2022年中国工程热物理学会燃烧学学术会议在线召开，在氢及衍生氢燃料研究上，吕强助理教授代表研究小组做了题目为《600 MW燃煤电站锅炉耦合氨燃烧的数值模拟研究》口头报告。

氨是一种潜在的氢衍生燃料，其体积能量密度高，易于液化，储运成本低，同时氨燃烧不产生碳排放，是极具发展潜力的清洁能源载体和无碳燃料。将氨作为替代燃料引入燃煤锅炉中进行掺烧，可大幅降低燃煤机组的CO₂排放，对我国双碳目标的实现和新型能源体系的构建具有重要意义，这也是国际上氢能利用研究的一个重要方向。

本课题组通过三维数值模拟的手段，研究了全尺寸燃煤电站锅炉掺氨燃烧时，炉内的流动、传热、燃烧及NO排放特性。结果表明：（1）氨在各掺混工况下均表现出优良的燃尽特性。在煤/氨混燃条件下，空气分级燃烧可以实现低NO排放。但随着氨的加入，烟温降低，对辐射换热和煤粉燃尽造成不利影响。（2）通过增氧燃烧可以提高煤/氨混燃条件下的温度水平。不过，随着O₂浓度的增加，NO浓度也呈上升趋势。（3）在煤/氨混燃情况下，将增氧燃烧和深度空气分级技术相结合，在炉内创造了高温强还原气氛，可以同时实现低NO排放和维持理想的烟气温度。

本工作将煤燃烧模型、氨燃烧模型、NO模型相耦合，首次在全尺寸燃煤锅炉中开展了煤/氨掺烧的数值模拟研究，揭示了多个关键参数对煤/氨掺烧特性的影响规律，提出了煤/氨掺混的燃烧优化策略，为氨燃料在电力行业的应用奠定了理论基础。