- 林翅;王毅斌;尹天明;刘兴;谭厚章;
针对当前燃煤电厂普遍存在的燃料成本高、低负荷稳燃性能弱及调峰能力不足等问题，基于电厂周边可再生能源状况，提出一种厂内光伏发电制氢制氧与燃煤锅炉掺氢掺氧协同的集成运行方案。通过构建全尺寸四角切圆燃煤锅炉数值模型，验证纯煤粉燃烧工况下温度场、组分含量及飞灰含碳量的模拟精度，为掺混优化提供基准参照。以厂内20 MW光伏发电制氢制氧的典型应用场景为例，系统研究3种氢气与氧气掺混方式对炉内燃烧效率、燃尽特性及NO_x生成的影响规律。模拟结果表明：采用独立氢气喷口与一次风掺氧的协同掺烧模式可显著改善燃烧性能，炉膛出口飞灰含碳量较纯煤粉燃烧降低至0.97%，燃烧效率提升明显；同时，配合氢气燃烧产生的活性基团对NO_x的还原作用，使烟气中NO_x排放质量浓度降至294.0 mg/m~3，较基准工况下降约25%。该模式通过可再生能源制氢制氧实现燃煤替代与燃烧优化双重效益，不仅能够降低煤耗，还可拓展燃煤锅炉稳燃负荷下限，为燃煤机组低碳化改造与灵活性提升提供了可工程化实施的技术参考路径。
2025年08期 v.54;No.465 104-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 1233K] [下载次数：330 ] |[网刊下载次数：0 ] - 钱琳;张洋溢;贾子秀;杨振宇;余波;
“双碳”目标下，氨作为零碳燃料有望成为化石燃料的替代品。针对氨燃烧存在的燃烧速度慢、点火能量高、着火延迟显著等问题，基于Shrestha、Mei、Mei-2021、Stagni、CEU-NH_3、Gotama和Glarborg的不同氨燃烧化学反应动力学机理，采用Chemkin模拟研究了初始温度、压力及氧体积分数对氨燃烧特性的影响。结果表明：初始温度增加，氨层流火焰传播速度提高，点火延迟时间降低，有利于氨的着火及燃烧；压力增加层流火焰传播速度降低，但点火延迟时间显著降低，压力增加有利于着火但不利于火焰传播；氧体积分数增大，层流火焰传播速度增大，峰值向稀燃方向移动；并通过敏感性分析揭示了H+O_2=O+OH、NH_2+NO=NNH+OH和NH_2+NO=H_2O+N_2的分支比对火焰传播的正向促进作用，而NH_2+O=HNO+H会抑制火焰传播；反应H+O_2(+M)=HO_2(+M)、NH_3=H+NH_2、HNO=H+NO及NH_2+HO_2=NH_3+O_2在高压下呈高敏感性；HNO和N_iH_i的反应在稀燃燃烧时敏感性系数较高；H_2NO是影响高压低温时点火延迟时间的重要中间组分；通过优化氨燃烧条件调控关键反应路径及反应动力学可改善氨燃烧特性。
2025年08期 v.54;No.465 113-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 1429K] [下载次数：320 ] |[网刊下载次数：0 ] - 张波;张国军;贾子秀;王志超;李宗泰;晋中华;房凡;
分析某600 MW燃煤机组掺烧氢/氨对NO_x排放的影响。根据煤质分析及试验结果修正反应动力学文件，根据流体动力学（CFD）模拟结果构建完全搅拌全混流反应器（perfectly stirred reactor,psr）反应器网络，结合采用化学反应动力学分析方法，对锅炉在一次风、周界风、二次风、二次风后4个位置的5个方案，分别掺烧氢/氨后的NO_x排放进行分析，结果表明：对于所研究的锅炉，氢气掺烧位置位于二次风方案，掺氢20%工况，NO降低32.4%、未燃尽碳排放量与纯煤工况相当；氨气掺烧位置位于二次风后方案，NO排放量略高于纯煤工况，未燃尽碳排放量显著减小。上述2个方案是该锅炉以NO_x排放作为评价指标的掺氢/氨燃烧的推荐方案。该方法和结论可为掺烧氢/氨技术的工程实施提供设计依据。
2025年08期 v.54;No.465 124-130页 [查看摘要][在线阅读][下载 884K] [下载次数：278 ] |[网刊下载次数：0 ] - 钟世龙;林启富;吴殿武;宋亚伟;刘成周;武晨;陈龙威;李振阳;陈维晔;冯汉升;罗广南;
针对氨燃料燃烧性能差和尾气NO_x排放量高的问题，在耦合滑动电弧等离子体发生器的旋流燃烧器上开展增强氨燃烧的实验，研究了甲烷助燃、等离子体助燃以及等离子体耦合甲烷助燃等不同助燃方式对氨燃烧旋流火焰特性和NO生成特性的影响。实验结果表明：相较于甲烷助燃，等离子体耦合甲烷助燃和等离子体助燃都能有效提高氨燃烧稳定性，扩展氨旋流火焰稳燃极限范围，在NH_3/空气当量比为0～5.0的范围内均可正常燃烧；与单一的甲烷助燃及等离子体助燃相比，等离子体耦合甲烷助燃（等离子体功率为0.8 kW、甲烷输入量为1 L/min）工况下放电产生的H_α及OH活性粒子能够得到显著增强，进而增强了等离子体助燃中的化学效应，并且在NH_3/空气当量比从0.6增加至0.8时，尾气中NO排放质量浓度从超过7 000 mg/m~3开始快速下降至100 mg/m~3左右。此外，气体温度只比单纯等离子体助燃工况稍低，单纯等离子体助燃工况下的氨燃烧火焰温度最高可达2 030 K左右。
2025年08期 v.54;No.465 131-141页 [查看摘要][在线阅读][下载 1522K] [下载次数：133 ] |[网刊下载次数：0 ] - 白晨曦;宋佳星;韩志江;李月华;张翔;
对某300 MW四角切圆锅炉60%负荷工况掺烧20%氨气进行模拟研究，分析煤粉锅炉掺氨燃烧过程，寻求最佳的煤氨共燃方案以保证最优燃烧效率以及最低的污染物排放。采用数值模拟方法，通过调整氨气燃烧器的位置和燃尽风比例，系统分析了炉内烟气温度场、燃烧组分摩尔分数分布、燃烧特性以及炉膛出口NO_x排放水平。综合分析表明，在燃尽风比例为33.5%时，将氨气燃烧器布置在顶层三次风与CD层二次风的位置为最佳煤氨共燃方案。该方案在保证燃烧效率与稳定性的同时，可将NO_x排放水平控制在与纯燃煤工况相当的NO_x排放水平，这为大型燃煤电厂实现清洁高效燃烧提供了新的思路。
2025年08期 v.54;No.465 142-151页 [查看摘要][在线阅读][下载 1332K] [下载次数：322 ] |[网刊下载次数：0 ] - 宋和斌;郭修文;韩金克;夏永俊;吴建群;李志华;方庆艳;
某660 MW对冲锅炉设计采用下位燃尽风错层布置，投运前墙上层燃烧器时炉膛出口NO_x质量浓度高、燃尽效率低，利用数值模拟研究满负荷工况磨煤机组合运行方式和前墙下位燃尽风率、射流角度、喷口高度对锅炉燃烧及NO_x排放特性的影响。结果表明：停用前墙上层燃烧器后，NO_x排放质量浓度降低了29.49 mg/m~3，且飞灰含碳量降低了0.16%，实际运行推荐采用BCDEF层燃烧器组合方式；下位燃尽风总风率不变，前墙下位燃尽风率由10.2%提高到14.2%后NO_x排放质量浓度增大，当风率超过13.2%，后墙下位燃尽风不足导致燃尽效率降低，实际运行时前墙下位燃尽风率宜控制在12.2%～13.2%；当前墙下位燃尽风由斜向下15°改为水平喷入后，NO_x排放质量浓度降低了18.13 mg/m~3，飞灰含碳量增加0.38百分点；前墙下位燃尽风喷口上移对齐后墙下位燃尽风喷口后，NO_x排放质量浓度降低了41.78 mg/m~3，飞灰含碳量增加0.68百分点。相对常规下位燃尽风喷口对冲布置锅炉，错层布置后深度空气分级燃烧效果减弱，但燃尽率提高，可调节性增强。
2025年08期 v.54;No.465 152-159页 [查看摘要][在线阅读][下载 1038K] [下载次数：435 ] |[网刊下载次数：0 ] - 许慧;张子皓;赵瑞东;陈天举;武景丽;方龙;吴晋沪;
生物质与煤混烧可降低燃烧过程中的污染物和碳排放，但二者混烧过程中污染物排放和成灰特性及其关键影响因素仍缺乏系统的对比研究。采用小型流化床装置研究了稻壳（RH）和烟煤（SC）混烧特性，考察了燃烧温度、反应气氛和掺混比例等对混烧过程NO和SO_2排放规律及成灰特性的影响。结果表明：随燃烧温度升高，混烧过程NO排放质量浓度先升高后降低，SO_2排放质量浓度则逐渐升高，高温会促进灰中矿物发生相互作用，生成Na_2Al_2SiO_6等物质，降低混烧灰熔点；贫氧气氛下提高O_2体积分数会导致NO和SO_2排放质量浓度升高，富氧气氛下随O_2体积分数增大，NO排放质量浓度逐渐降低，而SO_2排放质量浓度则先升高后降低，反应气氛对混烧灰主要组成和晶体结构的影响相对较小；添加RH能够有效降低混烧过程的NO和SO_2排放，随RH掺混比例增大，灰中Ca_3Al_2O_6易与SiO_2等形成低熔点化合物，导致灰出现明显的熔融现象。
2025年08期 v.54;No.465 160-167页 [查看摘要][在线阅读][下载 954K] [下载次数：240 ] |[网刊下载次数：0 ] - 文海南;张向宇;刘雯;马兆耀;杜智华;徐世明;
利用大型燃煤机组掺烧垃圾衍生燃料（refuse derived fuel,RDF）可以减少碳排放，同时破解垃圾治理难题。为验证RDF在燃煤锅炉中掺烧的可行性，首先利用一维炉开展煤粉与RDF耦合燃烧试验，确定RDF的容纳比例极限，然后在4 MW锅炉上开展煤与RDF耦合燃烧的中试试验，研究了RDF掺烧对锅炉制粉、燃烧、污染物排放及沾污结渣的影响。结果表明：RDF掺烧质量比小于10%时，烟气中的二噁英质量浓度、灰渣中的二噁英及重金属质量浓度均小于污染物控制标准；10%的RDF与煤在中速磨煤机中共磨时，煤粉细度R_(90)增大到27.2%；煤与RDF混合掺烧时，火焰温度及NO_x生成质量浓度均减小，燃尽风区域结渣加重，水平烟道沾污变化较小，底渣中可燃物质量分数增大约15%。该结论将为燃煤锅炉掺烧RDF提供参考。
2025年08期 v.54;No.465 168-174页 [查看摘要][在线阅读][下载 913K] [下载次数：144 ] |[网刊下载次数：0 ]