CN221825368U - 基于熔盐储热的低参数蒸汽发生系统 - Google Patents
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Abstract
基于熔盐储热的低参数蒸汽发生系统。大量的工业用户对200℃以下的低参数饱和蒸汽或过热蒸汽存在需求，如果在此背景下工业用户考虑利用熔盐储放热系统产生200℃以下低压蒸汽，就会受到熔盐熔点过高的限制不易实现。本实用新型包括：熔盐储热系统包括熔盐电加热器（7），冷盐罐（1）内的冷熔盐通过冷熔盐泵（3）泵出经过冷熔盐管路进入到熔盐电加热器，熔盐电加热器利用谷电将熔盐加热后送往热盐罐（2）进行储存；熔盐放热系统包括高温熔盐/高压热水换热器（16），热盐罐内的热熔盐通过热熔盐泵（4）泵出经过热熔盐管路进入高温熔盐/高压热水换热器。本实用新型用于基于熔盐储热的低参数蒸汽发生。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于熔盐储热的低参数蒸汽发生系统。
背景技术
在“双碳”目标大背景下，风电、太阳能发电等可再生能源得到了迅猛的发展，但由于可再生能源存在出力不稳定的缺点造成了较为严重的“弃风弃光”问题，对电网的安全稳定运行带来一定的威胁和挑战。另一方面随着居民和工业用电量的增大，各省的用电政策也在不断地调整，电网的峰谷电价差日益增大，越来越多的工业用户考虑在厂区通过增加储能装置的方式来降低生产用电成本。熔盐储能技术可以利用熔盐储热密度大、储热温度高、稳定性和流动性好等优点，将“弃风弃光”电能或电网低谷电用于加热熔盐进行储热。目前Hitec熔盐（硝酸钠+亚硝酸钠+硝酸钾）是工程应用较成熟的典型低熔点三元熔盐，该熔盐的熔点约为142℃，使用温度区间约为200℃-450℃。在用电高峰时，工业用户可根据自身需求将储存的高温熔盐放热加热给水产生蒸汽用于工业供热或供汽来降低用汽成本。但目前熔盐储热存在的突出问题是熔盐凝固点较高，用于加热的给水温度过低会造成熔盐凝固的风险，熔盐一旦凝固在换热设备或管道中将极难处理，甚至会彻底毁坏设备。根据行业相关标准，高温熔盐用于加热给水的最低温度至少为该熔盐析晶温度加10℃，如果选用类似上述Hitec三元熔盐加热给水，给水的最低初始温度需设定在约160℃，这就要求在熔盐放热过程中，需要先通过电加热或其他的方式将常温水预热至约160℃，如果处于用电高峰时段熔盐进行放热，预热过程还是需要利用价格较高的峰电从而引起工业用汽成本的增加。同时不同工业用户根据生产工艺需要对蒸汽参数的需求不同，大量的工业用户对200℃以下的低参数饱和蒸汽或过热蒸汽存在需求，如果在此背景下工业用户考虑利用熔盐储放热系统产生200℃以下低压蒸汽，就会受到熔盐熔点过高的限制不易实现。
实用新型内容
本实用新型的目的是解决上述存在的问题，提供一种基于熔盐储热的低参数蒸汽发生系统。
上述的目的通过以下的技术方案实现：
一种基于熔盐储热的低参数蒸汽发生系统，其组成包括熔盐储热系统和熔盐放热系统；
所述的熔盐储热系统包括熔盐电加热器，冷盐罐内的冷熔盐通过冷熔盐泵泵出经过冷熔盐管路进入到所述的熔盐电加热器，所述的熔盐电加热器利用谷电将熔盐加热后送往热盐罐进行储存；
所述的熔盐放热系统包括高温熔盐/高压热水换热器，热盐罐内的热熔盐通过热熔盐泵泵出经过热熔盐管路进入高温熔盐/高压热水换热器，通过所述的高温熔盐/高压热水换热器的水侧系统换热后进入到所述的冷盐罐内。
所述的基于熔盐储热的低参数蒸汽发生系统，所述的水侧系统包括加药除氧设备、给水电预热器和蒸汽发生器，所述的给水与加药除氧设备通过给水管道连通，通过给水泵泵出进入加药除氧设备，除氧后的给水被分为两路，其中一路给水经过给水增压泵加压后的高压给水进入到给水电预热器，所述的给水电预热器的出口与所述的高温熔盐/高压热水换热器的水侧入口通过高压给水管道连通，所述的高温熔盐/高压热水换热器的水侧出口与蒸汽发生器入口连通，所述的蒸汽发生器出口与循环管道连通，所述的循环管道连通至所述的高压给水管道；
除氧后的另一路通过低温给水管道与蒸汽发生器的入口连通。
所述的基于熔盐储热的低参数蒸汽发生系统，所述的冷熔盐管路上安装有冷熔盐阀。
所述的基于熔盐储热的低参数蒸汽发生系统，所述的热熔盐管路上安装有热熔盐阀。
有益效果
1.本实用新型利用 “弃风弃光”电能或电网低谷电加热熔盐进行储热，在电网用电高峰时热熔盐放热生产满足工业需求的低成本、低参数蒸汽。提出采用高压热水作为间接换热介质，放热子系统中设置高温熔盐/高压热水换热器，熔盐放热首先将热量传递给高压热水，被加热后的高压热水再用于加热低参数给水产生蒸汽，本发明解决了熔盐放热不能用于直接加热低参数给水的难题，避免了热熔盐与低参数给水直接换热造成的熔盐凝固导致设备报废的风险。
2.本实用新型设置的给水电预热器只需在系统初始启动阶段预热高压给水，当系统稳定工作后高压热水在系统中被循环利用，避免了对高热给水反复预热，在实现降低预热电能的同时节约了大量水资源，为工业用户达到了节能降耗的目的。
附图说明
附图1是本实用新型的结构示意图；
图中：1、冷盐罐；2、热盐罐；3、冷熔盐泵；4、热熔盐泵；5、冷熔盐阀；6、热熔盐阀；7、熔盐电加热器；8、给水泵；9、第一阀门；10、加药除氧设备；11、第二阀门；12、给水增压泵；13、第三阀门；14、给水电预热器；15、第四阀门；16、高温熔盐/高压热水换热器；17、蒸汽发生器；18、循环水泵；19、第五阀门；20、第六阀门；21、第七阀门。
具体实施方式
一种基于熔盐储热的低参数蒸汽发生系统，其组成包括熔盐储热系统和熔盐放热系统；
系统利用“弃风弃光”电能或电网低谷电加热熔盐进行储热，峰电时段熔盐放热系统提出引入适当温度的高压循环热水作为中间换热介质，高温熔盐首先与高压热水换热，将高压热水加热到饱和温度以下，被加热的高压热水再通过与低温给水换热产生生产工艺所需的饱和蒸汽或过热蒸汽，放热后的高压热水经过增压后在系统中循环利用，达到节能降耗的目的。该发明主要用于熔盐储热系统的高温熔盐放热过程产生低参数等级饱和蒸汽或过热蒸汽，通过采用低于饱和温度的高压循环热水作为间接换热介质，解决了高温熔盐因为熔点过高不能直接加热低温给水产生蒸汽的难题，能够有效防止高温熔盐与低温给水在换热过程出现凝固的危险，该系统利用低价“弃风弃光”电能或电网低谷电进行熔盐储热，能够最大程度的为工业用户降低工业用汽成本。
所述的熔盐储热系统包括熔盐电加热器7，冷盐罐1内的冷熔盐通过冷熔盐泵3泵出经过冷熔盐管路进入到所述的熔盐电加热器，所述的熔盐电加热器利用谷电将熔盐加热后送往热盐罐2进行储存；
所述的熔盐放热系统包括高温熔盐/高压热水换热器16，热盐罐内的热熔盐通过热熔盐泵4泵出经过热熔盐管路进入高温熔盐/高压热水换热器，通过所述的高温熔盐/高压热水换热器的水侧系统换热后进入到所述的冷盐罐内。
所述的水侧系统包括加药除氧设备10、给水电预热器14和蒸汽发生器17，所述的给水与加药除氧设备通过给水管道连通，通过给水泵8泵出进入加药除氧设备，除氧后的给水被分为两路，其中一路给水经过给水增压泵加压后的高压给水进入到给水电预热器14，所述的给水电预热器的出口与所述的高温熔盐/高压热水换热器的水侧入口通过高压给水管道连通，所述的高温熔盐/高压热水换热器的水侧出口与蒸汽发生器入口连通，所述的蒸汽发生器出口与循环管道连通，所述的循环管道连通至所述的高压给水管道；
除氧后的另一路通过低温给水管道与蒸汽发生器的入口连通。
所述的冷熔盐管路上安装有冷熔盐阀5。
所述的热熔盐管路上安装有热熔盐阀6。
系统分为熔盐储热和熔盐放热两个子系统。在谷电时段熔盐储热子系统开始运行，首先开启冷熔盐阀5，储存在冷盐罐中的冷熔盐通过冷熔盐泵泵出经过熔盐管路进入熔盐电加热器，熔盐电加热器利用电网低价的谷电将熔盐加热至目标温度送往热盐罐进行储存，按此方式直至热盐罐储满后系统停止运行。当处于用电高峰时段，熔盐放热子系统开始投运，熔盐侧设计流程首先开启热熔盐阀6，储存在热盐罐中的热熔盐通过热熔盐泵泵出经过熔盐管路进入高温熔盐/高压热水换热器16，水侧设计流程首先开启第一阀门9和给水泵8将低参数给水从供水源泵出首先进入加药除氧设备10进行除氧,系统初始投运阶段，除氧后的给水被分为两路，其中一路给水经过第二阀门11和给水增压泵12加压至高压状态，由于热熔盐需要先将储存的热能传递给高压给水，为避免换热过程中高压给水温度过低造成熔盐凝固，高压给水需先经过给水电预热器14预热至约160℃，被预热后的高压给水经过第四阀门15进入高温熔盐/高压热水换热器与热熔盐发生逆流换热，高压给水温度被加热至饱和温度以下经过高压热水管道进入蒸汽发生器17，除氧后的另一路低参数给水经过第三阀门13和低温给水管道被送往蒸汽发生器与高压热水逆流换热，高压热水将热量传递给低参数给水产生工业用户生产工艺所需的低参数饱和蒸汽或过热蒸汽，蒸汽发生器出口高压热水温度降低至约160℃，由于高压热水在换热过程中存在压力损失经过第五阀门19和循环水泵18加压后被再次送往高温熔盐/高压热水换热器入口被循环利用，直至熔盐放热过程结束，高压热水循环管路中设置了排污管道，排污管道上安装有第七阀门21和定期排污设备，可根据高压循环热水水质情况定期排污处理。常规熔盐储热系统的高温熔盐放热过程因受熔盐凝固点过高的限制，不能直接参与与低参数给水换热，很难满足工业用户对200℃以下低参数饱和蒸汽或过热蒸汽的生产工艺需求。本发明设计了一种基于熔盐储热的低参数蒸汽发生系统，应用场景是利用价格较低的“弃风弃光”电能或电网低谷电加热熔盐进行储热，熔盐放热过程提出采用间接换热的方式，避免了热熔盐与低参数给水直接换热造成的熔盐凝固风险，先将热熔盐与高压热水换热，被加热后的高压热水继续与低参数给水换热，产生工业用户生产工艺所需的低参数饱和蒸汽或过热蒸汽，高压热水在系统中被循环利用，节能降耗的同时利用峰谷电价差最大程度的为工业用户降低工业用汽成本。
本发明属于基于熔盐储热的蒸汽发生系统领域，适用于基于熔盐储热系统产生低参数等级的工业蒸汽。
本发明提出熔盐放热采用高压热水间接换热的方式，避免了热熔盐与低参数给水直接换热造成的熔盐凝固的风险，系统中高压热水被循环使用，节能降耗的同时利用峰谷电价差储热，最大程度的为工业用户降低工业用汽成本。
利用成本较低的“弃风弃光”电能或电网低谷电加热熔盐进行储热，在电网用电高峰时热熔盐放热用于生产满足工业需求的低参数蒸汽，本发明能够解决由于熔盐凝固点高不能直接加热低参数给水的难题，改变了熔盐放热直接加热给水产生蒸汽的常规技术路线，提出熔盐放热过程采用间接换热的方式，避免了热熔盐与低参数给水直接换热造成的熔盐凝固导致设备报废的风险，通过先将热熔盐与高压热水换热，被熔盐加热后的高压热水继续与低参数给水换热产生用户所需的低参数饱和蒸汽或过热蒸汽，高压热水只需在初始启动阶段被给水电预热器预热，系统稳定工作后高压热水在系统中被循环使用，能够达到节能降耗的目的。
该系统能够实现基于熔盐的储放热过程生产满足工业需求的低参数饱和蒸汽或过热蒸汽，解决了由于熔盐凝固点高不能直接加热低参数给水产生工业蒸汽的难题，高压热水不需要反复预热在系统中被循环利用，能够最大程度的做到为工业用户实现节水节电。
Claims (4)
1.一种基于熔盐储热的低参数蒸汽发生系统，其特征是：其组成包括熔盐储热系统和熔盐放热系统；
所述的熔盐储热系统包括熔盐电加热器，冷盐罐内的冷熔盐通过冷熔盐泵泵出经过冷熔盐管路进入到所述的熔盐电加热器，所述的熔盐电加热器利用谷电将熔盐加热后送往热盐罐进行储存；
所述的熔盐放热系统包括高温熔盐/高压热水换热器，热盐罐内的热熔盐通过热熔盐泵泵出经过热熔盐管路进入高温熔盐/高压热水换热器，通过所述的高温熔盐/高压热水换热器的水侧系统换热后进入到所述的冷盐罐内。
2.根据权利要求1所述的基于熔盐储热的低参数蒸汽发生系统，其特征是：所述的水侧系统包括加药除氧设备、给水电预热器和蒸汽发生器，所述的给水与加药除氧设备通过给水管道连通，通过给水泵泵出进入加药除氧设备，除氧后的给水被分为两路，其中一路给水经过给水增压泵加压后的高压给水进入到给水电预热器，所述的给水电预热器的出口与所述的高温熔盐/高压热水换热器的水侧入口通过高压给水管道连通，所述的高温熔盐/高压热水换热器的水侧出口与蒸汽发生器入口连通，所述的蒸汽发生器出口与循环管道连通，所述的循环管道连通至所述的高压给水管道；
除氧后的另一路通过低温给水管道与蒸汽发生器的入口连通。
3.根据权利要求1所述的基于熔盐储热的低参数蒸汽发生系统，其特征是：所述的冷熔盐管路上安装有冷熔盐阀。
4.根据权利要求3所述的基于熔盐储热的低参数蒸汽发生系统，其特征是：所述的热熔盐管路上安装有热熔盐阀。
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