阅读说明：本技术 一种氨混配燃烧系统及采用氨混配燃烧系统的二氧化碳减排方法 (Ammonia mixing combustion system and carbon dioxide emission reduction method adopting same ) 是由 杨豫森 崔华 徐波 谭智 陈辉 于 2018-11-27 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种氨混配燃烧系统及方法及二氧化碳减排方法,所述氨混配燃烧系统包括：燃烧室、燃料输送系统燃料输送系统和燃烧室相互连通,氨混配燃烧系统还包括氨混配燃烧控制模块及控制阀和氨储存设备,燃料输送系统向燃烧室输送的燃料包括氨源燃料；氨储存设备,储存氨气、液氨或氨水中的任意一种；氨混配燃烧控制模块向控制阀传送信号,以控制氨储存设备中一定温度、压力的氨经氨供给管路输送到氨混配燃烧器。本发明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、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。(The invention relates to an ammonia mixed combustion system and method and a carbon dioxide emission reduction method, wherein the ammonia mixed combustion system comprises: the ammonia mixed combustion system also comprises an ammonia mixed combustion control module, a control valve and ammonia storage equipment, and the fuel conveyed to the combustion chamber by the fuel conveying system comprises ammonia source fuel; an ammonia storage device for storing any one of ammonia gas, liquid ammonia or ammonia water; the ammonia mixed combustion control module transmits signals to the control valve so as to control ammonia with certain temperature and pressure in the ammonia storage equipment to be delivered to the ammonia mixed combustor through the ammonia supply pipeline. The invention can realize the low-cost reformation of the existing fossil energy boiler, gas turbine, gas boiler and oil-gas automobile engine, reforms the structure of the existing combustor or internal combustion engine or a fuel supply module, and can realize the decarbonization reformation of partial fuel of the combustion equipment on the basis of low-cost reformation.)

一种氨混配燃烧系统及采用氨混配燃烧系统的二氧化碳减排 方法

技术领域

本发明涉及工业燃烧器领域，具体的，本发明涉及一种氨混配燃烧系统及采 用氨混配燃烧系统的二氧化碳减排方法。

背景技术

为应对全球气候变暖和气候变化，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

本发明针对上述现有技术的不足，提供一种氨混配燃烧系统。本发明将零 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，本发明使用旋流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。通过本发明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。

本发明的通过以下技术方案实现：

第一方面，本发明提供了一种氨混配燃烧系统，包括：燃烧室、燃料输送系 统所述燃料输送系统和所述燃烧室相互连通，所述氨混配燃烧系统还包括氨混配 燃烧控制模块及控制阀和氨储存设备，所述燃料输送系统向所述燃烧室输送的燃 料包括氨源燃料；

氨储存设备，储存氨气、液氨或氨水中的任意一种；

氨混配燃烧控制模块向控制阀传送信号，以控制氨储存设备中一定温度、压 力的氨经氨供给管路输送到氨混配燃烧器。

进一步的，所述氨混配燃烧系统的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输送的为氨源燃料。

进一步的，所述氨混配燃烧系统还包括燃料混合系统，所述第一燃料输送子 系统和第二燃料输送子系统伸入所述燃料混合系统，并通过所述燃料混合系统与 所述燃烧室相互连通。

进一步的，所述氨混配燃烧系统还包括氨储存装置，所述氨源燃料储存装置 与所述第二燃料输送子系统相互连通。

进一步的，所述氨混配燃烧系统还包括纯氧输送系统，所述纯氧输送系统和 所述燃烧室相互连通。

进一步的，所述氨混配燃烧系统还包括氨源燃料控制器，所述氨源燃料控制 器控制与所述第二燃料输送子系统的阀门电连接或通讯连接。

进一步的，所述氨混配燃烧系统还包括氨检测器，所述氨检测器设置于所述 第二燃料输送子系统中，检测所述氨源燃料的浓度、压力和流量，并将检测结果 反馈至所述氨源燃料控制器。

进一步的，所述氨混配燃烧系统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。

一种氨混配燃烧方法，包括以下步骤：

步骤1：选择氨储存设备及供给氨的类型；

步骤2：选择氨混配燃烧器的类型；

步骤3：判断燃料供给管路和点火模块是否满足工作条件，如果不满足工 作条件，则调节燃料供给管路和点火模块，使其具备工作条件；

步骤4：如果满足工作条件，则接受点火控制信号，燃料供给管路供给燃 料，点火模块执行点火操作；

步骤5：根据燃烧负荷要求，利用氨混配燃烧系统控制模块控制燃料供给 量，氨及其他燃料的混配比例，满足燃烧负荷要求。

一种氨混配燃烧系统实现二氧化碳减排方法，所述氨混配燃烧系统利用氨燃 料替代化石燃料，实现二氧化碳减排，其减排量计算公式如下：

F_CO2＝F_化石*X＝(F_氨*Q_氨/Q_化石)*X；

式中，F_CO2为二氧化碳减排量，kgCO2/h；

F_氨为纯氨燃料输入流量，kg/h；

Q_氨为纯氨燃料单位发热量，kJ/kg；

Q_化石为原有化石燃料单位发热量，kJ/kg；

F_化石为被替代的化石燃料量，kg/h；

X为此种化石燃料的单位质量碳排放计算因子，kgCO2/kg；

上述公式假设氨燃料的燃烧发热量等于替代化石燃料的燃烧发热量，即F_氨 *Q_氨＝F_化石*Q_化石；

上述被替代的化石燃料包括煤粉、天然气、甲烷气、煤气、汽油、柴油中的 至少一种。

第二方面，本发明提供了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。

第三方面，本发明提供了一种氨混配煤粉锅炉燃烧系统，包括：氨储存装 置，储存氨气、液氨或氨水中的任意一种，与氨混配燃烧器相连，向其供氨；氨 混配燃烧器，包含一种或多种燃料出口，以将一种或多种燃料与氨进行混配后输 送到与之连接的锅炉炉膛内进行燃烧；氨混配燃烧系统控制器，接收氨、一次 风和二次风检测器的数据以控制向氨混配燃烧器输入的氨、一次风和二次风。

进一步，所述系统包括纯氧供给装置，与氨混配燃烧器相连，向其供应纯 氧。

进一步，所述系统包括纯氧检测器，其检测供给氨混配燃烧器的纯氧的流 量、压力和温度，反馈给氨混配燃烧系统控制器。

进一步，所述氨混配燃烧器中设置氨与纯氧预混室，氨与纯氧在其中充分 混合后，输送至锅炉炉膛中。

进一步，所述系统包括一次氨供给管路、一次氨控制阀及一次氨检测器， 一次氨检测器检测一次氨供给管路中氨的流量、压力和温度，反馈给氨混配燃烧 系统控制器，其根据检测的数据，控制一次氨控制阀向氨混配燃烧器供氨。

进一步，所述系统设置二次氨供给管路、二次氨控制阀及二次氨检测器， 二次氨检测器检测二次氨供给管路中氨的流量、压力和温度，反馈给氨混配燃烧 系统控制器，其根据检测的数据，控制二次氨控制阀向锅炉炉膛供氨。

进一步，通过检测锅炉排放烟气中氮氧化物的排放量来调整二次氨供给管 路供给氨的量及二次氨加注口距离炉膛火焰的距离。

进一步，氨混配燃烧器被供给的主体燃料为一次风携带的煤粉和一次氨供 给管路供给的氨。

进一步，氨混配燃烧器被供给的助燃燃料包括天然气、甲烷气、煤气、氢 气、汽油、柴油中的一种或几种。

进一步，所述系统包括一次风供给装置和二次风供给装置，分别向所述系 统输送煤粉和纯净空气，

一次风检测器检测一次风的压力、温度和煤粉浓度，并反馈给氨混配燃烧 系统控制器，以调节输入锅炉炉膛的一次风量；

二次风检测器检测二次风的压力、温度和风量，并反馈给氨混配燃烧系统控 制器，以调节输入锅炉炉膛的二次风量。

第四方面，本发明提供了一种氨混配煤粉锅炉燃烧系统，包括，一次风供给 装置、二次风供给装置、助燃燃料系统；一次风供给装置、二次风供给装置和助 燃燃料系统分别与锅炉炉膛连接；氨输送系统；氨混配燃烧器与锅炉炉膛连接； 氨储存装置储存的氨可以为氨气、液氨或氨水中的一种，并与氨混配燃烧器相连， 向其供氨；氨混配燃烧系统控制器接收氨检测器的数据以控制向氨混配燃烧器输 入的氨量。

进一步，所述氨输送系统包括氨供给管路、氨控制阀和氨供给枪。

进一步，氨检测器检测氨供给管路中氨的浓度、压力和流量，反馈给氨混配 燃烧系统控制器，其根据检测的数据，控制氨控制阀向氨混配燃烧器供氨。

所述氨混配煤粉锅炉燃烧系统包括一次风供给装置向所述系统输送煤粉；

一次风检测器检测一次风的压力、温度和煤粉浓度，并反馈给氨混配燃烧系 统控制器，以调节输入锅炉炉膛的一次风量和煤粉量。

所述氨混配煤粉锅炉燃烧系统包括二次风供给装置向所述系统输送纯净空 气；

二次风检测器检测二次风的压力、温度和风量，并反馈给氨混配燃烧系统控 制器，以调节输入锅炉炉膛的二次风量。

所述助燃燃料系统包括氢或油或燃气供给枪和助燃燃料控制阀；

进一步，助燃燃料检测器检测向氨混配燃烧器提供的助燃燃料的温度、压力 和浓度。

其中，助燃燃料包括天然气、甲烷气、煤气、氢气、汽油、柴油中的一种或 几种。

进一步，所述氨混配煤粉锅炉燃烧系统包括纯氧检测器，其检测供给氨混配 燃烧器的氧的浓度、压力和流量，反馈给氨混配燃烧系统控制器。

进一步，所述氨混配煤粉锅炉燃烧系统包括燃煤检测器，其检测供给氨混配 燃烧器的煤粉的浓度，并反馈给氨混配燃烧系统控制器。

第五方面，本发明提供了一种氨混配旋流燃烧系统，包括：一次风流道、二 次风流道、氨燃料输送系统、旋流风轮和燃烧炉膛，所述一次风流道、二次风流 道和氨燃料输送系统分别与所述燃烧炉膛连通，所述旋流风轮设置于所述一次风 流道和/或二次风流道中。

进一步的，还包括助燃燃料输送系统，所述助燃燃料输送系统与所述燃烧炉 膛连通，所述助燃燃料输送系统向所述燃烧炉膛输送的燃料为助燃燃料为天然 气、甲烷气、生物质气、煤气、氢气、汽油、柴油中的至少一种。

进一步的，所述氨燃料输送系统或助燃燃料输送系统或二次风流道向所述燃 烧炉膛输送的物质还包括氧气。

进一步的，所述氨燃料输送系统包括氨源燃料供应管路和氨源燃料枪，所述 氨源燃料供应管路和氨源燃料枪之间设置有氨源燃料控制阀。

进一步的，所述助燃燃料输送系统包括助燃燃料供应管路和助燃燃料枪，所 述助燃燃料供应管路和助燃燃料枪之间设置有助燃燃料控制阀。

进一步的，所述燃烧炉膛的侧壁设有开口，所述一次风流道、二次风流道、 氨燃料输送系统、助燃燃料输送系统通过所述开口，与所述燃烧炉膛垂直连通。

进一步的，所述一次风流道、二次风流道、氨燃料输送系统、助燃燃料输送 系统同轴设置，并且管道直径依次增大，所述一次风流道、氨燃料输送系统、助 燃燃料输送系统伸入所述二次风流道，并贯穿所述旋流风轮的中心位置。

进一步的，还包括二次氨供给管路、二次氨控制阀和二次氨加注口，所述二 次氨加注口的两端分别与所述二次氨供给管路和燃烧炉膛相互连通，所述二次氨 控制阀设置于所述二次氨供给管路和二次氨加注口之间。

进一步的，还包括控制模块，所述控制模块分别与所述氨燃料输送系统和/ 或助燃燃料输送系统和/或所述二次氨控制阀通讯连接或电连接。

进一步的，所述氨燃料输送系统向所述燃烧炉膛输送的氨源燃料为氨气、液 氨、氨水中的至少一种。

本发明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，本发明优点如下：

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发明的技术方案，下面将对本发明的附图作简 单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例， 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为实施例1的系统示意图。

图2为实施例2的系统示意图。

图3为实施例3的系统示意图。

图4为实施例4的系统示意图。

图5为实施例5的第一系统示意图。

图6为实施例5的第二系统示意图。

图7为实施例6的第一系统示意图。

图8为实施例6的第二系统示意图。

图9为实施例9的系统示意图。

图10为实施例10的系统示意图。

图11为实施例11的系统示意图。

图12为实施例13汽车内燃气或燃油混配氨的内燃发动机系统图。

图13为实施例14燃气或燃油混配氨的内燃发电机示意图。

图14为实施例15氨混配燃烧方法的具体实施步骤。

为进一步清楚地说明本发明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：

本发明实施例1中采用的附图标记：

燃烧炉膛-101、燃料输送系统-102、燃料混合系统-103、氨源燃料储存装置 -104、点火器-105、二次空气引入管路-106、火焰-107、控制模块-108、第一开 口-1011、二次氨加注口-1012、炉膛壁-1013、第一燃料输送子系统-1021、第二 燃料输送子系统-1022、第一燃料控制阀门-10211、第二燃料控制阀门-10221。

本发明图1和实施例2-4中采用的附图标记：

氨供给管路-201、氨控制阀-202、氨供给枪-203、供氧控制阀-204、纯氧供 给枪-205、一次风流道-206、二次风引入管-207、氨与纯氧预混室-208、氢或油 或燃气供给枪-209、助燃燃料控制阀-2020、大型火电电站锅炉四角切圆燃烧区 域-2011、一次氨供给管路-2012、一次氨控制阀-2013、一次氨供给枪-2014、二 次氨供给管路-2015、二次氨控制阀-2016、氨混配燃烧器-2017、点火器-2018、 锅炉炉膛-2019、氨混配燃烧系统控制器-2020、氨储存装置-2021、纯氧供给装 置-2022、纯氧检测器-2023、一次氨检测器-2024、二次氨检测器-2025、燃煤检 测器-2026、助燃燃料检测器-2027。

本发明图5-6和实施例5中采用的附图标记：

氨供给管路-501、氨控制阀-502、氨供给枪-503、供氧控制阀-504、纯氧供 给枪-505、一次风流道-506、二次风引入管-507、氢或油或燃气供给枪-508、助 燃燃料控制阀-509、大型火电电站锅炉四角切圆燃烧区域-5010、氨混配燃烧器 -5011、纯氧检测器-5012、助燃燃料检测器-5013、燃煤检测器-5014、氨检测器 -5015、点火器-5016、氨混配燃烧系统控制器-5017、氨储存装置-5018、锅炉炉 膛-5019。

本发明图7-11和实施例6-11中采用的附图标记：

一次风流道-601、二次风流道-602、旋流风轮-603、燃烧炉膛-604、氨 燃料输送系统-605、助燃燃料输送系统-606、二次氨供给管路-607、火电厂电 解制氢装置-608、再生能源电解制氢装置-609、开口-6041、氨源燃料供应管 路-6051、氨源燃料枪-6052、氨源燃料控制阀-6053、助燃燃料供应管路-6061、 助燃燃料枪-6062、助燃燃料控制阀-6063、二次氨供给管路-607、二次氨控 制阀-6071、二次氨加注口-6072。

通过上述附图标记说明，结合本发明的实施例，可以更加清楚的理 解和说明本发明的技术方案。

具体实施方式

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

需要说明，本发明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，仅为了便于描述本发明，而不是要求本发明必 须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。另外， 在本发明中涉及“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。

在本发明的描述中，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发明中 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发明 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。

本发明实施例提供了一种氨混配燃烧系统，包括：燃烧炉膛和燃料输送 系统，所述燃料输送系统和所述燃烧炉膛相互连通，所述燃料输送系统向所述燃 烧炉膛输送的燃料包括氨源燃料。

在本发明的部分实施方式中，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。

在本发明的部分实施方式中，所述的氨混配燃烧系统还包括燃料混合系统， 所述第一燃料输送子系统和第二燃料输送子系统伸入所述燃料混合系统，并通过 所述燃料混合系统与所述燃烧炉膛相互连通。

在本发明的部分实施方式中，所述的氨混配燃烧系统还包括氨储存装置，所 述氨源燃料储存装置与所述第二燃料输送子系统相互连通。

在本发明的部分实施方式中，所述的氨混配燃烧系统还包括纯氧输送系统， 所述纯氧输送系统和所述燃烧炉膛相互连通。

在本发明的部分实施方式中，所述的氨混配燃烧系统还包括氨源燃料控制 器，所述氨源燃料控制器控制与所述第二燃料输送子系统的阀门电连接或通讯连 接。

在本发明的部分实施方式中，所述的氨混配燃烧系统还包括氨检测器，所述 氨检测器设置于所述第二燃料输送子系统中，检测所述氨源燃料的浓度、压力和 流量，并将检测结果反馈至所述氨源燃料控制器。

下面将通过具体的实施例，对本发明的实施方式进行详细说明。

实施例1

实施例1提供的氨混配燃烧系统包括：燃烧炉膛和燃料输送系统，所述燃 料输送系统和所述燃烧炉膛相互连通，所述燃料输送系统向所述燃烧炉膛输送的 燃料包括氨源燃料。

实施例6提供的氨混配燃烧系统的具体结构如下。参见附图1，图1为 实施例1的氨混配燃烧系统组成示意图，本发明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101、燃料输送系统102 和燃料混合系统103，所述燃料输送系统102伸入所述燃料混合系统103，所述 燃料混合系统103和所述燃烧炉膛101相互连通。所述燃料混合系统103和所述 燃烧炉膛101的连接处设置有点火器105。

其中，所述燃料输送系统102包括第一燃料输送子系统1021和第二燃料输 送子系统1022，所述第一燃料输送子系统1021向所述燃料混合系统103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1022向所述燃 料混合系统103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1021和第二燃料输送子系统1022分别向 所述燃料混合系统103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103中混合，所述点火器105启动，在 所述燃烧炉膛101内形成火焰107。

本发明实施例通过第一燃料输送子系统1021和第二燃料输送子系统1022 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101前，通过燃料混合系统103进行预先混合， 提高了燃烧效率，降低了燃烧的碳排放。

所述氨混配燃烧系统还包括氨源燃料储存装置104，所述氨源燃料储存装 置104的第一端与所述第二燃料输送子系统1022相互连通。所述氨源燃料储存 装置104用于对氨源燃料进行储存。

所述燃烧炉膛101的炉膛壁1013上设有第一开口1011和二次氨加注口 1012，所述燃料混合系统103通过所述第一开口1011和所述燃烧炉膛101相互 连通，所述氨源燃料储存装置104的第二端通过所述二次氨加注口1012和所述 燃烧炉膛101相互连通，所述第一开口1011和二次氨加注口1012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103，另一部分 源燃料直接进入所述燃烧炉膛101，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1012的数量为若干个。

所述氨混配燃烧系统还包括二次空气引入管路106，所述二次空气引入管 路106与所述燃烧炉膛101相互连通。所述二次空气引入管路106用于在燃烧时， 向所述燃烧炉膛101引入空气，实现充分的富氧燃烧。

所述第一燃料输送子系统1021和第二燃料输送子系统1022分别设置有第一 燃料控制阀门10211和第二燃料控制阀门10221。所述氨混配燃烧系统还包括 控制模块108，所述控制模块108分别与所述第一燃料控制阀门10211和/或第 二燃料控制阀门10221通讯连接或电连接。所述控制模块108用于控制进入所 述燃烧炉膛101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。

实施例2

本发明实施例2提供的氨混配燃烧系统包括燃烧炉膛和燃料输送系统， 所述燃料输送系统和所述燃烧炉膛相互连通，所述燃料输送系统向所述燃烧炉膛 输送的燃料包括氨源燃料。

实施例2为不带二次氨的电站煤粉锅炉氨混配燃烧器，如图2所示。

该燃烧器包括：氨供给管路201、氨控制阀202、氨供给枪203、供氧控制 阀204、纯氧供给枪205、一次风流道206、二次风引入管207、氨与纯氧预混室 208、氢或油或燃气供给枪209、助燃燃料控制阀2010、大型火电电站锅炉四角 切圆燃烧区域2011。

一次风流道206，其一端侧壁上设置有一次风入口，另一端延伸到大型火电 电站锅炉四角切圆燃烧区域11并形成一次风出口。

一次风流道206用来输送煤粉与空气的混合物。

一次风流道206的出口设置压力传感器、温度探头和浓度传感器，当输送 的一次风的压力、温度和煤粉浓度不在规定范围时，氨混配燃烧系统控制器2020 发出指令调整煤粉与空气混合物的各项参数。

二次风引入管207，其一端侧壁上设置有二次风入口，另一端延伸到大型火 电电站锅炉四角切圆燃烧区域11并形成二次风出口。

二次风引入管207用来输送预热的空气。

二次风引入管207的出口设置压力传感器、温度探头，当输送的煤粉压力 高于规定数值、温度大于预设温度时，氨混配燃烧系统控制器20发出指令调整 所述空气的压力、温度。

二次风引入管207的出口进一步可以设置风量监测器，监测二次风的进风 量并反馈给氨混配燃烧系统控制器2020，以调整进风量。

氨控制阀202控制氨供给管路201，将氨通过氨供给枪203输送到氨与纯氧 预混室8。

氨供给管路201的截面包括但不限于圆形。

氨供给管路201和供给枪的截面直径范围为0.5mm-500mm。

可选的，氨供给管路201的出口端设置有氨控制阀202、压力传感器和温度 探头，当压力传感器检测到氨供给管路201内的压力低于预设压力时，或者当温 度探头检测到的温度高于预设温度时，则控制氨控制阀202关闭。

可选的，氨供给管路201的出口端设置有流量传感器，当其检测到氨供给管 路201中的流量不在规定的阈值范围内时，则氨混配燃烧系统控制器2020发出 指令调整氨流量。

纯氧供给枪205的截面包括但不限于圆形。

纯氧供给枪205的截面直径范围为0.1mm-500mm。

供氧控制阀204控制纯氧供给枪205，将氧气输送到氨与纯氧预混室208。

可选的，纯氧供给枪205的出口端设置有供氧控制阀204、压力传感器和温 度探头，当压力传感器检测到纯氧供给枪205内的压力低于预设压力时，或者当 温度探头检测到的温度高于预设温度时，则控制供氧控制阀204关闭。

可选的，纯氧供给枪205的出口端设置有流量传感器，当其检测到纯氧供给 枪205中的氧流量不在规定范围内时候，氨混配燃烧系统控制器发出指令调整纯 氧的供应量。

氢或油或燃气供给枪209，其一端形成油气入口，另一端延伸到大型火电电 站锅炉四角切圆燃烧区域2011形成为油气出口，用于分时输送液体或气体燃料。

油包括但不限于重油、轻质油。

燃气包括但不限于天然气、生物质气。

氢或油或燃气供给枪209的轴线与一次风流道206的轴线形成第一夹角。

第一夹角的角度范围为0°-30°。

氢或油或燃气供给枪209的截面包括但不限于圆形。

氢或油或燃气供给枪209的截面直径范围为0.5mm-200mm。

可选的，氢或油或燃气供给枪209的出口端设置有温度探头，当温度探头检 测到的温度高于预设温度时，则控制指令控制助燃燃料控制阀2010关闭。

可选的，氢或油或燃气供给枪209的出口端设置有压力传感器，当压力传感 器检测到的气压或油压低于预设压力时，则控制指令控制助燃燃料控制阀2010 关闭。

通过温度探头和压力传感器的设置，避免回火事故的发生，提高设备的安 全性。

可选的，氢或油或燃气供给枪209的出口端设置有浓度传感器，当其检测到 氢或油或燃气供给枪209中的浓度不在规定阈值范围时，氨混配燃烧系统控制器 20发出指令调整氢、油或燃气的浓度。

实施例3

本发明实施例3提供的氨混配燃烧系统包括燃烧炉膛和燃料输送系统， 所述燃料输送系统和所述燃烧炉膛相互连通，所述燃料输送系统向所述燃烧炉膛 输送的燃料包括氨源燃料。

实施例3为带二次氨的电站煤粉锅炉氨混配燃烧器，如图3所示。

一次氨控制阀3013控制一次氨供给管路3012，将氨通过一次氨供给枪3014 输送到氨与纯氧预混室308。

一次氨供给管路3012的截面包括但不限于圆形。

一次氨供给管路3012和一次氨供给枪3014的截面直径范围为 0.5mm-500mm。

可选的，一次氨供给管路3012的出口端设置有一次氨控制阀3013、压力传 感器和温度探头，当压力传感器检测到一次氨供给管路3012内的压力低于预设 压力时，或者当温度探头检测到的温度高于预设温度时，则控制指令控制一次氨 控制阀3013关闭。

可选的，一次氨供给管路3012的出口端设置有流量传感器，当其检测到一 次氨供给管路3012中的流量不在规定阈值范围时，氨混配燃烧系统控制器3020 发出指令调整氨流量。

二次氨供给管路3015的截面包括但不限于圆形，其截面直径范围为 0.5mm-500mm。

可选的，二次氨供给管路3015的出口端设置有二次氨控制阀3016。

经过二次氨供给管路3015，二次氨控制阀3016控制将氨将直接输送到大型 火电电站锅炉四角切圆燃烧区域3011。

二次氨供给管路3015的出口端设置压力传感器、温度探头和流量传感器。

可选的，二次氨供给管路3015的出口端设置有二次氨控制阀3016、压力传 感器和温度探头，当压力传感器检测到二次氨供给管路3015内的压力低于预设 压力时，或者当温度探头检测到的温度高于预设温度时，则控制指令控制二次氨 控制阀3016关闭。

可选的，二次氨供给管路3015的出口端设置有流量传感器，当其检测到二 次氨供给管路3015中的流量不在规定阈值范围时，氨混配燃烧系统控制器3020 发出指令调整氨流量。

根据锅炉烟气的NO_X的排放量，调整二次氨的加注量，即，二次氨控制阀 3016接收氨混配燃烧系统控制器3020的指令，调整进入大型火电电站锅炉四角 切圆燃烧区域3011的氨的压力、温度和流量。

二次氨供给管路3015设置的加注氨喷口位于炉膛火焰上方(烟气流动方 向)，距离火焰的位置需要根据氨混配燃烧器替换锅炉的多层燃烧器某一层燃烧 器的位置合理设定，并保证锅炉烟气的NO_X的排放满足环保要求。

本例中燃烧器的其它部件结构及连接关系与实施例一中相应结构及连接关 系相同，不再赘述。

实施例4

图4为一种氨混配煤粉锅炉燃烧系统整体示意图。

图4对氨混配煤粉锅炉燃烧系统包括：氨混配燃烧器4017，该燃烧器具有 一种或多种燃料进口，使得不同形态的氨、纯氧、助燃燃料(氢、油或燃气)进入 氨混配燃烧器4017混配后，输送到与之相连的锅炉炉膛4019，使用点火器4018 点燃以进行燃烧。

一次氨供给管路4012与氨储存装置4021相连，向氨混配燃烧器4017供应 氨，一次氨检测器4024检测氨的压力、温度和流量并反馈给氨混配燃烧系统控 制器4020，其控制一次氨控制阀4013来调整氨的输入量。

二次氨供给管路4015直接与锅炉炉膛4019连接，向其供应氨，二次氨检 测器4025检测氨的压力、温度和流量并反馈给氨混配燃烧系统控制器4020其控 制二次氨控制阀以4016调整氨的输入量。

纯氧供给装置4022向氨混配燃烧器4017供应纯氧，根据纯氧检测器4023 检测到的氧的压力、温度和流量，调整供给量。

燃煤检测器4026检测输入的煤粉浓度，将其调整至规定范围内，输入至氨 混配燃烧器4017。

助燃燃料包括天然气、甲烷气、煤气、氢气、汽油、柴油中的一种或几种。

助燃燃料检测器4027检测上述所用燃料的压力、温度和浓度，调整至规定 范围内，输入至氨混配燃烧器17。

一次风供给装置和二次风供给装置，分别向所述系统输送煤粉和纯净空气。

一次风检测器检测一次风的压力、温度和煤粉浓度，并反馈给氨混配燃烧 系统控制器4020，以调节输入锅炉炉膛4019的一次风量和煤粉量。

二次风检测器检测二次风的压力、温度和风量，并反馈给氨混配燃烧系统 控制器4020，以调节输入锅炉炉膛4019的二次风量。

实施例5

图5所示为电站煤粉锅炉氨混配燃烧器结构示意图。

该燃烧器包括：氨供给管路501、氨控制阀502、氨供给枪503、供氧控制 阀504、纯氧供给枪505、一次风流道506、二次风引入管507、氢或油或燃气供 给枪508、助燃燃料控制阀509和大型火电电站锅炉四角切圆燃烧区域5010。

一次风流道506，其一端侧壁上设置有一次风入口，另一端延伸到大型火电 电站锅炉四角切圆燃烧区域5010并形成一次风出口。

一次风流道506用来输送煤粉与空气的混合物。

一次风流道506的出口设置压力传感器、温度探头和浓度传感器，当输送的 一次风的压力、温度和煤粉浓度不在规定范围时，氨混配燃烧系统控制器5017 发出指令调整煤粉与空气混合物的各项参数。

二次风引入管507，其一端侧壁上设置有二次风入口，另一端延伸到大型火 电电站锅炉四角切圆燃烧区域5010并形成二次风出口。

二次风引入管507用来输送预热的空气。

二次风引入管507的出口设置压力传感器、温度探头，当输送的空气压力高 于规定数值、温度大于预设温度时，氨混配燃烧系统控制器5017发出指令调整 所述空气的压力、温度。

二次风引入管507的出口可以设置风量监测器，监测二次风的进风量并反馈 给氨混配燃烧系统控制器5017，以调整进风量。

氨控制阀502控制氨供给管路501，将氨通过氨供给枪503直接输送到大型 火电电站锅炉四角切圆燃烧区域5010。

氨供给管路501的截面包括但不限于圆形。

氨供给管路501和氨供给枪503的截面直径范围为0.5mm-500mm。

可选的，氨供给管路501的出口端设置有压力传感器和温度探头，当压力传 感器检测到氨供给管路501内的压力低于预设压力时，或者当温度探头检测到的 温度高于预设温度时，则控制指令控制氨控制阀502关闭。

可选的，氨供给管路501的出口端设置有流量传感器，当其检测到氨供给管 路501中的流量不在规定的范围内时，氨混配燃烧系统控制器5017发出指令调 整氨流量。

纯氧供给枪505的截面包括但不限于圆形。

纯氧供给枪505的截面直径范围为0.1mm-500mm。

供氧控制阀504控制纯氧供给枪505，将氧气直接输送到大型火电电站锅炉 四角切圆燃烧区域5010。

可选的，纯氧供给枪505的出口端设置有压力传感器和温度探头，当压力传 感器检测到纯氧供给枪505内的压力低于预设压力时，或者当温度探头检测到的 温度高于预设温度时，则控制指令控制供氧控制阀504关闭。

可选的，纯氧供给枪505的出口端设置有流量传感器，当其检测到纯氧供给 枪505中的氧流量不在规定范围内时，氨混配燃烧系统控制器5017发出指令调 整纯氧的供给流量。

氢或油或燃气供给枪508，其一端形成油气入口，另一端延伸到大型火电电 站锅炉四角切圆燃烧区域5010形成为油气出口，用于分时输送液体或气体燃料。

油包括但不限于重油、轻质油。

燃气包括但不限于天然气、生物质气。

氢或油或燃气供给枪508的轴线与一次风流道506的轴线形成第一夹角。

第一夹角的角度范围为0°-30°。

氢或油或燃气供给枪508的截面包括但不限于圆形。

氢或油或燃气供给枪508的截面直径范围为0.5mm-200mm。

可选的，氢或油或燃气供给枪508的出口端设置有温度探头，当温度探头检 测到的温度高于预设温度时，则控制指令控制助燃燃料控制阀509关闭。

可选的，氢或油或燃气供给枪508的出口端设置有压力传感器，当压力传感 器检测到的气压或油压低于预设压力时，则控制指令控制助燃燃料控制阀509 关闭。

氢或油或燃气供给枪508出口端设置温度探头和压力传感器，避免回火事故 的发生，提高设备的安全性。

可选的，氢或油或燃气供给枪508的出口端设置有浓度传感器，当其检测到 氢或油或燃气供给枪508中油气的浓度不在规定的阈值范围时候，氨混配燃烧系 统控制器5017发出指令调整氢、油或燃气的浓度。

图6为本发明氨混配煤粉锅炉燃烧系统整体示意图。

所述氨混配煤粉锅炉燃烧系统包括：氨混配燃烧器5011、纯氧检测器 5012、助燃燃料检测器5013、燃煤检测器5014、氨检测器5015、点火器 5016、氨混配燃烧系统控制器5017、氨储存装置5018和锅炉炉膛5019。

氨混配燃烧器5011具有一种或多种燃料进口，使得不同形态的氨、纯氧、 主燃料或助燃燃料进入其中混合配制后，输送到与之相连的锅炉炉膛5019中， 点火器5016点燃进行燃烧。

氨供给管路1与氨储存装置5018相连，向氨混配燃烧器5011供应氨，氨检 测器5015检测氨的压力、温度和流量并反馈给氨混配燃烧系统控制器5017，其 控制氨控制阀502调整氨的输入量。

燃煤检测器5014检测输入的煤粉浓度，将其调整至规定范围内，输入氨混 配燃烧器5011中。

助燃燃料包括煤粉、天然气、甲烷气、煤气、氢气、汽油、柴油中的一种或 几种。

助燃燃料检测器5013检测所用燃料的压力、温度和浓度，调整至预定范围 内，输入至氨混配燃烧器5011。

一次风供给装置向所述系统输送煤粉；

一次风检测器检测一次风的压力、温度和煤粉浓度，并反馈给氨混配燃烧系 统控制器5017，以调节输入锅炉炉膛5019的一次风量和煤粉量。

二次风供给装置向所述系统输送纯净空气；

二次风检测器检测二次风的压力、温度和风量，并反馈给氨混配燃烧系统控 制器5017，以调节输入锅炉炉膛5019的二次风量。

实施例6

本发明实施例6提供的氨混配燃烧系统为氨混配旋流燃烧系统。

实施例6提供的氨混配燃烧系统包括：燃烧炉膛和燃料输送系统，所述燃 料输送系统和所述燃烧炉膛相互连通，所述燃料输送系统向所述燃烧炉膛输送的 燃料包括氨源燃料。

实施例6提供的氨混配燃烧系统的具体结构如下。参见附图7-8，本发 明实施例提供了一种氨混配旋流燃烧系统，包括：一次风流道601、二次 风流道602、氨燃料输送系统605、旋流风轮603和燃烧炉膛604，所述一次风 流道601、二次风流道602和氨燃料输送系统605分别与所述燃烧炉膛604连通， 所述旋流风轮603设置于所述一次风流道601或二次风流道602中。所述氨燃 料输送系统605向所述燃烧炉膛604输送的燃料为氨源燃料。

其中，所述燃烧炉膛604的侧壁设有开口6041，所述一次风流道601、 二次风流道602和氨燃料输送系统605通过所述开口6041，与所述燃烧炉膛 604垂直连通。一次风流道601通过所述开口6041伸入所述燃烧炉膛604， 用于输送煤粉与空气的混合物。二次风流道602同样通过所述开口6041 伸入所述燃烧炉膛604，用于输送预热的空气。通过在所述一次风流道 601或二次风流道602中设置所述旋流风轮603，能够使得一次风或二次 风产生旋流，利用旋流结构使气体在大型火电电站的燃烧炉膛604中形 成旋流状态、加速混合；不仅缩短火焰长度、增强火焰的刚度，还能提 高混合气体在燃烧炉膛604中的停留时间，充分、高效燃烧。所述氨混 配旋流燃烧系统还包括助燃燃料输送系统606，所述助燃燃料输送系统606与 所述燃烧炉膛604连通，所述助燃燃料输送系统606向所述燃烧炉膛604输送的 燃料为助燃燃料为天然气、甲烷气、生物质气、煤气、氢气、汽油、柴油中的至 少一种。

所述氨燃料输送系统605包括氨源燃料供应管路6051和氨源燃料枪 6052，所述助燃燃料输送系统606包括助燃燃料供应管路6061和助燃燃料 枪6062。为了对输送燃料的流量和速度进行控制，所述氨源燃料供应管 路6051和氨源燃料枪6052之间设置有氨源燃料控制阀6053，所述助燃 燃料供应管路6061和助燃燃料枪6062之间设置有助燃燃料控制阀6063。 优选的，所述助燃燃料枪6062的轴线与一次风流道601的轴线形成第一 夹角。第一夹角的角度范围为0°-30°。所述氨源燃料枪52和助燃燃 料枪6062的截面包括但不限于圆形。所述氨源燃料供应管路6051和所 述助燃燃料供应管路6061的截面直径范围为0.1mm-500mm。所述氨源 燃料控制阀6053和助燃燃料控制阀6063用于控制燃料输送的流量和流速。在本发明的部分实施方式中，所述氨混配旋流燃烧系统还包括控制 模块，所述控制模块分别与所述氨燃料输送系统605的氨源燃料控制阀 6053和/或所述助燃燃料输送系统606的助燃燃料控制阀6063和/或所述二 次氨控制阀6071通讯连接或电连接，用以控制一定温度、压力的氨源燃 料通过所述氨源燃料供应管路6051供给所述氨源燃料枪6052，或用以 控制一定流速和流量的一次风携带的煤粉燃料或助燃燃料通过所述助 燃燃料供应管路6061供给所述助燃燃料枪6062，或用以控制二次氨的流 速和流量。

实施例7

本发明实施例7提供的氨混配燃烧系统为氨混配旋流燃烧系统。

实施例7提供的氨混配燃烧系统包括：燃烧炉膛和燃料输送系统，所述燃 料输送系统和所述燃烧炉膛相互连通，所述燃料输送系统向所述燃烧炉膛输送的 燃料包括氨源燃料。

实施例7提供的氨混配燃烧系统的具体结构如下。本实施例提供了一种 氨混配旋流燃烧系统，包括：一次风流道601、二次风流道602、氨燃料 输送系统605、助燃燃料输送系统606、旋流风轮603和燃烧炉膛604。其 中，所述燃烧炉膛604的侧壁设有开口6041，所述一次风流道601、二 次风流道602、氨燃料输送系统605、助燃燃料输送系统606通过所述开口6041，与所述燃烧炉膛604垂直连通。所述旋流风轮603设置于所述二 次风流道602中。所述氨燃料输送系统605向所述燃烧炉膛604输送氨气， 所述助燃燃料输送系统606向所述燃烧炉膛604输送煤粉。此外，所述氨 燃料输送系统605、助燃燃料输送系统606、二次风流道602向所述燃烧炉膛 604输送的物质还包括氧气。所述氧气为纯氧。

在本实施例中，通过所述氨燃料输送系统605向所述燃烧炉膛604输 送纯氧。通过氨、纯氧的协同引入，可以形成富氧燃烧。尤其在火电厂 中，可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。

实施例8

本发明实施例8提供的氨混配燃烧系统为氨混配旋流燃烧系统。

实施例8提供的氨混配燃烧系统包括：燃烧炉膛和燃料输送系统，所述燃 料输送系统和所述燃烧炉膛相互连通，所述燃料输送系统向所述燃烧炉膛输送的 燃料包括氨源燃料。

实施例8提供的氨混配燃烧系统的具体结构如下。本实施例提供了一种 氨混配旋流燃烧系统，包括：一次风流道601、二次风流道602、氨燃料 输送系统605、助燃燃料输送系统606、旋流风轮603和燃烧炉膛604。其 中，所述燃烧炉膛604的侧壁设有开口6041，所述一次风流道601、二 次风流道602、氨燃料输送系统605、助燃燃料输送系统606通过所述开口6041，与所述燃烧炉膛604垂直连通。所述旋流风轮603设置于所述二 次风流道602中。其中，所述一次风流道601、二次风流道602、氨燃料输送 系统605、助燃燃料输送系统606同轴设置，并且管道直径依次增大。所述一次 风流道601、氨燃料输送系统605、助燃燃料输送系统606伸入所述二次风流道 602，并贯穿所述旋流风轮603的中心位置。

在本实施例中，通过将所述一次风流道601、二次风流道602、氨燃料 输送系统605、助燃燃料输送系统606以同轴的方式伸入所述燃烧炉膛604， 能够进一步提高混合气体在燃烧炉膛604中的燃烧效率。

实施例9

本发明实施例9提供的氨混配燃烧系统为氨混配旋流燃烧系统。

实施例9提供的氨混配燃烧系统包括：燃烧炉膛和燃料输送系统，所述燃 料输送系统和所述燃烧炉膛相互连通，所述燃料输送系统向所述燃烧炉膛输送的 燃料包括氨源燃料。

实施例9提供的氨混配燃烧系统的具体结构如下。如图9所示，本实施 例提供了一种氨混配旋流燃烧系统，包括：一次风流道601、二次风流 道602、氨燃料输送系统605、助燃燃料输送系统606、旋流风轮603和燃 烧炉膛604。其中，所述燃烧炉膛604的侧壁设有开口6041，所述一次 风流道601、二次风流道602、氨燃料输送系统605、助燃燃料输送系统606通过所述开口6041，与所述燃烧炉膛604垂直连通。所述旋流风轮603 设置于所述二次风流道602中。其中，所述氨燃料输送系统605向所述燃烧 炉膛604输送的氨源燃料由再生能源电解制氢装置609和/或火电厂电解制氢装 置608制取的氢气与氮气经过合成氨工艺合成提供。所述再生能源电解制氢装 置609是指采用风力、水力、太阳能、生物质能等可再生能源进行电解制氢的 装置。所述火电厂电解制氢装置608是指普遍在火电厂中使用的电解制氢装置。

实施例10

本发明实施例10提供的氨混配燃烧系统为氨混配旋流燃烧系统。

实施例10提供的氨混配燃烧系统包括：燃烧炉膛和燃料输送系统，所述 燃料输送系统和所述燃烧炉膛相互连通，所述燃料输送系统向所述燃烧炉膛输送 的燃料包括氨源燃料。

实施例10提供的氨混配燃烧系统的具体结构如下。如图10所示，本实 施例提供了一种氨混配旋流燃烧系统，包括：一次风流道601、二次风 流道602、氨燃料输送系统605、助燃燃料输送系统606、旋流风轮603、二 次氨供给管路607和燃烧炉膛604。所述氨混配旋流燃烧系统还包括二次 氨供给管路607、二次氨控制阀6071和二次氨加注口6072，所述二次氨加注口 6072的两端分别与所述二次氨供给管路607和燃烧炉膛604相互连通，所述二 次氨控制阀6071设置于所述二次氨供给管路607和二次氨加注口6072之间。 所述一次风流道601、二次风流道602、氨燃料输送系统605、助燃燃料输 送系统606通过所述开口6041，与所述燃烧炉膛604垂直连通；所述二 次氨管路607通过所述二次氨加注口6072，与所述燃烧炉膛604垂直连 通。所述旋流风轮603设置于所述二次风流道602中。所述二次氨加注 口6072处于氨混配旋流燃烧器火焰的上方(烟气流动方向)，根据烟 道末尾烟气中的NOx排放量的监测合理设置二次氨加注口6072距离火 焰的间距，从而利用还原性气体氨气将NOx还原为氮气，从而降低烟气 的NOx排放量，满足环保要求。

实施例11

本发明实施例11提供的氨混配燃烧系统为氨混配旋流燃烧系统。

实施例11提供的氨混配燃烧系统包括：燃烧炉膛和燃料输送系统，所述 燃料输送系统和所述燃烧炉膛相互连通，所述燃料输送系统向所述燃烧炉膛输送 的燃料包括氨源燃料。

实施例11提供的氨混配燃烧系统的具体结构如下。如图11所示，本实 施例提供了一种氨混配旋流燃烧系统，包括：一次风流道601、二次风 流道602、氨燃料输送系统605、助燃燃料输送系统606、旋流风轮603、二 次氨管路607和燃烧炉膛604。旋流风轮603布置在一次风流道601和 二次风流道602中，使得一次风和二次风均产生旋流，从而实现旋流稳 定燃烧火焰。本实施例也可在单独在一次风流道601布置旋流风轮603，仅 使得一次风携带煤粉产生旋流，从而实现旋流稳定燃烧火焰。

实施例12

本发明实施例12提供了一种采用氨混配燃烧系统实现二氧化碳减排的方 法，其特征在于，所述氨混配燃烧系统利用氨燃料替代化石燃料，实现二氧化碳 减排，其减排量计算公式如下：

F_CO2＝F_化石*X＝(F_氨*Q_氨/Q_化石)*X；

式中，F_CO2为二氧化碳减排量，kgCO2/h；

F_氨为纯氨燃料输入流量，kg/h；

Q_氨为纯氨燃料单位发热量，kJ/kg；

Q_化石为原有化石燃料单位发热量，kJ/kg；

F_化石为被替代的化石燃料量，kg/h；

X为此种化石燃料的单位质量碳排放计算因子，kgCO2/kg；

上述公式假设氨燃料的燃烧发热量等于替代化石燃料的燃烧发热量，即F_氨 *Q_氨＝F_化石*Q_化石；

上述被替代的化石燃料包括煤粉、天然气、煤气、汽油、柴油中的至少一种。

下表1列出了包括煤粉、天然气、煤气、汽油、柴油的若干燃料的碳排放计 算因子的数值表格

表1

说明：

1、低(位)发热量等于29307千焦(kJ)的燃料，称为1千克标准煤(1kgce)。

2、上表前两列来源于《综合能耗计算通则》(GB/T 2589-2008)。

3、上表后两列来源于《省级温室气体清单编制指南》(发改办气候[2011]1041号)。

4、“二氧化碳排放系数”计算方法：以“原煤”为例。

1.9003＝20908*0.000000001*26.37*0.94*1000*3.66667。

表2列出了各类氨燃料和化石燃料的单位燃烧发热量。

表2

燃料类型	平均低位发热量(KJ/Kg)
		原煤	20908
焦炭	28435
		原油	41816
汽油	43070
		煤油	43070
柴油	42550
		氨气	18603
液氨	20054

比如，采用本发明实施例1-11中任意一个所述的氨混配燃烧系统， 采用液氨为燃料，代替化石能源燃料，对二氧化碳进行减排，燃料的液氨燃料输 入流量F_氨为1000kg/h，液氨燃料单位发热量为20054(KJ/Kg)，原有化石能 源燃料单位发热量以汽油为例，Q_化百为43070(KJ/Kg)，汽油燃料的单位质量碳 排放计算因子X为2.9251KgCO2/kg，其中，二氧化碳的减排量为：F_CO2＝F_化石*X＝ (F_氨*Q_氨/Q_化石)*X＝(1000*20054/43070)*2.9251＝1362kgCO2/h，即每小时的 二氧化碳的减排量为1362kgCO2/h。

实施例13

图12是汽车内燃气或燃油混配氨的内燃发动机系统图。

在汽车内设置氨燃料罐，通过控制阀和氨燃料供给管路将氨燃料送入内燃发 动机。

汽车内还设置燃气罐或燃油箱，通过控制阀和燃气或燃油供给管路将燃气或 燃油送入内燃发动机。

氨气与燃气或燃油充分接触燃烧，为汽车提供动力。

使用所述混烧氨的新型内燃发动机，可以减少汽车的硫化物和CO₂的排放量， 缓解环境恶化的速度，间接实现氢能源在汽车行业的应用(氨是良好的储氢材 料)，节能环保，高效利用氢能源。

实施例14

图13是燃气或燃油混配氨的内燃发电机示意图。

氨燃料与燃气或燃油混烧的应用场景，发电行业有大型燃煤燃气火力发电 站，同时也有中小型的内燃机发电机或外燃斯特林发电机。

设置氨燃料罐，通过控制阀和氨燃料供给管路将氨燃料送入内燃发电机或外 燃斯特林发电机。

设置燃气罐或燃油箱，通过控制阀和燃气或燃油供给管路将燃气或燃油送入 内燃发电机或外燃斯特林发电机。

氨气与燃气或燃油充分接触燃烧，为发电机提供原始动力。

实施例15

图14为氨混配燃烧方法的具体实施步骤。

步骤1，选择氨储存设备及供给氨的类型，如氨气、液氨或氨水；

步骤2，选择氨混配燃烧器的类型，选配时考虑如下因素：

(1)氨种类，根据氨气、液氨或氨水选配不同的氨混配燃烧器类型。

(2)混配燃料类型，根据煤粉、天然气、甲烷气、煤气、氢气、汽油、柴油 等助燃燃料的不同类型，选择氨混配燃烧器的类型及结构形式。

(3)是否需要纯氧添加，形成富氧燃烧。需要则燃烧器内设置纯氧供给枪或 纯氧与氨的预混室。

步骤3，氨混配燃烧系统控制模块判断燃料供给管路和点火模块是否满足工 作条件，工作条件包括：氨供给压力和温度，一次风压力和煤粉浓度，燃气或燃 油供给压力，空气供给压力和温度，纯氧供给压力和温度是否具备点火条件，点 火器供电或供油是否满足点火条件。

满足工作条件则进行步骤4；

若不满足工作条件，则进行步骤3.1；

步骤3.1调节燃料供给管路和点火模块，使其具备工作条件；

步骤4，接受点火控制信号，燃料供给管路供给燃料，点火模块执行点火操 作。

根据燃烧负荷要求，利用混配燃烧系统控制模块控制燃料供给量，氨及其他 燃料的混配比例，满足燃烧负荷要求。

本发明所提供的以氨作为燃料的必须组成部分的燃烧器，可以应用于火力发 电厂、汽车发动机系统和内燃发电机等领域。这样做，不但可以降低现有化石燃 料燃烧的碳排放强度，减少环境的污染；同时可以大量利用再生能源发电、电解 制氢并合成氨，充分高效利用现有能源，使人类摆脱化石能源的桎梏，进入氨能 源的新时代。

显然，上述实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施 例。基于本发明中的实施例，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 在本发明的保护范围之内。