CN211875979U - 基于熔盐储热的供热负荷调节系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于能源利用技术领域，涉及基于熔盐储热的供热负荷调节系统。该系统包括冷盐罐、冷盐泵、烟气加热器、热盐罐、热盐泵、熔盐蒸汽发生器，以及根据工艺要求连通以上单元的管道和设置在管道上的阀门；所述冷盐泵与烟气加热器连接管路之间设置蒸汽加热器，热盐泵与熔盐蒸汽发生器连接管路之间设置熔盐蒸汽过热器，熔盐蒸汽过热器还包括蒸汽换热管程；汽包的出口管路通过熔盐蒸汽过热器的蒸汽换热管程与供热蒸汽管线连通。本实用新型的系统可应对工业园区大范围的蒸汽负荷波动需求，既可提供工艺生产蒸汽，也可提供过热的动力蒸汽。

Description

基于熔盐储热的供热负荷调节系统

技术领域

本实用新型属于能源利用技术领域，涉及基于熔盐储热的供热负荷调节系统。

背景技术

蒸汽是工业生产最基本的能源，几乎每个工业园区都配套有一个或几个供热站向园内企业提供生产蒸汽。

经调查，目前很多工业园区的供热企业经常存在运行困难的情况：一是园区内有些企业的生产不是稳定和连续的，造成供热锅炉负荷经常较大波动。二是很多企业只在白天生产，晚上停工，不是24小时连续生产，导致昼夜蒸汽负荷差距巨大：白天负荷高峰时两台锅炉产汽量还不够用；夜晚低谷负荷时开一台锅炉负荷还很低，不仅热效率低，而且还有灭火的风险。三是夜晚开一台炉存在极大的风险，一旦锅炉发生事故停止供汽，将会导致生产企业难以估量的安全事故和经济损失。

一般情况下，锅炉负荷75％～90％时达到较高的经济热效率，超过这一负荷范围都将导致热效率降低，偏离越大热效率降低越多，而很多工业园区的供热企业很难达到经济运行的条件，严重影响供热企业的经济效益。

基于以上问题的存在，目前应用较多的是蒸汽储热技术(也叫高温热水储热)，但存在储热能力较小、工作压力高和只能产饱和蒸汽的缺点，不能满足全部的工业生产需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有蒸汽供热的上述缺陷，提出了基于熔盐储热的供热负荷调节系统。本实用新型的系统可应对工业园区大范围的蒸汽负荷波动需求，既可提供工艺生产蒸汽，也可提供过热的动力蒸汽。

本实用新型是采用以下的技术方案实现的：

一种基于熔盐储热的供热负荷调节系统，包括冷盐罐、冷盐泵、烟气加热器、热盐罐、热盐泵、熔盐蒸汽发生器，以及根据工艺要求连通以上单元的管道和设置在管道上的阀门；冷盐泵安装于冷盐罐内，冷盐泵出口与烟气加热器入口连接，烟气加热器出口与热盐罐入口连接；热盐泵安装于热盐罐内，热盐泵出口与熔盐蒸汽发生器入口连接，熔盐蒸汽发生器出口与冷盐罐入口连接，熔盐蒸汽发生器内设置汽包，汽包与供热蒸汽管线连通，

所述冷盐泵与烟气加热器连接管路之间设置蒸汽加热器，热盐泵与熔盐蒸汽发生器连接管路之间设置熔盐蒸汽过热器，熔盐蒸汽过热器还包括蒸汽换热管程；汽包的出口管路通过熔盐蒸汽过热器的蒸汽换热管程与供热蒸汽管线连通；

所述烟气加热器安装于旁路烟道中，旁路烟道由锅炉对流换热段中的过热器前接出，旁路烟道由省煤器前返接入锅炉对流换热段，旁路烟道设有入口挡板门和出口挡板门。

进一步地，所述烟气加热器出口和冷盐罐之间设有回流管，回流管上设置熔盐回流阀，热盐罐入口设置热盐罐入口阀，烟气加热器出口管路设置温度监测仪表T1，温度监测仪表 T1的信号输出端与冷盐泵上的控制器的信号输入端电连接。

进一步地，所述熔盐蒸汽过热器的熔盐进、出口管道之间设有流量调节旁路，流量调节旁路上设置熔盐蒸汽过热器旁路盐阀，熔盐蒸汽过热器的熔盐进口设置熔盐蒸汽过热器入口盐阀，熔盐蒸汽发生器出口管路设置温度监测仪表T3，温度监测仪表T3的信号输出端与热盐泵上的控制器的信号输入端电连接。

进一步地，所述供热蒸汽管线上设置蒸汽流量监测仪表F1和温度监测仪表T2，蒸汽流量监测仪表F1的信号输出端与熔盐蒸汽过热器入口盐阀、熔盐蒸汽过热器旁路盐阀上的控制器的信号输入端电连接，温度监测仪表T2的信号输出端与熔盐蒸汽过热器旁路盐阀上的控制器的信号输入端电连接。

进一步地，所述汽包的入口与除氧水预热器的出口连通。

进一步地，所述锅炉对流换热段设有挡板阀，挡板阀设置于过热器和旁路烟道出口之间。

进一步地，所述熔盐为低熔点熔盐，其工作温度在140℃至420℃之间。

进一步地，所述冷盐罐和热盐罐中的储热介质采用导热油。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的基于熔盐储热的供热负荷调节系统，可大范围调节供热负荷：夜间供热负荷较低时进行储热，使锅炉在较高负荷率下高效工作，日间熔盐蒸汽发生器产汽并网外供。本系统不仅解决白天锅炉供热能力不足的矛盾，运行调节灵活，安全可靠，可一举解决多数中小型工业园区昼夜供热负荷变化大、锅炉运行困难的难题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为实施例1提供的基于熔盐储热的供热负荷调节系统的工艺流程图；

图中标号：1、冷盐罐；2、冷盐泵；3、蒸汽加热器；4、烟气加热器；5、热盐罐；6、热盐泵；7、熔盐蒸汽发生器；8、熔盐蒸汽过热器；9、除氧水预热器；10、锅炉对流换热段； 11、旁路烟道；12、入口挡板门；13、出口挡板门；14、挡板阀；15、熔盐回流阀；16、热盐罐入口阀；17、熔盐蒸汽过热器入口盐阀；18、熔盐蒸汽过热器旁路盐阀；19、汽包；20、过热器；21、省煤器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的设备、材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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。

本实用新型中，储热工质主要采用三元熔盐。三元熔盐是53％硝酸钾+40％亚硝酸钠+ 7％硝酸钠组成的混合硝酸盐，其熔点在142℃，气化点500℃，温度超过450℃时亚硝酸钠会产生缓慢分解现象。三元熔盐为低熔点熔盐，其工作温度在140℃至420℃之间。三元熔盐是化工生产常用的传热工质，与60％硝酸钠+40％硝酸钾组成的二元熔盐相比，其凝点低100℃，应用温度范围大，性质相对稳定，易于获取。

控制系统控制温度监测仪表、蒸汽流量监测仪表和管道阀门均为现有技术中常用的手段。

实施例1

如图1所示，本实施例的基于熔盐储热的供热负荷调节系统，包括冷盐罐1、冷盐泵2、蒸汽加热器3，烟气加热器4、热盐罐5、热盐泵6、熔盐蒸汽发生器7，熔盐蒸汽过热器8，除氧水预热器9，锅炉对流换热段10，旁路烟道11，入口挡板门12，出口挡板门13，挡板阀14，以及根据工艺要求连通以上单元的管道和设置在管道上的阀门。

冷盐泵和热盐泵为变频调节。

冷盐泵安装于冷盐罐内，冷盐泵出口与蒸汽加热器入口连接，蒸汽加热器出口与烟气加热器入口连接，烟气加热器出口与热盐罐入口连接。蒸汽加热器的蒸汽以锅炉所产蒸汽供热。

热盐泵安装于热盐罐内，热盐泵出口与熔盐蒸汽过热器的熔盐进口连接，熔盐蒸汽过热器的熔盐出口与熔盐蒸汽发生器入口连接，熔盐蒸汽发生器出口与冷盐罐入口连接。

熔盐蒸汽发生器内设置汽包，熔盐蒸汽过热器包括蒸汽换热管程，汽包的出口管路通过熔盐蒸汽过热器的蒸汽换热管程与供热蒸汽管线连通。汽包的入口与除氧水预热器的出口连通。

烟气加热器出口和冷盐罐之间设有回流管，回流管上设置熔盐回流阀15，热盐罐入口设置热盐罐入口阀16，烟气加热器出口管路设置温度监测仪表T1，温度监测仪表T1的信号输出端与冷盐泵上的控制器的信号输入端电连接，根据烟气加热器出口盐温调节冷盐泵泵出的熔盐流量。

熔盐蒸汽过热器的熔盐进、出口管道之间设有流量调节旁路，流量调节旁路上设置熔盐蒸汽过热器旁路盐阀18，熔盐蒸汽过热器的熔盐进口设置熔盐蒸汽过热器入口盐阀17，熔盐蒸汽发生器出口管路设置温度监测仪表T3，温度监测仪表T3的信号输出端与热盐泵上的控制器的信号输入端电连接。

供热蒸汽管线上设置蒸汽流量监测仪表F1和温度监测仪表T2，蒸汽流量监测仪表F1的信号输出端与熔盐蒸汽过热器入口盐阀、熔盐蒸汽过热器旁路盐阀上的控制器的信号输入端电连接，温度监测仪表T2的信号输出端与熔盐蒸汽过热器旁路盐阀上的控制器的信号输入端电连接。根据熔盐蒸汽过热器出口蒸汽流量调节热盐泵泵出的熔盐流量。

烟气加热器安装于旁路烟道中，旁路烟道由锅炉对流换热段中的过热器20前接出，旁路烟道由省煤器21前返接入锅炉对流换热段。入口挡板门和出口挡板门设置于旁路烟道的两端，用于调节旁路烟道的烟气流量或切断烟气。

挡板阀设置于过热器和旁路烟道出口之间，用于调节旁路烟道的烟气流量。

本实施例的供热蒸汽压力可以根据需要在1.0MPa到4.0MPa之间任意选择，供热蒸汽温度可以在180℃到400℃之间任意确定。

本实施例的供热锅炉可以是中压、次高压或高压锅炉，额定工作压力在3.82MPa到9.81MPa之间，额定工作温度在450℃到540℃之间。

本实用新型提供的系统的控制过程包含储热和放热两种运行工况，具体步骤如下：

1、储热工况

储热工况可以起到吸纳锅炉过剩负荷，提高锅炉系统热效率的作用，应对夜晚低负荷外供工况。

关闭热盐罐入口阀，打开烟气加热器出口管道和冷盐罐之间回流管上的熔盐回流阀，启动冷盐泵以最小流量循环；开启蒸汽加热器的加热蒸汽阀门，以锅炉所产蒸汽将熔盐加热至锅炉运行压力下的饱和温度；当烟气加热器出口的温度监测仪表T1监测到熔盐温度达到设定的储热温度420℃后，打开热盐罐入口阀，然后关闭熔盐回流阀。

根据锅炉负荷情况，同时调节冷盐泵转速、蒸汽加热器中加热蒸汽流量和旁路烟道热烟气流量，即可以达到锅炉稳定运行和稳定储热的效果。熔盐回流阀

2、放热工况

在供热高峰期间启动放热工况，产生蒸汽补充到供热蒸汽管线中，可以弥补锅炉能力的不足。

熔盐蒸汽发生器的给水由除氧水预热器加热到170℃，使汽包保持正常液位；关闭熔盐蒸汽过热器入口阀门，打开熔盐蒸汽过热器旁路盐阀；启动热盐泵，以熔盐蒸汽发生器出口温度监测仪表T3调节热盐泵转速；为保障系统安全，熔盐蒸汽发生器产汽压力需大于1.0MPa，出口盐温在190℃左右；当供热蒸汽管线上设置蒸汽流量监测仪表F1监测到蒸汽流量稳定上升后，打开熔盐蒸汽过热器入口盐阀；以熔盐蒸汽过热器旁路盐阀调节过热蒸汽温度，通过温度监测仪表T2监测控制。

根据外供蒸汽负荷需求，调节给水流量和热盐泵转速，即可达到熔盐放热产汽调峰的目的。

当然，上述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定对本实用新型的实施例范围。本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本实用新型的专利涵盖范围内。

Claims (8)

1.一种基于熔盐储热的供热负荷调节系统，包括冷盐罐(1)、冷盐泵(2)、烟气加热器(4)、热盐罐(5)、热盐泵(6)、熔盐蒸汽发生器(7)，以及根据工艺要求连通以上单元的管道和设置在管道上的阀门；冷盐泵(2)安装于冷盐罐(1)内，冷盐泵(2)出口与烟气加热器(4)入口连接，烟气加热器(4)出口与热盐罐(5)入口连接；热盐泵(6)安装于热盐罐(5)内，热盐泵(6)出口与熔盐蒸汽发生器(7)入口连接，熔盐蒸汽发生器(7)出口与冷盐罐(1)入口连接，熔盐蒸汽发生器(7)内设置汽包(19)，汽包(19)与供热蒸汽管线连通，其特征在于，

所述冷盐泵(2)与烟气加热器(4)连接管路之间设置蒸汽加热器(3)，热盐泵(6)与熔盐蒸汽发生器(7)连接管路之间设置熔盐蒸汽过热器(8)，熔盐蒸汽过热器(8)包括蒸汽换热管程；汽包(19)的出口管路通过熔盐蒸汽过热器(8)的蒸汽换热管程与供热蒸汽管线连通；

所述烟气加热器(4)安装于旁路烟道(11)中，旁路烟道(11)由锅炉对流换热段(10)中的过热器(20)前接出，旁路烟道(11)由省煤器(21)前返接入锅炉对流换热段(10)，旁路烟道(11)设有入口挡板门(12)和出口挡板门(13)。

2.根据权利要求1所述的基于熔盐储热的供热负荷调节系统，其特征在于，所述烟气加热器(4)出口和冷盐罐(1)之间设有回流管，回流管上设置熔盐回流阀(15)，热盐罐(5)入口设置热盐罐入口阀(16)，烟气加热器(4)出口管路设置温度监测仪表T1，温度监测仪表T1的信号输出端与冷盐泵(2)上的控制器的信号输入端电连接。

3.根据权利要求1所述的基于熔盐储热的供热负荷调节系统，其特征在于，所述熔盐蒸汽过热器(8)的熔盐进、出口管道之间设有流量调节旁路，流量调节旁路上设置熔盐蒸汽过热器旁路盐阀(18)，熔盐蒸汽过热器(8)的熔盐进口设置熔盐蒸汽过热器入口盐阀(17)，熔盐蒸汽发生器(7)出口管路设置温度监测仪表T3，温度监测仪表T3的信号输出端与热盐泵(6)上的控制器的信号输入端电连接。

4.根据权利要求1所述的基于熔盐储热的供热负荷调节系统，其特征在于，所述供热蒸汽管线上设置蒸汽流量监测仪表F1和温度监测仪表T2，蒸汽流量监测仪表F1的信号输出端与熔盐蒸汽过热器入口盐阀(17)、熔盐蒸汽过热器旁路盐阀(18)上的控制器的信号输入端电连接，温度监测仪表T2的信号输出端与熔盐蒸汽过热器旁路盐阀(18)上的控制器的信号输入端电连接。

5.根据权利要求1所述的基于熔盐储热的供热负荷调节系统，其特征在于，所述汽包(19)的入口与除氧水预热器(9)的出口连通。

6.根据权利要求1所述的基于熔盐储热的供热负荷调节系统，其特征在于，所述锅炉对流换热段(10)设有挡板阀(14)，挡板阀(14)设置于过热器(20)和旁路烟道(11)出口之间。

7.根据权利要求1所述的基于熔盐储热的供热负荷调节系统，其特征在于，所述熔盐为低熔点熔盐，其工作温度在140℃至420℃之间。

8.根据权利要求1所述的基于熔盐储热的供热负荷调节系统，其特征在于，所述冷盐罐(1)和热盐罐(5)中的储热介质采用导热油。

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