用于氨煤混燃的平焰燃烧实验装置及其使用方法与流程

本发明涉及氨煤燃烧试验，具体涉及一种用于氨煤混燃的平焰燃烧实验装置及其使用方法。

背景技术：

1、现如今，如何加强煤炭清洁高效利用是亟待解决的问题，同时随着新能源的发展，煤炭作为保障性能源，煤电机组需要满足深度调峰下锅炉安全、平稳和高效运行。基于此，氨作为一种清洁、无碳、能量密度高的燃料，将煤粉与氨气混合燃烧是促进煤电机组更高效、清洁、低碳及灵活发展的有效方式，也是解决低负荷燃烧条件下锅炉的稳燃与燃尽，促进煤电机组与新能源有机融合互补发展的有效措施。因此，在平焰燃烧器上开展氨煤混燃实验，探究其燃烧机理及排放特性，对阐明氨煤混燃的相互作用至关重要。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种用于氨煤混燃的平焰燃烧实验装置，以得到氨煤混燃在平焰燃烧器上的燃烧机理以及排放特性，用于阐明氨煤混燃之间的相互作用；本发明还公开了一种用于氨煤混燃的平焰燃烧实验装置的使用方法，以得到氨煤混燃在平焰燃烧器上的燃烧机理以及排放特性，用于阐明氨煤混燃之间的相互作用。

2、本发明实施例的用于氨煤混燃的平焰燃烧实验装置包括支撑架、平焰燃烧器、第一筒体和颗粒物捕集装置，所述平焰燃烧器设于所述支撑架上，所述平焰燃烧器上具有相互连通的第一进气口和第一出气口、相互连通的第二进气口和第二出气口以及相互连通的第三进气口和第三出气口，所述平焰燃烧器上还具有燃烧平面，所述第一出气口、所述第二出气口和所述第三出气口均设于所述燃烧平面上；

3、所述第一筒体为透明材质制作，所述第一筒体的一端与所述平焰燃烧器相连且所述燃烧平面设于所述第一筒体内，所述第一筒体在其轴向上设有多个间隔布置的取样口；

4、所述颗粒物捕集装置与所述第一筒体的另一端连通，所述颗粒物捕集装置内设有多级采样膜，所述采样膜用于采集所述平焰燃烧器燃烧烟气中的颗粒物。

5、在一些实施例中，所述第一出气口和所述第二出气口的数量均为多个，多个所述第一出气口和多个所述第二出气口间隔设于所述燃烧平面上。

6、在一些实施例中，多个所述取样口包括第一部分和第二部分，在所述第一筒体的轴向上，所述第一部分相对于所述第二部分更邻近所述燃烧平面设置，所述第一部分和所述第二部分中均包括多个所述取样口；

7、其中所述第一部分中任意相邻两个所述取样口的间距小于所述第二部分中任意相邻两个所述取样口的间距。

8、在一些实施例中，所述第一部分中的多个所述取样口均匀间隔布置，和/或所述第二部分中的多个所述取样口均匀间隔布置。

9、在一些实施例中，本发明实施例的用于氨煤混燃的平焰燃烧实验装置还包括水冷装置，所述水冷装置设于所述平焰燃烧器上，所述水冷装置上具有冷却腔以及与所述冷却腔连通的第一进水口和第一出水口，所述水冷装置用于对所述平焰燃烧器冷却降温。

10、在一些实施例中，本发明实施例的用于氨煤混燃的平焰燃烧实验装置还包括还包括伴热带，所述伴热带环绕在所述颗粒物捕集装置上，所述伴热带用于将所述采样膜加热至℃-℃。

11、在一些实施例中，本发明实施例的用于氨煤混燃的平焰燃烧实验装置还包括还包括加热管，所述加热管包括在内外方向上间隔设置的内管和外管，所述内管和所述外管之间限定出加热腔，所述内管上具有第四进气口和第四出气口，所述外管上具有与所述加热腔连通的第二进水口和第二出水口，所述第四进气口置于所述第一筒体内。

12、在一些实施例中，本发明实施例的用于氨煤混燃的平焰燃烧实验装置还包括还包括过滤器，所述过滤器设于所述加热管和所述颗粒物捕集装置之间，所述加热管排出的烟气经过所述过滤器过滤后进入所述颗粒物捕集装置内。

13、在一些实施例中，所述颗粒物捕集装置为冲击式尘粒分级仪elpi。

14、本发明实施例的用于氨煤混燃的平焰燃烧实验装置的使用方法，该方法基于上述任一实施例中所述的用于氨煤混燃的平焰燃烧实验装置，包括以下步骤：

15、在点火前，对所述采样膜进行称重，并记录称重数据，在称重过程中保证周围气流稳定，环境温度恒定，同时将所述第一进气口、所述第二进气口和所述第三进气口均通入氮气，以排出管路中的其他气体；

16、将氮气和氧气按照第一预设比例通入所述第一进气口，将一氧化碳和氨气按照第二预设比例通入所述第二进气口，将氮气携带煤粉通入第三进气口，然后对所述平焰燃烧器进行点火；

17、观察所述平焰燃烧器在燃烧过程中的火焰形态，通过所述取样口对所述平焰燃烧器燃烧后的烟气进行取样，并利用烟气分子仪对取样的烟气中的成分进行分析；

18、利用冲击式尘粒分级仪elpi对各级所述采样膜中的烟气颗粒进行化学分析或比重分析，以检测烟气中的元素、形态和含量的变化。

19、本发明实施例的平焰燃烧实验装置，通过设置第一筒体来观察氨煤在平焰燃烧器上燃烧火焰的形态，以及通过取样口检测氨煤燃烧后烟气中气体分子的成分，又通过设置颗粒物捕集装置对烟气中的颗粒物进行化学分析或者比重分析，能够探究氨煤在平焰燃烧器上的燃烧机理以及排放特性，可以用于阐明氨煤混燃的相互作用。

20、因此，本发明实施例的平焰燃烧实验装置能够得到氨煤混燃在平焰燃烧器上的燃烧机理以及排放特性，用于阐明氨煤混燃之间的相互作用。

技术特征：

1.一种用于氨煤混燃的平焰燃烧实验装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的用于氨煤混燃的平焰燃烧实验装置，其特征在于，所述第一出气口(204)和所述第二出气口(205)的数量均为多个，多个所述第一出气口(204)和多个所述第二出气口(205)间隔设于所述燃烧平面(207)上。

3.根据权利要求1所述的用于氨煤混燃的平焰燃烧实验装置，其特征在于，多个所述取样口(303)包括第一部分(301)和第二部分(302)，在所述第一筒体(3)的轴向上，所述第一部分(301)相对于所述第二部分(302)更邻近所述燃烧平面(207)设置，所述第一部分(301)和所述第二部分(302)中均包括多个所述取样口(303)；

4.根据权利要求3所述的用于氨煤混燃的平焰燃烧实验装置，其特征在于，所述第一部分(301)中的多个所述取样口(303)均匀间隔布置，和/或所述第二部分(302)中的多个所述取样口(303)均匀间隔布置。

5.根据权利要求1所述的用于氨煤混燃的平焰燃烧实验装置，其特征在于，还包括水冷装置(5)，所述水冷装置(5)设于所述平焰燃烧器(2)上，所述水冷装置(5)上具有冷却腔(501)以及与所述冷却腔(501)连通的第一进水口(502)和第一出水口(503)，所述水冷装置(5)用于对所述平焰燃烧器(2)冷却降温。

6.根据权利要求1所述的用于氨煤混燃的平焰燃烧实验装置，其特征在于，还包括伴热带(6)，所述伴热带(6)环绕在所述颗粒物捕集装置(4)上，所述伴热带(6)用于将所述采样膜加热至100℃-110℃。

7.根据权利要求1所述的用于氨煤混燃的平焰燃烧实验装置，其特征在于，还包括加热管(7)，所述加热管(7)包括在内外方向上间隔设置的内管(701)和外管(702)，所述内管(701)和所述外管(702)之间限定出加热腔(703)，所述内管(701)上具有第四进气口(7011)和第四出气口(7012)，所述外管(702)上具有与所述加热腔(703)连通的第二进水口(7021)和第二出水口(7022)，所述第四进气口(7011)置于所述第一筒体(3)内。

8.根据权利要求7所述的用于氨煤混燃的平焰燃烧实验装置，其特征在于，还包括过滤器(8)，所述过滤器(8)设于所述加热管(7)和所述颗粒物捕集装置(4)之间，所述加热管(7)排出的烟气经过所述过滤器(8)过滤后进入所述颗粒物捕集装置(4)内。

9.根据权利要求1所述的用于氨煤混燃的平焰燃烧实验装置，其特征在于，所述颗粒物捕集装置(4)为冲击式尘粒分级仪elpi。

10.一种用于氨煤混燃的平焰燃烧实验装置的使用方法，该方法基于权利要求1-9中任一项所述的用于氨煤混燃的平焰燃烧实验装置，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种用于氨煤混燃的平焰燃烧实验装置及其使用方法，所述平焰燃烧实验装置包括支撑架、平焰燃烧器、第一筒体和颗粒物捕集装置。本发明实施例的平焰燃烧实验装置，通过设置第一筒体来观察氨煤在平焰燃烧器上燃烧火焰的形态，以及通过取样口检测氨煤燃烧后烟气中气体分子的成分，又通过设置颗粒物捕集装置对烟气中的颗粒物进行化学分析或者比重分析，能够探究氨煤在平焰燃烧器上的燃烧机理以及排放特性，可以用于阐明氨煤混燃的相互作用。因此，本发明实施例的平焰燃烧实验装置能够得到氨煤混燃在平焰燃烧器上的燃烧机理以及排放特性，用于阐明氨煤混燃之间的相互作用。

技术研发人员：崔名双,牛芳,张鑫,底一,王圣烨,程晓磊,段璐,李美军,龚艳艳,魏琰荣,苗鹏,李小炯,郑祥玉,李玥蒨,高源,邢文朝,赵天晨,刘鹏中,贾楠,孙虓汉,王建朋
受保护的技术使用者：北京天地融创科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12