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廣州能源所在煤電機組低負(fù)荷穩(wěn)燃技術(shù)方面取得新進展

研發(fā)快訊 2025年07月10日 09:53:32來源:中國科學(xué)院廣州能源研究所 1526
摘要中國科學(xué)院廣州能源研究所團隊提出了一種新型旋流燃燒器低負(fù)荷穩(wěn)燃技術(shù),有效解決了傳統(tǒng)燃燒器在極低負(fù)荷運行時存在的中心燃燒延遲、噴嘴過熱及氮氧化物排放過高等關(guān)鍵難題。

  【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】隨著“雙碳”目標(biāo)的推進,我國光伏和風(fēng)電裝機容量及占比迅速增長,煤電的碳減排壓力和靈活調(diào)峰壓力越來越大。生物質(zhì)能的利用是助力實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要力量,《煤電低碳化改造建設(shè)行動方案(2024-2027年)》將生物質(zhì)摻燒列為煤電低碳化改造的首選方案。在生物質(zhì)摻燒比例和煤電機組深度調(diào)峰壓力均增加的情況下,煤粉燃燒器低負(fù)荷運行成為常態(tài),維持其穩(wěn)定燃燒是鍋爐安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟運行的保障。
 
  針對上述問題,中國科學(xué)院廣州能源研究所生物質(zhì)高值化利用研究中心生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化科研團隊聯(lián)合哈爾濱工業(yè)大學(xué)提出了一種新型旋流燃燒器低負(fù)荷穩(wěn)燃技術(shù),有效解決了傳統(tǒng)燃燒器在極低負(fù)荷運行時存在的中心燃燒延遲、噴嘴過熱及氮氧化物排放過高等關(guān)鍵難題。研究團隊通過實驗與仿真相結(jié)合的方法,開發(fā)出兩種優(yōu)化旋流燃燒器,引入創(chuàng)新的間隙風(fēng)結(jié)構(gòu),顯著提升了燃燒器內(nèi)氣體顆粒的混合與回流區(qū)域的強度,使流場旋流數(shù)提高近50%,回流比由傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的36%提升至60%以上。優(yōu)化后燃燒器的中心著火位置顯著前移,燃用煙煤時,從傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)噴嘴下游處的2.5米提前至0.15米和1.2米,能有效增強其穩(wěn)定著火性能并緩解噴嘴過熱問題。該技術(shù)的應(yīng)用只需對現(xiàn)有燃燒器結(jié)構(gòu)進行部分改動,為煤電機組低負(fù)荷穩(wěn)燃難題提供了有效解決方案。
 
原型燃燒器噴口燒毀機制及優(yōu)化前后噴口流場形態(tài)
 
新型外環(huán)濃縮旋流煤粉燃燒器
 
新型中心濃縮旋流煤粉燃燒器
 
優(yōu)化前后燃燒器火焰形態(tài)對比
 
  近日,該研究成果以O(shè)ptimization of a swirl burner with universal low-load stable combustion technology: Investigating flow characteristics, combustion performance, and fuel adaptability為題發(fā)表于Energy期刊。論文第一作者為博士研究生武修一,通訊作者為劉華財正高級工程師、陰秀麗研究員。
 
  該研究獲得中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項課題的資助。

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