CN104340548A - 熔盐罐启动预热系统及预热方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种熔盐罐启动预热系统及预热方法，熔盐罐启动预热系统包括冷熔盐罐、热熔盐罐、油盐换热器、天然气燃烧器、通风机、手动阀门、电磁阀门、引风机和输气管道；天然气燃烧器分别连接第一进气管道、第二进气管道以及出气口；手动阀门和电磁阀门依次安装在第一进气管道上；通风机安装在第二进气管道上；出气口位于热熔盐罐的内部；输气管道的一端密封穿过热熔盐罐的罐壁并位于热熔盐罐内部，输气管道的另一端密封穿过冷熔盐罐的罐壁并位于冷熔盐罐内部，油盐换热器安装在输气管道上；冷熔盐罐设置排烟口，排烟口与引风机连接。可以有效预防上盐过程发生熔盐凝固，同时，还防止熔盐罐罐壁受热不均匀，保证熔盐储热系统的安全稳定运行。

Description

熔盐罐启动预热系统及预热方法

技术领域

本发明涉及一种储热装置，具体涉及一种熔盐罐启动预热系统及预热方法。 

背景技术

随着常规能源的短缺以及人们对环境质量要求的提高，可再生能源特别是太阳能也越来越受到人们的青睐，同时工业生产产生的大量余热也是今后综合利用的重点。 

无论是太阳能还是工业余热，其最大的不足就是能量供应的不稳定性。因此，现有技术中，通过安装储能系统，可以增加可再生能源和工业余热输出的稳定性以及可用性。 

熔盐储热系统是一种有效的储能方式，通常，熔盐储热系统以熔盐为工作介质，包括冷熔盐罐和热熔盐罐；冷熔盐罐内熔盐温度一般为290℃，热熔盐罐内熔盐温度一般为565℃；其工作过程为：冷熔盐罐内低温熔盐通过冷熔盐泵被送至接收塔顶的吸热器内，吸热器将聚集到的太阳热量传递给流经吸热器的低温熔盐，低温熔盐吸热后温度升高至565℃左右，再通过管道送至热熔盐罐。然后，热熔盐罐的熔盐被输送至蒸汽发生器、产生高温过热蒸汽，从而排动汽轮机做功发电。 

对于现有的熔盐储热系统，由于熔盐凝固点较高，为223-238℃，因此，在向冷熔盐罐上盐的过程中，容易发生熔盐凝固，从而不方便上盐；另外，为使冷熔盐罐内熔盐能够被泵送到吸热器，需要使冷熔盐罐内熔盐为液态，所以，需要对冷熔盐罐内熔盐进行预热；另外，为使流入热熔盐罐内的熔盐不凝固，也需要对热熔盐罐进行预热；但是，在对冷熔盐罐或热熔盐罐进行预热时，现有技术中，采用直接加热冷熔盐罐罐壁或热熔盐罐罐壁的方式进行，存在冷熔盐罐内熔盐受热不均匀的问题，以及，还增加了冷熔盐罐罐壁和热熔盐罐罐壁由于受热不均匀而产生的热应力，从而不利于熔盐储热系统的安全稳定运行。 

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种熔盐罐启动预热系统及预热方 法，可以有效预防上盐过程发生熔盐凝固，同时，还防止熔盐罐罐壁受热不均匀，保证熔盐储热系统的安全稳定运行。 

本发明采用的技术方案如下： 

本发明提供一种熔盐罐启动预热系统，包括冷熔盐罐、热熔盐罐、油盐换热器、天然气燃烧器、通风机、手动阀门、电磁阀门、引风机和输气管道； 

所述天然气燃烧器分别连接第一进气管道、第二进气管道以及出气口；所述手动阀门和所述电磁阀门依次安装在所述第一进气管道上；所述通风机安装在所述第二进气管道上；所述出气口位于所述热熔盐罐的内部； 

所述输气管道的一端密封穿过所述热熔盐罐的罐壁并位于所述热熔盐罐内部，所述输气管道的另一端密封穿过所述冷熔盐罐的罐壁并位于所述冷熔盐罐内部，所述油盐换热器安装在所述输气管道上； 

所述冷熔盐罐设置排烟口，所述排烟口与所述引风机连接。 

优选的，所述热熔盐罐的底部预留燃烧器安装孔，并在所述热熔盐罐的内部安装燃烧器支架；所述天然气燃烧器通过所述燃烧器支架支撑，并安装到所述燃烧器安装孔。 

优选的，所述天然气燃烧器自身配置火焰检测装置。 

优选的，所述通风机为离心式通风机。 

本发明还提供一种应用上述熔盐罐启动预热系统的熔盐罐启动预热方法，包括以下步骤： 

S1，在所述熔盐罐启动预热系统启动初期，首先开启所述通风机和所述引风机，对所述熔盐罐启动预热系统进行吹扫； 

S2，吹扫完毕后，打开位于所述第一进气管道上的所述手动阀门和所述电磁阀门，向所述天然气燃烧器输送天然气；同时启动所述天然气燃烧器，所述天然气燃烧器打火而点燃天然气； 

S3，天然气燃烧后在所述热熔盐罐产生热烟气，热烟气进入所述输气管道，经过安装在所述输气管道上的油盐换热器作用后，进入所述冷熔盐罐，并由所述排烟口排出； 

其中，在所述冷熔盐罐罐内壁安装温度感应器，该温度感应器实时采集所 述冷熔盐罐罐内壁的温度值，并将所述温度值传送到所述天然气燃烧器的控制系统，所述控制系统判断接收到的温度值是否达到预设值，如果没有达到，则重复S2-S3，热熔盐罐内不断燃烧天然气而产生热烟气，该热烟气又不断的输送到冷熔盐罐，对输气管道、油盐换热器以及热熔盐罐进行加热，使整个熔盐罐启动预热系统温度不断上升；当所述控制系统接收到的温度值达到预设值时，则所述控制系统向所述电磁阀门发送关闭指令，自动关闭所述电磁阀门。 

优选的，S2中，在所述天然气燃烧器打火过程中，通过火焰检测装置检测火焰，如果有一定时间内没有检测到火焰，则所述天然气燃烧器自动关闭所述电磁阀门。 

优选的，S3中，从热烟气产生到由排烟口排出的过程中，通过调整所述引风机的功率以及所述通风机的功率，控制所述热烟气的流动速度。 

优选的，当所述控制系统接收到的温度值达到预设值时，则所述控制系统向所述电磁阀门发送关闭指令，自动关闭所述电磁阀门，之后还包括： 

预热过程结束，密封所述排烟口，将所述天然气燃烧器从所述热熔盐罐中移走，所述冷熔盐罐和所述热熔盐罐进入进盐工况。 

本发明的有益效果如下： 

(1)上盐操作方便：由于熔盐凝固点高，低于260℃后极易凝固，因此，通过熔盐罐启动预热系统首先对冷熔盐罐和热熔盐罐进行预热操作，当冷熔盐罐内温度达到300℃后再进行上盐操作，可以有效的免上盐过程中发生熔盐凝固现象； 

(2)预热时间短：由于采用天然气燃烧、烟气流通的方式对冷熔盐罐和热熔盐罐进行预热，从而缩短升温所需的时间； 

(3)受热均匀：由于采用烟气流通的方式对冷熔盐罐和热熔盐罐预热，具有加热均匀的优点，罐壁不会由于受热不均匀产生热应力，延长了冷熔盐罐和热熔盐罐的使用寿命，有利于熔盐储热系统的安全稳定运行。 

附图说明

图1为本发明提供的熔盐罐启动预热系统的结构示意图； 

其中，1---冷熔盐罐；2---热熔盐罐；3---油盐换热器；4---天然气燃烧器； 5---通风机；6---手动阀门；7---电磁阀门；8---引风机。 

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细说明： 

如图1所示，本发明提供一种熔盐罐启动预热系统，适应于大型熔盐储热系统运行初期的系统预热，具体包括冷熔盐罐、热熔盐罐、油盐换热器、天然气燃烧器、通风机、手动阀门、电磁阀门、引风机和输气管道； 

本发明中，热熔盐罐的底部预留燃烧器安装孔，并在热熔盐罐的内部安装燃烧器支架；在预热时，天然气燃烧器通过燃烧器支架支撑，并安装到燃烧器安装孔。在预热结束进入正常工况时，则将天然气燃烧器从热熔盐罐移除，同时移走燃烧器支架，密封燃烧器安装孔。天然气燃烧器自身配置火焰检测装置，用于检测是否产生火焰。天然气燃烧器分别连接第一进气管道、第二进气管道以及出气口；手动阀门和电磁阀门依次安装在第一进气管道上，手动阀门为人工操作开闭的阀门；电磁阀门为通过天然气燃烧器自动控制开闭的阀门，打开手动阀门和电磁阀门，可向天然气燃烧器输送天然气。通风机优选为离心式通风机，安装在第二进气管道上，用于向对系统吹扫以及为热烟气的流动提供动力；出气口位于热熔盐罐的内部，出气口可以为燃气喷嘴，用于向热熔盐罐喷出天然气； 

输气管道的一端密封穿过热熔盐罐的罐壁并位于热熔盐罐内部，输气管道的另一端密封穿过冷熔盐罐的罐壁并位于冷熔盐罐内部，油盐换热器安装在输气管道上，实际应用中，可以在输气管道上串联安装若干个油盐换热器；通过输气管道，使热熔盐罐和冷熔盐罐连通，达到热烟气流动的目的。冷熔盐罐设置排烟口，排烟口与引风机连接，通过引风机，带动冷熔盐罐内部的热烟气排出。其中，如果冷熔盐罐中没有熔盐，则排烟口安装高度并没有严格限定，只需安装在冷熔盐罐下部即可。如果冷熔盐罐中有熔盐，则排烟口安装高度应高于熔盐高度，防止熔盐通过排烟口向外排出。 

本发明还提供一种熔盐罐启动预热方法，包括以下步骤： 

S1，在所述熔盐罐启动预热系统启动初期，首先开启所述通风机和所述引风机，对所述熔盐罐启动预热系统进行吹扫； 

S2，吹扫完毕后，打开位于所述第一进气管道上的所述手动阀门和所述电磁阀门，向所述天然气燃烧器输送天然气；同时启动所述天然气燃烧器，所述天然气燃烧器打火而点燃天然气；在所述天然气燃烧器打火过程中，通过火焰检测装置检测火焰，如果有一定时间内没有检测到火焰，则所述天然气燃烧器自动关闭所述电磁阀门。 

S3，天然气燃烧后在所述热熔盐罐产生热烟气，热烟气进入所述输气管道，经过安装在所述输气管道上的油盐换热器作用后，进入所述冷熔盐罐，并由所述排烟口排出；从热烟气产生到由排烟口排出的过程中，通过调整所述引风机的功率以及所述通风机的功率，控制所述热烟气的流动速度。其中，热烟气的流动速度缓慢，更能充分达到预热冷熔盐罐的目的。 

其中，在所述冷熔盐罐罐内壁安装温度感应器，该温度感应器实时采集所述冷熔盐罐罐内壁的温度值，并将所述温度值传送到所述天然气燃烧器控制系统，所述天然气燃烧器控制系统判断接收到的温度值是否达到预设值，预设值可以设置为300度，如果没有达到，则重复S2-S3，热熔盐罐内不断燃烧天然气而产生热烟气，该热烟气又不断的输送到冷熔盐罐，对输气管道、油盐换热器以及热熔盐罐进行加热，使整个熔盐罐启动预热系统温度不断上升；当所述控制系统接收到的温度值达到预设值时，则所述天然气燃烧器向所述电磁阀门发送关闭指令，自动关闭所述电磁阀门，在自动关闭所述电磁阀门，之后还包括：预热过程结束，密封所述排烟口，将所述天然气燃烧器从所述热熔盐罐中移走，所述冷熔盐罐和所述热熔盐罐进入进盐工况。 

综上所述，本发明提供的熔盐罐启动预热系统及预热方法，具有以下优点： 

(1)上盐操作方便：由于熔盐凝固点高，低于260℃后极易凝固，因此，通过熔盐罐启动预热系统首先对冷熔盐罐和热熔盐罐进行预热操作，当冷熔盐罐内温度达到300℃后再进行上盐操作，可以有效的免上盐过程中发生熔盐凝固现象； 

(2)预热时间短：由于采用天然气燃烧、烟气流通的方式对冷熔盐罐和热熔盐罐进行预热，从而缩短升温所需的时间； 

(3)受热均匀：由于采用烟气流通的方式对冷熔盐罐和热熔盐罐预热，具 有加热均匀的优点，罐壁不会由于受热不均匀产生热应力，延长了冷熔盐罐和热熔盐罐的使用寿命，有利于熔盐储热系统的安全稳定运行。 

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。 

Claims (8)

1.一种熔盐罐启动预热系统，其特征在于，包括冷熔盐罐、热熔盐罐、油盐换热器、天然气燃烧器、通风机、手动阀门、电磁阀门、引风机和输气管道；

所述天然气燃烧器分别连接第一进气管道、第二进气管道以及出气口；所述手动阀门和所述电磁阀门依次安装在所述第一进气管道上；所述通风机安装在所述第二进气管道上；所述出气口位于所述热熔盐罐的内部；

所述输气管道的一端密封穿过所述热熔盐罐的罐壁并位于所述热熔盐罐内部，所述输气管道的另一端密封穿过所述冷熔盐罐的罐壁并位于所述冷熔盐罐内部，所述油盐换热器安装在所述输气管道上；

所述冷熔盐罐设置排烟口，所述排烟口与所述引风机连接。

2.根据权利要求1所述的熔盐罐启动预热系统，其特征在于，所述热熔盐罐的底部预留燃烧器安装孔，并在所述热熔盐罐的内部安装燃烧器支架；所述天然气燃烧器通过所述燃烧器支架支撑，并安装到所述燃烧器安装孔。

3.根据权利要求1所述的熔盐罐启动预热系统，其特征在于，所述天然气燃烧器自身配置火焰检测装置。

4.根据权利要求1所述的熔盐罐启动预热系统，其特征在于，所述通风机为离心式通风机。

5.一种应用权利要求1-4任一项所述熔盐罐启动预热系统的熔盐罐启动预热方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，在所述熔盐罐启动预热系统启动初期，首先开启所述通风机和所述引风机，对所述熔盐罐启动预热系统进行吹扫；

S2，吹扫完毕后，打开位于所述第一进气管道上的所述手动阀门和所述电磁阀门，向所述天然气燃烧器输送天然气；同时启动所述天然气燃烧器，所述天然气燃烧器打火而点燃天然气；

S3，天然气燃烧后在所述热熔盐罐产生热烟气，热烟气进入所述输气管道，经过安装在所述输气管道上的油盐换热器作用后，进入所述冷熔盐罐，并由所述排烟口排出；

其中，在所述冷熔盐罐罐内壁安装温度感应器，该温度感应器实时采集所述冷熔盐罐罐内壁的温度值，并将所述温度值传送到所述天然气燃烧器的控制系统，所述控制系统判断接收到的温度值是否达到预设值，如果没有达到，则重复S2-S3，热熔盐罐内不断燃烧天然气而产生热烟气，该热烟气又不断的输送到冷熔盐罐，对输气管道、油盐换热器以及热熔盐罐进行加热，使整个熔盐罐启动预热系统温度不断上升；当所述控制系统接收到的温度值达到预设值时，则所述控制系统向所述电磁阀门发送关闭指令，自动关闭所述电磁阀门。

6.根据权利要求5所述的熔盐罐启动预热方法，其特征在于，S2中，在所述天然气燃烧器打火过程中，通过火焰检测装置检测火焰，如果有一定时间内没有检测到火焰，则所述天然气燃烧器自动关闭所述电磁阀门。

7.根据权利要求5所述的熔盐罐启动预热方法，其特征在于，S3中，从热烟气产生到由排烟口排出的过程中，通过调整所述引风机的功率以及所述通风机的功率，控制所述热烟气的流动速度。

8.根据权利要求5所述的熔盐罐启动预热方法，其特征在于，当所述控制系统接收到的温度值达到预设值时，则所述控制系统向所述电磁阀门发送关闭指令，自动关闭所述电磁阀门，之后还包括：

预热过程结束，密封所述排烟口，将所述天然气燃烧器从所述热熔盐罐中移走，所述冷熔盐罐和所述热熔盐罐进入进盐工况。