一种基于主燃区喷氨脱硝的燃气轮机系统及其脱硝方法与流程

技术特征：
1.一种基于主燃区喷氨脱硝的燃气轮机系统，其特征在于，包括燃烧室(5)，连接在燃烧室(5)上的氨气供给装置和压气机(2)，以及连接在燃烧室出口的涡轮机(14)和发电机(15)；所述燃烧室(5)的内部由前往后依次分为燃烧室头部(7)、主燃区(8)、补燃区(9)和掺混区(10)；所述燃烧室头部(7)的入口处设置有燃烧器(6)；所述燃烧器(6)还连接设置有天然气管路(4)；所述主燃区(8)所在的燃烧室(5)内壁上设置喷氨喷口(11)；所述补燃区(9)所在的燃烧室(5)内壁上设置补燃风喷口(12)；所述掺混区(10)所在的燃烧室(5)内壁上设置掺混孔(13)；所述氨气供给装置的气体入口连接涡轮机(14)的乏气出口，气体出口连接喷氨喷口(11)；所述压气机(2)的出口通过高温高压空气管路(3)分别连接燃烧器(6)、补燃风喷口(12)和掺混孔(13)。2.根据权利要求1所述的一种基于主燃区喷氨脱硝的燃气轮机系统，其特征在于，所述氨气供给装置包括尿素溶液储罐(22)、计量装置(21)和尿素热解反应器(18)；所述的尿素热解反应器(18)底部的气体出口连接喷氨喷口(11)，侧壁的尿素溶液进口依次连接计量装置(21)和尿素溶液储罐(22)，顶部的气体入口连接涡轮机(14)的乏气出口。3.根据权利要求2所述的一种基于主燃区喷氨脱硝的燃气轮机系统，其特征在于，所述涡轮机(14)上还连接设置有烟气分析仪(16)；所述烟气分析仪(16)的数据输入端连接涡轮机(14)的乏气出口，其数据输出端连接计量装置(21)的输入端。4.根据权利要求2所述的一种基于主燃区喷氨脱硝的燃气轮机系统，其特征在于，所述计量装置(21)包括沿尿素溶液流向依次设置的尿素溶液控制阀(19)和流量计(20)。5.根据权利要求1所述的一种基于主燃区喷氨脱硝的燃气轮机系统，其特征在于，所述喷氨喷口(11)数量大于四个，均匀环绕布设在主燃区(8)所在燃烧室(5)的壁面上。6.根据权利要求1所述的一种基于主燃区喷氨脱硝的燃气轮机系统，其特征在于，所述涡轮机(14)的输入端连接主燃室的出口，输出端分别与发电机(15)和压气机(2)同轴连接。7.根据权利要求1所述的一种基于主燃区喷氨脱硝的燃气轮机系统，其特征在于，所述高温高压空气管路(3)与燃烧器(6)连接的管段设置有控制阀。8.根据权利要求1所述的一种基于主燃区喷氨脱硝的燃气轮机系统，其特征在于，所述高温高压空气管路(3)与补燃区(9)和掺混区(10)连接的管段设置有控制阀。9.一种基于主燃区喷氨脱硝的燃气轮机系统的脱硝方法，其特征在于，基于上述权利要求1
‑
8任意一项所述系统，包括如下，空气经压气机(2)升温升压后得到高温高压气体；一部分高温高压气体和天然气管路(4)中的天然气经过燃烧器(6)和燃烧器头部(7)后进入主燃区(8)，燃烧后形成高温高压燃气和氮氧化物；同时，氨气供给装置将所需氨气通过喷氨喷口(11)喷入主燃区(8)，与燃烧产物中的氮氧化物发生还原反应；另一部分高温高压气体分别经过补燃风喷口(12)和掺混孔(13)进入补燃区(9)和掺混区(10)，将主燃区(8)未反应的氨进一步氧化，降低燃气温度并使燃烧室(5)温度场均匀；燃烧后形成的高温高压燃气进入涡轮机(14)中膨胀做功，膨胀功一部分通过传动轴送
入压气机(2)，另一部分送入发电机(15)；膨胀做功后产生的乏气通过乏气出口作为热源进入氨气供给装置，并与产生的氨气一起通过喷氨喷口(11)进入主燃区(8)；乏气降低主燃区(8)局部温度和氧浓度从而减少氮氧化物生成，而氨气与燃烧过程中产生的氮氧化物发生还原反应，最终进一步降低氮氧化物浓度，完成脱硝作业。10.根据权利要求9所述的一种基于主燃区喷氨脱硝的燃气轮机系统的脱硝方法，其特征在于，根据烟气分析仪(16)测得的氮氧化物浓度，通过调节尿素溶液控制阀(19)和流量计(20)，控制喷入主燃区(8)的氨气量。

技术总结
本发明涉及燃气轮机烟气脱硝技术，具体为一种基于主燃区喷氨脱硝的燃气轮机系统及其脱硝方法。本发明系统包括燃烧室，连接在燃烧室上的氨气供给装置和压气机，以及连接在燃烧室出口的涡轮机和发电机；所述燃烧室的内部由前往后依次分为燃烧室头部、主燃区、补燃区和掺混区；所述燃烧室头部的入口处设置有燃烧器；所述燃烧器还连接设置有天然气管路；所述主燃区所在的燃烧室内壁上设置喷氨喷口；所述补燃区所在的燃烧室内壁上设置补燃风喷口；所述掺混区所在的燃烧室内壁上设置掺混孔；所述氨气供给装置的气体入口连接涡轮机的乏气出口，气体出口连接喷氨喷口；所述压气机的出口通过高温高压空气管路分别连接燃烧器、补燃风喷口和掺混孔。喷口和掺混孔。喷口和掺混孔。


技术研发人员：陆续 张向宇 吴庆龙 张波 向小凤 徐宏杰
受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司
技术研发日：2021.07.13
技术公布日：2021/9/6