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熔鹽儲熱是一種顯熱儲熱技術(shù)，利用材料在升溫或降溫過程中的溫差而實(shí)現(xiàn)熱能存儲，在整個工作溫度范圍內(nèi)，儲熱材料始終保持液態(tài)。
一、熔鹽是什么？
熔鹽是鹽類熔化后形成的熔融體，例如堿金屬、堿土金屬的鹵化物、硝酸鹽、硫酸鹽的熔融體。熔鹽是金屬陽離子和非金屬陰離子所組成的熔融體。能構(gòu)成熔鹽的陽離子有80 余種，陰離子有30 余種，組合成的熔鹽可達(dá)2400 余種。熔鹽具有高沸點(diǎn)、低粘度、低蒸汽壓力和高體積熱的特點(diǎn)，是一種優(yōu)良的傳熱儲熱介質(zhì)。
二、熔鹽塔式光熱電站發(fā)電原理：
在地面上有許多反射鏡，它們將陽光反射到一座高塔上，高塔上有吸熱裝置，熔鹽通過熔鹽泵從低溫熔鹽罐內(nèi)290℃的低溫熔鹽打到高塔上的吸熱裝置中，吸收熱量變成565℃高溫熔鹽回到高溫熔鹽罐內(nèi)儲能。
熔鹽儲能分為蓄熱與放熱兩個工作過程。
蓄熱過程：采用智能互補(bǔ)系統(tǒng)將光伏、作為加熱熔鹽的能源，通過加熱熔鹽存儲可再生能源。
放熱過程：在換熱系統(tǒng)中高溫熔鹽與水換熱，產(chǎn)生水蒸汽，驅(qū)動渦輪機(jī)工作，對外發(fā)電。熔鹽儲能系統(tǒng)常與光伏、等系統(tǒng)相耦合。
熔鹽塔式光熱電站解決了太陽能不穩(wěn)定的問題，因?yàn)樵谄溲h(huán)中自帶雙罐熔鹽儲熱系統(tǒng)。雙罐熔鹽儲熱系統(tǒng)將太陽能與后端發(fā)電設(shè)備解耦，可以將獲得的太陽的熱量儲存在熔鹽的顯熱之中，只要鏡場和熔鹽儲罐夠大，熔鹽塔式光熱電站甚能實(shí)現(xiàn)24小時的連續(xù)發(fā)電。
熔鹽塔式光熱發(fā)電，雙罐熔鹽儲熱系統(tǒng)是光熱發(fā)電系統(tǒng)圖
三、熔鹽熱能儲能裝置是一種將太陽能收集后儲存起來的綜合系統(tǒng)。
由換熱設(shè)備、高溫儲罐、低溫儲罐、輸送泵、閥門、管線、自動控制裝置組成。
熔鹽熱能儲能裝置配套的子系統(tǒng)為化鹽系統(tǒng)、啟動系統(tǒng)、保溫伴熱系統(tǒng)、安全防護(hù)系統(tǒng)。
四、燃?xì)馊埯}爐是熔鹽熱能儲能裝置配套的子系統(tǒng)中化鹽系統(tǒng)的一個重要核心設(shè)備。
對于帶有熔鹽儲能的光熱電站，其關(guān)鍵技術(shù)是如何把大量固態(tài)熔鹽快速安全地熔化后注入系統(tǒng)和如何讓大量熔化后的熔鹽維持一定的溫度不凝固。其核心系統(tǒng)就是化鹽系統(tǒng)，核心裝置就是燃?xì)馊埯}爐
化鹽系統(tǒng)工藝流程說明 ： 圖1 化鹽系統(tǒng)流程示意圖
1.
化鹽系統(tǒng)工藝流程如圖1所示，包括：熔鹽破碎加料系統(tǒng)（破碎機(jī)和熔鹽輸運(yùn)機(jī)）、熔鹽槽化鹽系統(tǒng)、熔鹽爐加熱系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、蒸汽/煙風(fēng)排放系統(tǒng)及排污系統(tǒng)。具體化鹽流程如下：
（1）初始投鹽階段：叉車運(yùn)送噸袋包裝的固態(tài)熔鹽從破碎機(jī)加料口投入，破碎后的熔鹽通過熔鹽輸運(yùn)機(jī)運(yùn)送到化鹽槽加鹽口（安裝有加料斗）投入，初始投入一定量固態(tài)混合鹽，采用外部加熱裝置熔化液態(tài)。
（2）持續(xù)投鹽階段：啟動熔鹽爐、熔鹽泵和攪拌器，上料系統(tǒng)持續(xù)從加鹽口投鹽。保持熱鹽的循環(huán)和固態(tài)鹽的投入，維持化鹽槽內(nèi)熔鹽的液位和溫度（在290±5℃），直到所有固態(tài)熔鹽全部熔化進(jìn)入熔鹽罐。
燃?xì)馊埯}爐化鹽系統(tǒng)供貨清單
序號 | 設(shè)備名稱 | 數(shù)量 | 規(guī)格型號 | 備注 |
1 | 熔鹽爐 | 1 | 熔鹽爐材質(zhì) | 含支撐 、煙道防爆門、平臺、扶梯、保護(hù)及防雨等結(jié)構(gòu)，一次儀表，電控柜 |
S347H爐管，S304爐殼 | ||||
2 | 燃燒器 | 1 | 含燃燒器閥組、鼓風(fēng)機(jī)，本體自帶控制柜等 | |
3 | 空氣預(yù)熱器 | 1 | 12Cr1MoVG管子 | 熔鹽爐配套 |
4 | 煙囪及煙氣管道 | 1 | 熔鹽爐配套 | |
5 | 化鹽槽 | 1 | 主體材料S347H，墊板S347H，支座采用S304，煙囪為碳鋼。 | 含化鹽槽加鹽口漏斗、煙囪、含保溫 |
6 | 化鹽槽風(fēng)機(jī) | 1 | 耐溫不低于300℃ | |
7 | 攪拌器 | 1 | 雙層槳葉 | 液下材質(zhì)為不銹鋼304 |
8 | 熔鹽泵 | 2 | 一用一備，匹配熔鹽爐循環(huán)量，設(shè)計(jì)溫度不低于565℃， | |
9 | 皮帶運(yùn)輸機(jī) | 1 | 單臺上料能力不低于系統(tǒng)要求 | 含加料斗、防護(hù)罩等 |
10 | 破碎機(jī) | 1 | 單臺上料能力不低于系統(tǒng)要求 | 含支撐結(jié)構(gòu)和入口漏斗等 |
化鹽設(shè)備系統(tǒng)功能是將固態(tài)熔鹽加熱熔化并升溫到290℃，化鹽系統(tǒng)主要設(shè)備說明如下：
（1）熔鹽爐：載熱介質(zhì)為熔鹽的熱載體加熱爐，用于加熱液態(tài)熔鹽；
（2）化鹽槽：用于存儲高溫熔鹽的槽類容器；
化鹽泵：用于提供壓頭使熔鹽在爐管和管道系統(tǒng)中進(jìn)行循環(huán)流動的泵類設(shè)備；
（4）攪拌器：用于化鹽過程中，對化鹽槽內(nèi)固液熔鹽均勻混合的器件；
（5）破碎機(jī)：用于熔鹽加料時，對板結(jié)的熔鹽物料進(jìn)行破碎的設(shè)備；
（6）熔鹽輸運(yùn)機(jī)：用于熔鹽加料時，對熔鹽物料進(jìn)行傳輸?shù)难b置。
五、燃?xì)馊埯}爐在光熱發(fā)電項(xiàng)目業(yè)績
1.中國電建集團(tuán)中南勘測設(shè)計(jì)研究院敦煌光熱發(fā)電項(xiàng)目
2.中廣核德令哈光熱發(fā)電項(xiàng)
作者：常州市上能鍋爐有限公司芮亞平，咨詢電話：13815029577
2022年10月15日
