【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于發(fā)電機(jī)組，具體地說(shuō)是一種摻燒氨燃料的低碳調(diào)峰系統(tǒng)及方法。
技術(shù)介紹
1、尋求低碳能源替代方案是燃煤機(jī)組降低碳排放的重要措施。氨作為零碳燃料，其儲(chǔ)存和運(yùn)輸更節(jié)能、技術(shù)更成熟、更安全，是實(shí)現(xiàn)低碳排放的理想候選燃料，具有較大的替代燃煤潛力，因而近年來(lái)燃煤機(jī)組摻氨燃燒受到了較大關(guān)注。
2、氨燃料與燃煤機(jī)組設(shè)計(jì)燃料的性質(zhì)差異較大，燃煤機(jī)組耦合氨燃燒過(guò)程的影響主要包括：1）氨燃燒反應(yīng)較慢，存在火焰不穩(wěn)定的隱患；2）氨攜帶大量氮元素，存在爐膛出口nox濃度過(guò)高的隱患；3）氨燃燒溫度相對(duì)較低，存在飛灰含碳量過(guò)高的隱患。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種摻燒氨燃料的低碳調(diào)峰系統(tǒng)及方法，其利用燃煤機(jī)組所發(fā)多余電量制氨，可使燃煤機(jī)組實(shí)際上網(wǎng)功率達(dá)到所需上網(wǎng)功率；在燃煤機(jī)組全負(fù)荷下，采用合適的流速與方式將氨射入爐內(nèi)相對(duì)低o2及高nox濃度區(qū)域，在對(duì)爐內(nèi)燃燒穩(wěn)定性、爐膛出口nox濃度、飛灰含碳量影響較小的前提下，可保證摻氨比例在20%以上，以有效提高系統(tǒng)的可再生能源消納能力和降低碳排放。
2、為實(shí)現(xiàn)上述專利技術(shù)目的，本專利技術(shù)提供如下技術(shù)方案。
3、第一方面，本專利技術(shù)提供一種摻燒氨燃料的低碳調(diào)峰系統(tǒng)，其包括燃煤鍋爐、燃煤燃燒器、氨燃燒器、燃煤機(jī)組發(fā)電機(jī)、清潔能源發(fā)電機(jī)、氨制備裝置、氨存儲(chǔ)系統(tǒng)、氨管道、第一開(kāi)關(guān)、第二開(kāi)關(guān)、第三開(kāi)關(guān)、第一變壓器、第二變壓器、第三變壓器、輸出線路和電網(wǎng)；
4、所述燃
5、所述燃煤機(jī)組發(fā)電機(jī)通過(guò)第二開(kāi)關(guān)和第二變壓器連接氨制備裝置；
6、所述清潔能源發(fā)電機(jī)通過(guò)第三開(kāi)關(guān)和第三變壓器連接氨制備裝置；
7、所述氨制備裝置、氨存儲(chǔ)系統(tǒng)和氨燃燒器之間通過(guò)氨管道連接；
8、所述燃煤燃燒器和氨燃燒器安裝于燃煤鍋爐上。
9、作為優(yōu)選，所述的氨管道上設(shè)有氨加壓裝置，所述氨加壓裝置位于氨制備裝置與氨存儲(chǔ)系統(tǒng)之間。
10、作為優(yōu)選，所述的氨管道上設(shè)有氨減壓裝置，所述氨減壓裝置位于氨存儲(chǔ)系統(tǒng)與氨燃燒器之間。
11、作為優(yōu)選，所述的燃煤鍋爐設(shè)有二次風(fēng)量控制系統(tǒng)，所述二次風(fēng)量控制系統(tǒng)用于控制燃煤鍋爐二次風(fēng)量。
12、作為優(yōu)選，所述的燃煤鍋爐設(shè)有燃盡風(fēng)量控制系統(tǒng)，所述燃盡風(fēng)量控制系統(tǒng)用于控制燃煤鍋爐燃盡風(fēng)量。
13、作為優(yōu)選，所述的低碳調(diào)峰系統(tǒng)還包括煤量控制系統(tǒng)，所述煤量控制系統(tǒng)用于控制燃煤燃燒器燃煤量。
14、作為優(yōu)選，所述的低碳調(diào)峰系統(tǒng)還包括氨量控制系統(tǒng)，所述氨量控制系統(tǒng)用于控制氨燃燒器燃氨量。
15、作為優(yōu)選，所述的低碳調(diào)峰系統(tǒng)還包括功率控制器，所述功率控制器分別連接燃煤機(jī)組發(fā)電機(jī)、第二開(kāi)關(guān)和電網(wǎng)。
16、進(jìn)一步地，所述低碳調(diào)峰系統(tǒng)的運(yùn)行方法如下：
17、在電網(wǎng)用電低谷期時(shí)，功率控制器獲取電網(wǎng)所需燃煤機(jī)組發(fā)電機(jī)上網(wǎng)功率與燃煤機(jī)組發(fā)電機(jī)實(shí)際發(fā)電功率差值，閉合第二開(kāi)關(guān)，利用燃煤機(jī)組發(fā)電機(jī)所發(fā)多余電量通過(guò)氨制備裝置制氨，使得燃煤機(jī)組發(fā)電機(jī)實(shí)際上網(wǎng)功率達(dá)到所需上網(wǎng)功率；
18、在電網(wǎng)需要低碳調(diào)峰系統(tǒng)消納可再生能源時(shí)，閉合第三開(kāi)關(guān)，利用清潔能源發(fā)電機(jī)所發(fā)電量通過(guò)氨制備裝置制氨；氨制備裝置制備的氨通過(guò)氨管道送入氨存儲(chǔ)系統(tǒng)；
19、在燃煤機(jī)組全負(fù)荷下，氨存儲(chǔ)系統(tǒng)存儲(chǔ)的氨通過(guò)氨管道送入氨燃燒器，以保證摻氨比例在20%以上，隨著燃煤機(jī)組負(fù)荷升高，提高摻氨比例；摻燒時(shí)，采用合適的流速與方式將氨射入爐內(nèi)主燃燒區(qū)，保持主燃燒區(qū)過(guò)量空氣系數(shù)在0.7以下，同時(shí)監(jiān)測(cè)主燃燒區(qū)溫度場(chǎng)、爐膛出口nox濃度和飛灰含碳量。
20、第二方面，本專利技術(shù)提供一種摻燒氨燃料的低碳調(diào)峰方法，其采用上述摻燒氨燃料的低碳調(diào)峰系統(tǒng)實(shí)施，其包括：
21、步驟1，判斷是否需要快速降低燃煤機(jī)組輸出功率，若燃煤機(jī)組需要快速降低輸出功率，執(zhí)行步驟2；判斷是否需要系統(tǒng)消納可再生能源，若系統(tǒng)需要消納可再生能源，執(zhí)行步驟3；
22、步驟2，根據(jù)燃煤機(jī)組目標(biāo)功率降低值控制氨制備裝置功率，以快速降低燃煤機(jī)組輸出功率；
23、步驟3，根據(jù)電網(wǎng)可再生能源目標(biāo)消納值控制氨制備裝置功率，以消納電網(wǎng)可再生能源；
24、步驟4，燃煤機(jī)組全負(fù)荷下，采用合適的流速與方式將氨射入爐內(nèi)主燃燒區(qū)，摻氨比例隨著燃煤機(jī)組負(fù)荷升高而提高；
25、步驟5，調(diào)整燃煤鍋爐的二次風(fēng)量控制系統(tǒng)和燃盡風(fēng)量控制系統(tǒng)，保持主燃燒區(qū)過(guò)量空氣系數(shù)在0.7以下；
26、步驟6，監(jiān)測(cè)主燃燒區(qū)溫度場(chǎng)、爐膛出口nox濃度和飛灰含碳量，若出現(xiàn)主燃燒區(qū)溫度低于煤粉最低穩(wěn)燃溫度、爐膛出口nox濃度或飛灰含碳量高于設(shè)計(jì)值，通過(guò)減少氨燃燒器燃氨量進(jìn)行調(diào)整。
27、本專利技術(shù)具有的有益效果如下：在電網(wǎng)用電低谷期時(shí)，利用燃煤機(jī)組所發(fā)多余電量制氨，使得燃煤機(jī)組實(shí)際上網(wǎng)功率達(dá)到所需上網(wǎng)功率；在燃煤機(jī)組全負(fù)荷下，保證摻氨比例在20%以上，有效提高了系統(tǒng)的可再生能源消納能力和降低碳排放，同時(shí)對(duì)爐內(nèi)燃燒穩(wěn)定性、爐膛出口nox濃度、飛灰含碳量影響較小。
本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種摻燒氨燃料的低碳調(diào)峰系統(tǒng)，其特征在于，包括燃煤鍋爐(1)、燃煤燃燒器(2)、氨燃燒器(3)、燃煤機(jī)組發(fā)電機(jī)(4)、清潔能源發(fā)電機(jī)(5)、氨制備裝置(10)、氨存儲(chǔ)系統(tǒng)(11)、氨管道(12)、第一開(kāi)關(guān)(16)、第二開(kāi)關(guān)(17)、第三開(kāi)關(guān)(18)、第一變壓器(19)、第二變壓器(20)、第三變壓器(21)、輸出線路(22)和電網(wǎng)(23)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摻燒氨燃料的低碳調(diào)峰系統(tǒng)，其特征在于，所述的氨管道(12)上設(shè)有氨加壓裝置(13)，所述氨加壓裝置(13)位于氨制備裝置(10)與氨存儲(chǔ)系統(tǒng)(11)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摻燒氨燃料的低碳調(diào)峰系統(tǒng)，其特征在于，所述的氨管道(12)上設(shè)有氨減壓裝置(14)，所述氨減壓裝置(14)位于氨存儲(chǔ)系統(tǒng)(11)與氨燃燒器(3)之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摻燒氨燃料的低碳調(diào)峰系統(tǒng)，其特征在于，所述的燃煤鍋爐(1)設(shè)有二次風(fēng)量控制系統(tǒng)(8)，所述二次風(fēng)量控制系統(tǒng)(8)用于控制燃煤鍋爐(1)二次風(fēng)量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摻燒氨燃料的低碳調(diào)峰系統(tǒng)，其特征
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摻燒氨燃料的低碳調(diào)峰系統(tǒng)，其特征在于，還包括煤量控制系統(tǒng)(6)，所述煤量控制系統(tǒng)(6)用于控制燃煤燃燒器(2)燃煤量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摻燒氨燃料的低碳調(diào)峰系統(tǒng)，其特征在于，還包括氨量控制系統(tǒng)(7)，所述氨量控制系統(tǒng)(7)用于控制氨燃燒器(3)燃氨量。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摻燒氨燃料的低碳調(diào)峰系統(tǒng)，其特征在于，還包括功率控制器(15)，所述功率控制器(15)分別連接燃煤機(jī)組發(fā)電機(jī)(4)、第二開(kāi)關(guān)(17)和電網(wǎng)(23)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種摻燒氨燃料的低碳調(diào)峰系統(tǒng)，其特征在于，所述低碳調(diào)峰系統(tǒng)的運(yùn)行方法如下：
10.一種摻燒氨燃料的低碳調(diào)峰方法，其采用權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述一種摻燒氨燃料的低碳調(diào)峰系統(tǒng)實(shí)施，其特征在于，包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種摻燒氨燃料的低碳調(diào)峰系統(tǒng)，其特征在于，包括燃煤鍋爐(1)、燃煤燃燒器(2)、氨燃燒器(3)、燃煤機(jī)組發(fā)電機(jī)(4)、清潔能源發(fā)電機(jī)(5)、氨制備裝置(10)、氨存儲(chǔ)系統(tǒng)(11)、氨管道(12)、第一開(kāi)關(guān)(16)、第二開(kāi)關(guān)(17)、第三開(kāi)關(guān)(18)、第一變壓器(19)、第二變壓器(20)、第三變壓器(21)、輸出線路(22)和電網(wǎng)(23)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摻燒氨燃料的低碳調(diào)峰系統(tǒng)，其特征在于，所述的氨管道(12)上設(shè)有氨加壓裝置(13)，所述氨加壓裝置(13)位于氨制備裝置(10)與氨存儲(chǔ)系統(tǒng)(11)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摻燒氨燃料的低碳調(diào)峰系統(tǒng)，其特征在于，所述的氨管道(12)上設(shè)有氨減壓裝置(14)，所述氨減壓裝置(14)位于氨存儲(chǔ)系統(tǒng)(11)與氨燃燒器(3)之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摻燒氨燃料的低碳調(diào)峰系統(tǒng)，其特征在于，所述的燃煤鍋爐(1)設(shè)有二次風(fēng)量控制系統(tǒng)(8)，所述二次風(fēng)量控制系統(tǒng)(8)用于控制燃煤鍋爐(1)二次風(fēng)量。
<...【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：童家麟，吳瑞康，鮑文龍，茅建波，劉文勝，應(yīng)明良，丁陽(yáng)俊，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：國(guó)網(wǎng)浙江省電力有限公司電力科學(xué)研究院，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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