喷口，设置在锅炉尾部烟道处的SCR反应器，以及连接在锅炉上的供氨系统；

所述的供氨系统包括供氨管路和制氨装置；所述的制氨装置通过供氨管路分别与锅炉炉膛和锅炉尾部烟道连通；所述的供氨管路通入锅炉炉膛内的氨气量为炉膛热负荷的10％-30％；

所述的二次风喷口和一次风喷口沿炉膛侧壁间隔设置；所述的最底部的二次风喷口连接供氨管路和空气管路，其余的二次风喷口仅连接空气管路；所述的燃尽风喷口连接空气管路；所述的一次风喷口设置在相邻二次风喷口之间，且分别连接煤粉管路和空气管路。

进一步的，所述的煤粉管路通入锅炉炉膛内的煤粉量为炉膛热负荷的70％-90％。

进一步的，所述的空气管路通入燃尽风喷口的空气比例为30％-40％。

进一步的，所述的供氨管路伸入锅炉尾部烟道内的端部设置有氨喷口；所述的氨喷口位于SCR反应器入口处的烟道内。

进一步的，所述的氨喷口有若干个，喷射方向和烟气流动方向一致。

进一步的，所述的制氨装置与锅炉尾部烟道连通的供氨管路上还设置有混合器；所述的混合器的进风口连接设置有稀释风机。

进一步的，所述的制氨装置包括依次连接的液氨储罐和蒸发器，且蒸发器出口连接供氨管路。

进一步的，所述的制氨装置采用火电厂已有的液氨脱硝系统，且液氨脱硝系统的出口与供氨管路连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：