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【皖美首台套】掺氨燃烧,让煤电变“绿”

2024.11.28

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首台套重大技术装备大容量液氨蒸发器

1吨煤燃烧以后产生接近2.6吨的二氧化碳。

据中国电力企业联合会发布的《2023 年电力行业经济运行报告》显示,2023年我国煤电发电量占总发电量比重接近六成,煤电仍将长期是我国电力供应安全的重要支撑,加快煤电清洁低碳转型迫在眉睫。

如果应用大比例掺氨清洁高效燃烧技术,以氨作为燃料替代部分燃煤,以1吨氨替代1吨煤,既可以减少燃煤的使用量,也可以省2.6吨的二氧化碳排放,掺氨燃烧为煤电降碳减排提供了切实可行的路径。

氨邦科技有限公司创新自主研发的“燃煤电厂掺氨燃烧成套技术及关键设备”让燃煤机组大比例掺氨清洁高效燃烧成为可能,也成功入选国家能源局公布第三批能源领域首台(套)重大技术装备(项目)名单。

坚守一线 实干护航创新

“只有通过自主研发,企业牢牢握住拥有核心技术的自主知识产权,才能不受制于人,才能够在激烈的市场竞争中占据主动地位!”谈起研发创新,氨邦科技有限公司董事长刘养炯很是激动,作为一名实干派,回想起当初的研发实验,他也是感慨万千。

2022年设备实验攻坚前夕,长江航运受到影响,用于研发实验测试的燃烧器迟迟未能到位。他努力联系各方面,争取提高运输效率,在最后的时间关口将燃烧器成功运到厂内。燃烧器一卸货,刘养炯带领的技术团队便开始了紧锣密鼓的安装施工,安装完成后,技术团队便马不停蹄连夜进行调试。

由于国内此前从未有过工业级电站锅炉纯氨燃烧器的应用先例,所以调试运行是一个非常有挑战性的工作,针对供氨的稳定性、风量的配比、燃烧火焰的检测都需要去解决和优化。虽然有理论数据作为参考,但燃烧器实装的锅炉已运行二十多年,锅炉本身的一些技术参数已经和出厂发生偏差,炉膛实际运行工况复杂,仅仅依靠理论计算数据调整远远不够,必须根据实际情况进行二次调优。

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300MW燃煤机组掺氨燃烧试验现场

经过一天一夜的不懈努力,4月27日凌晨,一缕略带点黄绿色的火焰出现在集控室的屏幕上,映入现场技术人员的眼帘,接下来,燃烧器稳定燃烧了三个多小时,直至将所有的存氨全部烧尽。这是“燃煤电厂掺氨燃烧成套技术及关键设备”创新研发的胜利,也标志着我国首台自主研发的大功率纯氨燃烧器正式点火成功!

据了解,该设备包括氨燃烧器、氨蒸发器、等离子体氨裂解器三大核心装备和长距离供氨气化控制系统、集成等离子的燃烧器控制系统、炉膛温度场和气体成分在线检测系统三套控制系统。

目前,该套技术和设备已在皖能铜陵公司300MW燃煤机组成功实现多工况负荷下掺氨10%—35%平稳运行,率先取得大型煤电机组大比例掺氨燃烧工程化应用关键技术的重大突破,达到国际先进、国内领先水平。

产业变革 创新领航发展

氨邦科技有限公司于2022年3月,由安徽省皖能股份有限公司、合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽省能源实验室)和安徽省皖能资本投资有限公司依法共同出资设立,是一家专业从事新能源技术研发、储能技术服务、电力行业高效节能技术研发、碳减排、碳转化、碳捕捉技术研发、在线能源监测技术研发、软件开发、新能源原动设备生产制造的企业。

公司负责人告诉记者,使用掺烧技术后可以实现更低的二氧化碳、硫化物及其他固体颗粒物排放,有助于改善生态环境,符合可持续发展的要求。因此,燃煤电厂掺氨燃烧成套技术及关键设备的研制成功不仅代表氨邦公司在掺氨燃烧领域已达到国内同行业的技术前沿,更能促使整个行业向更高层次迈进,引领新一轮的技术革新潮流,助力火电行业在生产过程中实现降碳目标。

2024年7月,国家能源局发布《煤电低碳化改造建设行动方案(2024—2027年)》,将绿氨掺烧作为煤电低碳化改造的技术方案之一。绿氨掺烧技术作为煤电低碳转型的创新技术路线,适用于现役煤电机组改造。绿氨掺烧技术可以与现有的燃烧设备和系统兼容,减少对大规模改造和新设备需求,为现役煤电机组低碳转型在短中期内提供了一个可行的转型途径。

对于氨邦公司而言,首台套设备认定成功让他们备受鼓舞。“我们利用‘首台套’的认证优势,积极开拓市场,寻找潜在客户。积极进行市场推广和产业化应用的同时,聚焦关键环节核心技术不断升级,搭建创新平台推动创新能力提升,并加强对外合作共享技术创新成果。”公司相关负责人告诉记者,接下来,公司将顺应氢氨能与新型电力系统融合发展趋势,立足皖能集团氢氨能产业链发展基础,重点聚焦中游煤电掺氨燃烧设备和技术,通过战略投资、对外合作等方式向产业链上下游延伸。