随着中国“3060”双碳目标的提出，各家电力企业都在努力探寻符合自身长期发展的低碳转型方案。在这一进程中，氢作为一种近乎零碳排放的绿色能源，越来越受到大家的关注与重视。通过技术改造燃气轮机使其向燃氢方向转化、最终实现100%燃氢，无疑成为各大燃气电厂在未来实现净零碳排放的可行途径之一。

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氢气具有怎样的特性？燃气轮机的扩散燃烧和预混燃烧有什么区别？针对现有含氢燃料的特点，GE HA级燃机采用了什么样的燃烧器与燃烧技术？针对各位电厂同仁当下最关心的燃氢话题，《“氢”洁气电》系列第一期将为大家进行细致说明与解答，助力各位电厂同人及时get燃机低碳环保运行的核心秘籍，掌握燃机燃氢技术的最新干货！

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氢气的特性

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如表中所示，氢气具有如下特性：

燃料特性：与甲烷相比，氢气单位体积热值是10.8MJ/NM3，是甲烷的30%，而单位质量热值是120MJ/kg，是甲烷的2.4倍。同样热值，燃料体积大幅增加，但修正华白指数与甲烷相比变化不大。

燃烧特性：可燃范围大，燃烧速度非常快，~200−300cm/sec，是甲烷的5-10倍，燃烧速度快意味着回火风险高。修正华白指数与甲烷相差15%左右，变化不算大。

排放特性：氢气燃烧温度高，比甲烷燃烧高出约170摄氏度，NOx排放高。

扩散燃烧与预混燃烧

如图所示，当燃机采用扩散燃烧技术时，其当量空燃比接近于1，意味着燃烧具备充足的燃料与空气，而此时燃烧温度较高，NOx排放也较高。

为了降低NOx排放，满足环保要求，当前的燃机在燃烧天然气时大多采用预混燃烧技术，也就是将燃料与空气提前混合，再点火燃烧，此时燃烧温度相对较低，NOx排放也较低。

扩散燃烧的特点：

当量空燃比接近或等于1

火焰稳定，不易灭火

火焰温度高

NOx排放在200-600ppm，需要喷水（蒸汽）或氮气来稀释，进而降低NOx排放

预混燃烧的特点：

当量空燃比较小，属于贫燃料燃烧

无需喷水（蒸汽）或氮气，NOx排放可以满足环保要求，实现25ppm或更低

燃烧容易不稳定，燃烧脉动不易控制，对燃烧技术要求较高

GE HA级燃机燃氢技术

基于GE对氢燃料特性与燃氢技术持续且深入的研究，当前GE最先进的HA级燃机燃氢能力已实现了两大突破：