MW级四角切圆煤粉锅炉掺氢燃烧中试顺利点火启动

　　近日，内蒙古华电腾格里绿色能源有限公司巴彦浩特发电分公司(以下统称为:华腾煤电公司)煤粉锅炉掺氢燃烧中试启动会在西安召开。华腾煤电公司联合西北电力设计院、西安交通大学、西安热工研究院、上海锅炉厂、内蒙古工业大学等产学研单位，围绕国际首台套MW级四角切圆煤粉锅炉掺氢半工业化试验，研讨试验目标、技术路线、平台建设、涉氢安全及试验工况安排。会后参会代表前往西安热工院阎良科研试验基地，实地查看4MW试验台及涉氢系统建设情况。试验锅炉成功点火，项目正式开启多工况掺氢燃烧热态验证。

　　立足双碳发展需求探索煤电低碳转型路径

　　燃煤发电在保障能源安全、支撑电网调峰和兜底保供中仍具有不可替代作用。如何在存量煤电体系内实现更高效、更清洁、更低碳的运行，是煤电行业向新型电力系统转型必须回答的关键命题。氢气具有反应活性高、点火能力强、燃烧产物清洁等特征，将其与煤粉燃烧耦合，有望改善低负荷稳燃、促进燃尽并探索煤电减碳新路径。

　　煤粉掺氢燃烧并不是简单“加一种燃料”。氢气扩散能力强、火焰传播速度快，可能带来回火、熄火和火焰组织变化；氢气绝热燃烧温度高，可能影响NOx生成路径；氢煤混燃还会改变煤粉着火、燃尽、受热面积灰结渣及燃烧器边界条件。因此，只有在接近真实锅炉燃烧组织的半工业化平台上开展系统验证，才能获得可用于工程设计、运行控制和安全评价的关键数据。

　　搭建全链条试验平台实现半工业化系统验证

　　本项目最突出的创新点，是以4MW级煤粉燃烧试验台为核心，构建四角切圆煤粉锅炉掺氢燃烧半工业化验证体系。与国内已有以单只旋流燃烧器喷氢为主的试验路线相比，本项目不局限于单喷口、单燃烧器或实验室尺度验证，而是面向大型煤粉锅炉实际运行需求，在燃烧器、供氢、制粉送粉、一次风与二次风组织、烟气分析、火焰监测、飞灰取样、积灰结渣评价和安全联锁等环节进行全链条耦合验证，基本贴近生产实际。

　　试验系统采用立式4MW煤粉炉，炉膛尺寸为1600毫米×1600毫米×12000毫米，设计耐温达1400℃；供氢系统由高压氢瓶组、减压阀、质量流量计等组成，满足0—100Nm/h范围内的稳定供氢；煤粉供给、一次风、二次风及烟气在线分析系统同步配置，可实时监测NOx、SO2、CO、H2、O2等关键参数，并对火焰形态、温度场、燃尽率、残碳量及灰渣特性开展系统测试。

　　开展多维度工况测试构建工程化试验数据库

　　围绕煤粉掺氢燃烧的稳定性、高效性、低氮性和安全性，项目设置了宽负荷、多掺氢比、多配风方式、多燃烧器类型和设计煤、校核煤对比验证。后续试验将覆盖1.5MW低负荷、2.5MW基准负荷和3.5MW高负荷，系统考察不同过量空气系数、空气分级比例、A/B类燃烧器、一次风掺氢、二次风掺混及独立掺氢等组合条件下的火焰稳定性、煤粉燃尽特性、污染物生成规律和结渣沾污特性。

　　按照试验计划，项目将形成包含稳燃试验在内的多工况验证矩阵，重点评价NOx排放、H2逃逸、CO浓度、碳燃尽率、炉膛温度场、火焰形态及受热面沾污结渣等指标。试验过程中，每个工况稳定后连续采集运行参数、火焰图像、烟气成分、飞灰可燃物及灰渣样品，确保数据具有连续性、代表性和可追溯性。

　　锅炉点火，是项目从方案论证、系统设计、设备供货、安全评价、建设施工和冷态调试，转入热态试验验证的关键节点。后续多工况掺氢试验完成后，将为1000MW等级大型燃煤锅炉掺氢燃烧系统设计、燃烧器优化、低NOx运行控制、安全联锁策略和工程示范推广提供基础数据与工程经验。

　　建立全流程防控体系严守涉氢试验安全底线

　　氢能应用的先进性，必须建立在本质安全、过程安全和系统安全之上。本项目将涉氢系统作为重大风险进行分级管控，围绕氢气接收与供应、氮气吹扫、减压输送、燃烧器改造、火焰监测、可燃气体报警、消防喷淋、抗爆防护及应急处置等环节建立全过程安全体系。现场配置氢气、CO、CH4等气体报警装置及消防设施，设置预警、减氢、切断等联锁逻辑，并在燃烧器出口、氢气喷管、炉膛温度和尾部烟气等关键风险点采取专项防控措施。

　　启动会上，华腾煤电公司作为牵头方强调，国际首台套项目必须坚持“技术先进、边界清晰、安全可靠、数据真实”的原则。要把半工业化试验平台建设成技术创新平台、工程验证平台和安全示范平台，既要跑出煤电低碳转型的加速度，更要形成可复制、可推广、可审查的标准化经验。

　　深化产学研协同攻关打造氢煤耦合中国方案

　　国际首台套MW级四角切圆煤粉锅炉掺氢燃烧半工业化试验的启动，标志着煤电低碳技术创新正在从理论研究、数值模拟和小试验证，迈向更接近工程实际的半工业化验证阶段。项目不仅服务于单一技术路线的可行性判断，更将推动形成煤粉锅炉掺氢燃烧的系统设计方法、关键装备方案、运行控制策略和安全评价体系。

　　面向未来，华腾煤电公司将以本次中试启动和锅炉点火为新起点，持续发挥业主方牵引作用，协同设计单位、高校、科研院所和装备制造企业，围绕“安全、高效、清洁、低碳”目标，扎实推进多工况掺氢试验和数据分析，加快打造具有自主知识产权、面向大型煤电机组工程应用的氢煤混燃关键技术，为煤电行业绿色低碳转型贡献可验证、可落地、可推广的先进方案。(图片由内蒙古华电腾格里绿色能源有限公司巴彦浩特发电分公司:段忠宇白博叶冠宇李耀宇姜佳旺提供)

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　　【责任编辑：蔡东海】