全球首套兆瓦級工業(yè)爐零碳純氨燃燒器試驗成功

記者從西安交通大學(xué)獲悉，由該校參與共同開(kāi)發(fā)的全球首套兆瓦級工業(yè)爐零碳純氨燃燒器及配套系統近日在江蘇省江陰市熱態(tài)試驗獲得成功，標志著(zhù)中國在工業(yè)爐零碳純氨清潔高效燃燒技術(shù)領(lǐng)域實(shí)現全球首次重大突破，為能源化工行業(yè)節能減排、綠色低碳轉型發(fā)展開(kāi)辟了一條新路徑。

項目研發(fā)團隊在熱態(tài)試驗現場(chǎng)合影。西安交通大學(xué)供圖

該項目攻關(guān)團隊圍繞純氨燃料點(diǎn)火規律、火焰傳播速度與流場(chǎng)特性匹配關(guān)系、純氨燃料穩定燃燒條件，以及純氨燃燒器及配套系統等關(guān)鍵技術(shù)展開(kāi)了研究，完成了核心技術(shù)和裝備的自主開(kāi)發(fā)、設計和建造工作。今年3月上旬，在江蘇焱鑫科技股份有限公司“氫/氨/碳基燃料工業(yè)燃燒測試中心”進(jìn)行了熱態(tài)試驗，成功實(shí)現兆瓦級純氨燃燒器的滿(mǎn)負荷穩定運行測試，驗證了氨作為工業(yè)爐替代燃料的可行性，可替代天然氣等傳統氣體燃料，實(shí)現零碳排放。

純氨燃燒熱態(tài)實(shí)驗現場(chǎng)狀態(tài)。西安交通大學(xué)供圖

據介紹，氨作為一種安全、清潔、低成本儲存運輸的零碳燃料，可實(shí)現從源頭減碳。以單臺100MW工業(yè)爐為例，使用純氨燃料每年可減少二氧化碳排放約17萬(wàn)噸。

純氨燃燒器的試驗成功，為氨燃料在石化行業(yè)推廣應用奠定了堅實(shí)基礎，在陶瓷、冶煉等其他高碳排放行業(yè)也具有廣闊的應用前景。

西安交通大學(xué)參與團隊為能源與動(dòng)力工程學(xué)院、綠色氫電全國重點(diǎn)實(shí)驗室黃佐華教授、王金華教授、張猛副教授團隊。團隊研究方向面向航空航天、燃氣輪機及內燃動(dòng)力裝置中的基礎燃燒過(guò)程;動(dòng)力裝備、工業(yè)過(guò)程的零碳燃料利用，特別是在燃氣輪機氣/液氨旋流高效低氮燃燒，工業(yè)過(guò)程大尺度氨燃燒控制以及氨燃燒關(guān)鍵污染物監測等方面開(kāi)展了系統深入研究。

團隊圍繞零碳燃料利用開(kāi)展氫氨高效穩定燃燒以及燃燒強化、燃料型NOx排放控制兩個(gè)方面研究，揭示氨燃燒穩定本質(zhì)機理，系統闡述了氨燃燒強化方法以及應用于燃機、工業(yè)過(guò)程的可能性，從NOx生成路徑以及燃燒組織方面提出了有效的NOx控制策略，闡明了基礎燃燒、實(shí)驗室旋流燃燒和工業(yè)燃機過(guò)程的關(guān)聯(lián)性，提出了氨燃料燃燒利用研究領(lǐng)域的基礎研究方向、研究方法拓展，以及未來(lái)潛在的燃燒技術(shù)。

團隊研究面向能源結構化調整，服務(wù)新型能源循環(huán)經(jīng)濟、“雙碳”目標等國家戰略，響應國家和社會(huì )發(fā)展的重大需求。研究領(lǐng)域還包含燃料化學(xué)反應動(dòng)力學(xué)以及燃料物性調控，液態(tài)燃料霧化蒸發(fā)過(guò)程以及燃燒控制和強化，層流/湍流火焰動(dòng)力學(xué)，并在氫氨燃料改性以及高效低氮利用技術(shù)研究領(lǐng)域取得一系列成果。