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49

卷第

6

期煤炭学报Vol.

49No.

6

2024

6

月JOURNAL

OF

CHINA

COAL

SOCIETYJune

2024

煤炭掺氨燃烧基础研究与技术应用研究进展

111,

2111

司桐

黄骞

杨远平

马鹏

雷小洋

李水清

(1.

清华大学

热科学与动力工程教育部重点实验室,

北京100084;2.

北京石油化工学院

机械工程学院,

北京102617)

摘要:能源安全和“双碳”目标影响着全球能源产业链供应链,对我国能源电力系统的安全高效

和绿色低碳转型提出了迫切的要求。为保障能源安全,煤电在未来相当长一段时间内仍是我国电

力供应安全及可再生能源消纳的重要支撑。为实现碳中和,能源系统逐渐从主要依赖化石能源转

向以可再生能源为主,但可再生能源的间歇性、随机性、波动性特点使得电力系统调节更加困难,

系统平衡和安全问题更加突出。在这种情况下,以氨为代表等零碳燃料在处理可再生能源的间歇

性方面发挥着不可或缺的作用,其既可作为长时大规模储能的载体来实现可再生能源大规模消纳,

又可灵活地用在锅炉等动力设备中直接替代燃用。然而,由于零碳燃料与化石燃料在理化性质上

的差异,导致零碳燃料在燃用过程中存在如火焰稳定性差、易生成氮氧化物等问题,给氨燃料的

大规模利用带来了挑战。为此,从煤炭掺氨燃烧的可行性、经济性和必要性出发,对氨煤共燃的

化学反应动力学、燃烧特性(着火、稳燃)和污染物生成特性(NO、飞灰颗粒物和碳烟生成)进行

x

了全面综述,并讨论了以无量纲准则数为基础的燃烧器模化放大准则,详细探讨了现有工业级氨

煤燃烧器高效稳定燃烧控制策略,CN燃料分级、空气分级及其联合控制均有效降低NO的排

x

放,未来融合人工智能、大数据及数字孪生等信息化技术,有望从源头为下一代面向双碳战略的

新型绿色动力发电系统的研发提供科学支撑和路径参考。

关键词:氨煤共燃;低碳;NO;分级燃烧;模化放大;人工智能

x

中图分类号:TQ534文献标志码:A文章编号:0253−9993(2024)06−2876−11

Advancementsandfutureoutlookinfundamentalresearchandtechnological

applicationsforammoniaco-firingwithcoal

111,

2111

SI

Tong,

HUANG

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