CN209362454U - 自动化熔盐化盐系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种自动化熔盐化盐系统，包括自动进料装置、化盐装置、熔盐输送装置、冷却装置和控制系统；化盐装置包括化盐槽以及设置在化盐槽上的电加热器、排污阀、水汽排出组件、搅拌组件、监测组件；自动进料装置设置在化盐槽的进料端；熔盐输送装置包括设置在化盐槽上用以将化盐槽内的熔盐抽出的熔盐泵和电机；冷却装置分别与搅拌组件、熔盐泵连通并对搅拌组件和熔盐泵进行冷却；控制系统通过电连接以接收所述监测组件监测到的信号，并反馈调节进料、化盐及熔盐输送速度。所述系统可实现自动化盐并且避免熔盐发生分解和堵塞管道。

Description

自动化熔盐化盐系统

技术领域

本实用新型属于熔盐储热系统技术领域，特别涉及一种自动化熔盐化盐系统。

背景技术

目前，熔盐作为一种性能较好的传热、储热工作介质，已成为当前光热电站实现长时间稳定发电的重要保障。

现有的熔盐储热系统由独立工作的熔盐化盐罐和熔盐储热罐组成；固态粉末状的熔盐首先在熔盐化盐罐中加热至高温液态；然后，再将熔盐化盐罐中高温液态盐通过输送管道输送到熔盐储热罐中储存；在上述过程中，由于输送管道较长，并且输送管道的温度较低，因此，非常容易发生熔盐在输送管道中凝固的现象，严重时甚至导致输送管道堵塞，不利于熔盐储热系统的安全稳定运行。

实用新型内容

针对目前熔盐化盐系统存在的熔盐无法实现自动化、熔盐传输时易堵塞管道、熔盐传输发生变性等问题，本实用新型提供一种自动化熔盐化盐系统。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型的技术方案如下：

一种自动化熔盐化盐系统，包括自动进料装置、化盐装置、熔盐输送装置、冷却装置和控制系统；

所述化盐装置包括化盐槽以及设置在所述化盐槽上的电加热器、排污阀、水汽排出组件、搅拌组件、监测组件；所述自动进料装置设置在所述化盐槽的进料端；

所述熔盐输送装置包括设置在所述化盐槽上用以将所述化盐槽内的熔盐抽出的熔盐泵和电机；

所述冷却装置分别与所述搅拌组件、熔盐泵连通并对所述搅拌组件和熔盐泵进行冷却；

所述控制系统通过电连接以接收所述监测组件监测到的信号，并反馈调节进料速度、化盐装置的化盐速率及熔盐输送速度。

优选地，还包括用于对所述熔盐泵抽出的熔盐进行加热的熔盐炉，所述熔盐炉设置有用于点燃天然气以使天然气燃烧并给所述熔盐炉供热的燃烧器；所述熔盐炉通过天然气燃烧供热使所述熔盐进一步被加热后输送至储热装置或者返回所述化盐槽。

优选地，还包括换热装置，所述换热装置为使冷热气流发生热交换的双通道结构器件，其中一通道的一端与所述熔盐炉的烟气排出口连通，另一端则将经过热交换而被冷却的烟气通至烟囱；另一通道的一端通入空气，另一端通过管道将经过热交换获得热量的空气通至所述熔盐炉热空气进气口。

优选地，所述搅拌组件包括搅拌电机、搅拌连杆和搅拌桨，所述搅拌连杆一端与搅拌电机接通，另一端伸入所述化盐槽内且其端部安装有所述搅拌桨。

优选地，所述换热装置通入空气的部位还安装有鼓入空气的鼓风机。

优选地，所述水汽排出组件包括排气风机，所述排气风机通过管道与所述排气口连通。

优选地，所述自动进料装置包括对熔盐进行破碎的破碎机和将熔盐输送至所述化盐装置的传送装置。

优选地，所述传送装置上安装有进料计量装置。

本实用新型自动化熔盐化盐系统的有益效果为：

相对于现有技术，本实用新型上述提供的化盐系统，可实现自动化进料、自动化化盐，并且能够实现梯度升温，避免熔盐过热发生分解，避免熔盐在输送过程中堵塞管道。

附图说明

图1为本实用新型自动化熔盐化盐系统示意图；

图2为本实用新型自动化熔盐化盐系统另一示意图；

图3为本实用新型自动化熔盐化盐系统的控制系统示意图；

其中，1-自动进料装置，11-破碎机，12-传送装置，121-进料计量装置；2-化盐装置，21-化盐槽，211-进料口，212-出料口，213-排气口，214-熔盐循环口，215-排污口，22-电加热器，23-排污阀，24-排气风机，25-搅拌组件，251-搅拌电机，252-搅拌连杆，253-搅拌桨；3-熔盐输送装置；4-冷却装置；5-熔盐炉，51-熔盐进口，52-熔盐出口，53-燃烧器，54-烟气排出口，55-热空气进口，56-天然气进口；6-换热装置，61-烟气进口，62-烟气出口，63-空气进口；7-鼓风机；8-烟囱；9-控制系统。

具体实施方式

为了使本实用新型要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本实用新型中提到的无物理接触，指的是两个物体不相互靠近，在空间上有间隔。

请参考图1及图3，本实用新型提供一种自动化熔盐化盐系统。

所述自动化熔盐化盐系统包括自动进料装置1、化盐装置2、熔盐输送装置3、冷却装置4和控制系统9。

其中，自动进料装置1包括破碎机11、传送装置12，破碎机11用于对熔盐进行破碎处理，使得熔盐进入化盐装置2时具有细小的颗粒。传送装置12为传送带，所述传送带安装于破碎机11的出料端，经过破碎机11破碎的熔盐由传送装置12传送至化盐装置2里。为监控经过破碎的熔盐进入化盐装置2的量，还在传送装置12上安装有进料计量装置121，如可以是电磁进料计量器。在破碎过程中，还包括对固态熔盐进行除铁等杂质的过程，因此在破碎机11上安装有除铁器。当然，本实用新型，除了对熔盐进行熔化之外，还可以对其他固体材料进行熔化，并且根据熔化不同的固体材料可以安装不同的除杂装置，不局限于除铁器。

化盐装置2包括化盐槽21、电加热器22、排污阀23、排气风机24、搅拌组件25。

化盐槽21为卧式化盐槽，其上开设有进料口211、出料口212、排气口213、熔盐循环口214、排污口215。其中进料口211与传送装置12相接，以便于传送装置12输送的熔盐从进料口211进入化盐槽21内；出料口212为在化盐槽21内熔化的熔盐的出口，在其上安装有熔盐传输装置3，由熔盐传输装置3将熔化的熔盐输出，输送至熔盐缓冲罐或者用户端或者输送至其他装置上进行进一步处理；排气口213与排气风机24连通，通过排气风机24将化盐槽21内产生的水汽排出，这些水汽可以由熔盐带来；熔盐循环口214用于将熔盐传输装置3中传输的熔盐返回化盐槽21内，以便于对熔盐进行再次熔化处理，熔盐循环口214通过管道与熔盐传输装置3连通，并且在该管道上安装有开闭阀，以便根据实际情况控制熔盐的返回；排污口215通过管道与排污阀23连通，以实现将化盐槽21内的熔盐杂质及其他副产物排出。

此外，化盐槽21上还安装有若干探头，包括熔液液位探头、温度探头、气体压力探头等等监测组件(由于监测组件的安装位置并没有严格的要求，只要安装在可以检测化盐槽21内部情况的位置即可，因此图中未标出)。这些探头用于检测化盐槽21内实时情况，并反馈给控制系统9。

化盐装置2所包括的电加热器22安装于化盐槽21里，由电加热器22对进入化盐槽21内的熔盐进行加热，使其熔融。

化盐装置2所包括的搅拌组件25由搅拌电机251、搅拌连杆252、搅拌桨253组成，其中搅拌电机251安装在化盐槽21外部，搅拌连杆252一端与搅拌电机251接通，另一端延伸至化盐槽21内，并且该端部安装有搅拌桨253，从而实现对化盐槽21内的熔盐的搅拌，加速其熔化，并且使得化盐槽21内的熔盐温度均衡。

熔盐输送装置3由熔盐泵、电机及管道组成，本发明的熔盐传输装置3可以由若干套熔盐泵、电机及管道组成，与出料口212接通，从而实现将化盐槽21内的熔化的熔盐抽出，抽出的熔盐可以输送至用户端，也可以输送至进一步处理的装置上。

在整个化盐装置2运转过程中，各部位的电机产生热量，需要进行冷却处理，因此本实用新型还包括冷却装置4，冷却装置4为循环冷却装置，由管道、进水泵等组成，冷却装置4的管道分别与搅拌组件25的搅拌电机251、熔盐输送装置3的熔盐泵连接，通入循环冷却水实现对搅拌电机251、熔盐泵的冷却。

请参阅图2，在实际运行过程中，熔盐输送装置3的输送管道比较长，在熔化的熔盐传输时，容易发生凝固而导致输送管道堵塞，因此，本实用新型还进一步包括熔盐炉5，该熔盐炉5用于对化盐槽21输出的已经熔化的熔盐进行再次加热，使其温度变得更高。该熔盐炉5可以是管状炉，且为双通管道，两个管道为套接的结构，外管道套接在内管道上，内管道通入自化盐槽21输出的熔盐，外管道通入热烟气，在熔盐炉5上设有熔盐进口51、熔盐出口52、烟气排出口54，在熔盐进口51端附近安装有燃烧器53、热空气进口55和天然气56进口，在通入天然气和热空气时，启动燃烧器53，使天然气被点燃而产生热烟气，产生的热烟气对熔盐炉5内的熔盐进行加热，使得熔盐的温度变得更高，从而避免熔盐在输送管道中发生冷凝而堵塞输送管道。

化盐槽21内的熔盐被输送至熔盐炉5后，在熔盐炉5内被天然气燃烧产生的高温烟气加热，从而以辐射和对流两种换热形式与熔盐炉5内的熔盐进行换热，因此，熔盐炉5内的热载体(熔盐)被更进一步的加热再输送至用户(储热设备)，并且其中一部分回流至化盐槽21内，形成了熔盐炉5和化盐槽21之间的闭路供热。

熔盐炉5中的热烟气对熔盐进行加热后，其温度仍然比较高，直接排放不利于节能环保，而且容易导致周围环境受到热烟气的污染以及热辐射，因此本实用新型还进一步包括换热装置6和烟囱8。该换热装置6同样为具有双通管道的结构，其中一管道通入自熔盐炉5排出的烟气，而另一管道通入空气，两股气体逆向行驶，因此在换热装置6的一端开设有烟气进气口61，另一端开设有烟气出口62和空气进口63，烟气排出口54通过管道与换热装置6的烟气进口61连通，而烟气出口62则与烟囱8连通，通过这种结构设计，实现对排放的烟气的冷却，并且对用于与天然气进行助燃的空气进行加热，实现节能减排，而最终的烟气通过烟囱8排放，使得烟气的排放高度可以避免其对周围环境的影响。

为了使得空气进入换热装置6中，并且流通至热空气进口55中，在空气进口63端还安装有鼓风机7，鼓风机7运转时可加速空气流动，并使得更多被加热的空气进入热空气进口55助燃天然气，并且促使通过换热装置6内热烟气被更好的换热而降温，达到排放标准。

本实用新型还包括控制系统9，控制系统9通过数据线与自动进料装置1、化盐装置2、熔盐传输装置3、冷却装置4及熔盐装置5连接，并监控自动进料装置1、化盐装置2、熔盐传输装置3、冷却装置4及熔盐装置5，并根据监控的结果，自动调节各装置的工作程序。具体地，控制系统9监控化盐装置2中化盐槽21内的熔盐状况如温度、熔液液位高度、气体量、熔盐压力，监控进料量，监控各部位电机的温度情况，同时监控熔盐输送装置3管道中的熔盐的温度，熔盐炉5中的熔盐温度、天然气燃烧情况等等，并反馈和自动调节熔盐进料速度、排气口213的开闭、排气风机24的启停、冷却装置4中冷却液的输送速度等等，从而实现自动控制。

其具体控制过程如下：1、自动进料的控制：：

自动进料装置1在进料时，由进料计量装置121自动计量进料量，反馈给控制系统9，化盐槽21内的液位探头检测化盐槽21的液位，当液位高于设定的液位高度时，液位探头反馈信息给控制系统9，控制系统9发出指令给自动进料装置1，从而实现自动停止上料。2、化盐控制：

化盐装置设有液位探头、温度探头、气体压力探头、流量探头等监测组件；

化盐槽21内的电加热器22根据初始化盐温升速率进行功率调节。温升快，则加大电加热器22功率，反之，则降低电加热器22功率；

化盐槽21液位和自动上料装置1联锁控制，当液位高液位时，自动停止上料。

熔盐炉3进口端天然气和空气配风量与熔盐炉3出口端熔盐温度进行联锁控制。熔盐出口温度高时，减少天然气和空气流量，反之，则增加天然气和进风流量。

熔盐炉3出口端输送至熔盐储罐的熔盐和循环回化盐槽21的熔盐通过阀门开关与温度联锁控制。当熔盐炉3出口熔盐温度＜330℃时，则熔盐全部循环回化盐槽21；当熔盐炉3出口熔盐温度≥330℃时，大部分熔盐循环回化盐槽21，其余熔盐按照化盐量要求送熔盐储罐。

3、搅拌控制：

根据化盐槽21内二元硝酸盐的固、液体状态，通过变频器控制搅拌组件的转动频率，将化盐槽的固、液态熔盐充分搅拌，均匀混合，加快熔盐融化。

为更好的说明本实用新型及其工作原理，下面通过实施例进行解释说明。

实施例

本实施例以500吨二元硝酸盐熔盐(硝酸钠、硝酸钾)在化盐槽内初始熔盐从固态加热到可泵温度330℃的阶段，时间为3天。

以电加热器22对化盐槽21进行初始熔盐，从常温升至221℃，控制电加热器22的功率，将熔盐从221℃升温至290℃，同时以15t/h的速度向化盐槽21中注入固态熔盐，并熔化至290℃，并通过熔盐输送装置3将化盐槽21内290℃的高温熔盐以20t/h的速度输送至熔盐炉5内，在熔盐炉5内加热至330℃，随后输送至冷热熔盐罐内储存，完成化盐和加热升温过程，高温熔盐在化盐槽21内进行初沉淀和并通过排气烟机24排出不凝性气体。

为防止熔盐过程发生分解，控制初始升温速率为5～10℃/h，熔融过程需大量热，控制升温速率为～5℃/h。

具体如下：(1)第一批熔盐投料完毕，依次陆续将现场的熔盐投入罐内。当熔盐投料至电加热器22顶部20cm时可启动电加热器22进行加热，通过电控柜来控制电加热器22的加热功率，起到控制温升速率的作用。先5％总功率运行5min，检查加热运行情况，确保无误后，按照10％总功率/5min的速率增加热功率，直至100％的总功率。

(2)当熔盐温度＞221℃(液态)时，开启化盐罐21上的搅拌组件25，进行罐内熔盐搅拌，加快化盐速度，升温至290℃时调节加热功率进行恒温。开启熔盐泵5，将化盐槽21内的熔盐通过熔盐输送装置3打入炉温已预热至350℃的熔盐炉5，在化盐槽21和熔盐炉5之间熔盐打循环升温至330℃。

(3)熔盐进冷热缓冲罐前，需将冷热缓冲罐(用户端)壁温度和管道预热至320℃，开启熔盐泵5出口阀，以20t/h的速率将槽内熔盐输送至冷热缓冲罐，同时以20t/h向化盐槽21内补加熔盐。

(4)向冷缓冲罐输送熔盐时，观察熔盐升温和化盐槽21内熔盐液位变化情况，控制熔盐炉5烧热功率及熔盐添加速率，保证熔盐泵5出口温度及化盐槽21内液位高度，系统连续运行，边投料边排放，直至化盐结束。

(5)化盐结束，最后一罐熔盐导入冷热缓冲罐后，停泵。将熔盐炉5及管道内熔盐导入化盐槽21，开启罐底排污阀，排至接近排空时利用空压机来的～0.4MPa空气将槽内熔盐加压排入熔盐接收器，反复数次，确认排净后停空压机。

(6)清洗化盐槽21和化盐管线，拆离现场下次备用。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种自动化熔盐化盐系统，其特征在于，包括自动进料装置、化盐装置、熔盐输送装置、冷却装置和控制系统；

所述化盐装置包括化盐槽以及设置在所述化盐槽上的电加热器、排污阀、水汽排出组件、搅拌组件、监测组件；所述自动进料装置设置在所述化盐槽的进料端；

所述熔盐输送装置包括设置在所述化盐槽上用以将所述化盐槽内的熔盐抽出的熔盐泵和电机；

所述冷却装置分别与所述搅拌组件、熔盐泵连通并对所述搅拌组件和熔盐泵进行冷却；

所述控制系统通过电连接以接收所述监测组件监测到的信号，并反馈调节进料速度、化盐装置的化盐速率及熔盐输送速度。

2.如权利要求1所述的自动化熔盐化盐系统，其特征在于，还包括用于对所述熔盐泵抽出的熔盐进行加热的熔盐炉，所述熔盐炉设置有用于点燃天然气以使天然气燃烧并给所述熔盐炉供热的燃烧器；所述熔盐炉通过天然气燃烧供热使所述熔盐进一步被加热后输送至储热装置或者返回所述化盐槽。

3.如权利要求2所述的化盐系统，其特征在于，还包括换热装置，所述换热装置为使冷热气流发生热交换的双通道结构器件，其中一通道的一端与所述熔盐炉的烟气排出口连通，另一端则将经过热交换而被冷却的烟气通至烟囱；另一通道的一端通入空气，另一端通过管道将经过热交换获得热量的空气通至所述熔盐炉热空气进气口。

4.如权利要求1～2任一项所述的化盐系统，其特征在于，所述搅拌组件包括搅拌电机、搅拌连杆和搅拌桨，所述搅拌连杆一端与搅拌电机接通，另一端伸入所述化盐槽内且其端部安装有所述搅拌桨。

5.如权利要求3所述的化盐系统，其特征在于，所述换热装置通入空气的部位还安装有鼓入空气的鼓风机。

6.如权利要求1所述的化盐系统，其特征在于，所述水汽排出组件包括排气风机，所述排气风机通过管道与所述化盐槽连通。

7.如权利要求1所述的化盐系统，其特征在于，所述自动进料装置包括对熔盐进行破碎的破碎机和将熔盐输送至所述化盐装置的传送装置。

8.如权利要求7所述的化盐系统，其特征在于，所述传送装置上安装有进料计量装置。