氨燃料在燃烧设备中的应用及展望
张瑞方
张扬
张海
清华大学能源与动力工程系热科学与动力工程教育部重点实验室,北京 100084
摘要：在碳中和战略背景下,氨(NH3)作为一种无碳燃料受到广泛关注,近年来在全面开展氨燃料燃烧基础研究的同时,也在多种工业设备上开展应用研究和工程示范.介绍多种应用场景氨燃料经济性的最新进展,综述了氨燃料在燃煤锅炉等燃烧设备中的应用研究进展,重点关注各类应用研究在克服氨燃烧性质较差、NOx排放高两大技术挑战上采取的措施,展望了氨燃料燃烧技术发展前景.工业应用研究表明,氨燃料可通过与原有燃料或H2、甲烷等高活性燃料掺混燃烧提高燃烧强度,甚至可通过预热、催化分解及富氧等措施实现单独燃烧;在各类燃烧设备中降低NOx最普遍有效方法是空气分级燃烧.内燃机中NH3较易稳定燃烧,但NOx排放偏高,控制NOx排放是未来工作重点.NH3燃料在燃气轮机的应用研究主要集中在数值模拟和少量小型燃机试验,实现NH3稳定、低NOx燃烧,但缺乏大型燃机工业研究.NH3燃料在锅炉上应用研究集中在煤粉锅炉中氨煤混燃,我国近期在300 MW煤粉锅炉上开展最大掺NH3热值比为35％的工业试验.发展更高掺NH3比燃烧技术是该应用方向发展的重点.循环流化床(CFB)锅炉NH3燃烧技术具有独特优势,建议重点关注.
关键词：氨燃料燃烧工业应用碳中和
分类号：TK91(氢能及其利用)
资助基金：国家重点研发计划(2021YFA0716201)清华大学山西清洁能源研究院揭榜挂帅资助项目(2023JZ0501001)
论文发表日期：2024-05-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 46-55 )
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