[發明專利]一種用于燃煤發電廠煤氫氧協同強化穩定燃燒的裝置

有效

• 申請號: 202111345442.6
• 申請日: 2021-11-15
• 公開（公告）號: CN113958950B
• 公開（公告）日: 2023-10-13
• 發明（設計）人: 劉鑫;劉崗;任建興;李芳芹;蔡健明
• 申請（專利權）人: 上海電力大學
• 主分類號: F23D17/00
• 分類號: F23D17/00;F23C7/00;F23L9/00;F23D14/02;F23D14/48;F23D14/62
• 代理公司: 南京禹為知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32272
• 代理人: 朱寶慶

本發明公開了一種用于燃煤發電廠煤氫氧協同強化穩定燃燒的裝置，包括制氫單元，包括電解水制氫裝置和氫氣噴口；煤粉氫空氣混合單元，包括濃縮板、一次風煤粉管道和煤粉氫空氣混合室，一次風煤粉管道一端連接于煤粉氫空氣混合室，濃縮板外套于一次風煤粉管道和煤粉氫空氣混合室，氫氣噴口連接于煤粉氫空氣混合室；高溫回流單元，包括氧氣通道、回流煙氣管道和爐膛。本發明用于燃煤發電廠煤氫氧協同強化穩定燃燒的裝置可以利用峰谷的負荷差通過電解水制氫，氫氣直接用于摻混一次風，從源頭上降低了煤粉氣流的著火能。可以增強燃燒穩定性，既可以適應多煤種的變化，又可以節約燃油，達到低負荷穩燃的效果。

技術領域

本發明涉及電站鍋爐富氧燃燒技術領域，具體涉及一種用于燃煤發電廠煤氫氧協同強化穩定燃燒的裝置。

背景技術

隨著可再生能源的發展，能源結構的調整，新能源消納問題也日益突出。由于風電和光伏具有間歇性、波動性、隨機性、無功供給性能低、短時提供短路電流能力弱等特點，會對電力系統的安全造成一定的影響。我國正處于快速發展的重要階段，電力系統的安全運行至關重要。為破解新能源消納的困境，要從電源側、電網側和負荷側多側并舉，以提高整個電力系統的靈活性。其中，電源側的靈活性提升潛力最大，調峰能力最強。在未來一段時間內，我國的電力系統中主力仍為煤電，且火力發電相對比較穩定，調峰潛力大，因此火電靈活性改造是深度調峰中經濟型最優、效果最顯著的方式。

氫能源的性能優越、燃燒熱值高、環保清潔。從能源利用率來說,氫能源要普遍高于其他形式的能源，如生物燃料、化石燃料、化工燃料，氫能源燃點高、速度快,是普通汽油熱值的三倍。從環保角度來說，氫能源清潔無毒,不會產生二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、粉塵顆粒等有害物質，不會對自然環境造成破壞。電解水制氫是一種清潔、高效、可持續的制氫技術，其制氫工藝簡單，氫氣純度可達99.999％，產品純度高。電解水制氫不受電廠周邊有無可靠、合格外購氫氣條件的限制，設備壽命期內制氫成本低。目前，已有部分技術應用氫能源于深度調峰領域，但往往存在一定的問題，例如直接利用氫氣點火所帶來的不穩定性和不安全性增加。

同時，從構建利于煤粉穩燃的條件考慮，期望煤粉氣流在離開燃燒器噴口一定距離內能夠及時著火，因此，應合理組織煤粉氣流流動，形成促進煤粉氣流及時升溫著火的局部高煤粉濃度、高溫及合適氧濃度區域。而在鍋爐低負荷運行時，給煤量及煤粉濃度大幅降低，使煤粉氣流著火所需著火熱增加，著火位置推遲，火焰穩定性變差。目前鍋爐燃燒存在燃燒不穩定、輸送動能不夠、無法調節煤粉燃燒后的燃燒情況。如何設計一種節約燃油、環保且在低負荷模式下能夠穩定燃燒的燃燒器裝置成為關鍵問題。

發明內容

本部分的目的在于概述本發明的實施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施例，在本部分以及本申請的說明書摘要和發明名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發明的范圍。

鑒于上述和/或現有技術中所存在的問題，提出了本發明。

因此，本發明所要解決的技術問題是現有燃燒器無法利用峰谷的負荷差、以及無法利用電解水制氫間接進行煤氫氧協同燃燒，輸送動能不夠、無法調節燃燒情況、燃燒穩定性不足的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：一種用于燃煤發電廠煤氫氧協同強化穩定燃燒的裝置，其特征在于：包括，制氫單元，包括電解水制氫裝置和氫氣噴口，所述氫氣噴口連接于所述電解水制氫裝置；

煤粉氫空氣混合單元，包括濃縮板、一次風煤粉管道和煤粉氫空氣混合室，所述一次風煤粉管道一端連接于所述煤粉氫空氣混合室，所述濃縮板外套于所述一次風煤粉管道和煤粉氫空氣混合室，所述氫氣噴口連接于煤粉氫空氣混合室；

高溫回流單元，包括氧氣通道、回流煙氣管道和爐膛，所述氧氣通道連接與所述煤粉氫空氣混合室和所述爐膛，所述回流煙氣管道連接氧氣通道與所述爐膛。