燃氣熔鹽爐是熔鹽熱能儲能裝置配套的子系統中化鹽系統的一個重要核心裝置

燃氣熔鹽爐是光熱發電熔鹽熱能儲能裝置配套的子系統中化鹽系統的一個重要核心裝置│▩₪◕₪。

熔鹽儲熱是一種顯熱儲熱技術▩▩，利用材料在升溫或降溫過程中的溫差而實現熱能儲存▩▩，在整個工作溫度範圍內▩▩，儲熱材料始終保持液態│▩₪◕₪。

一☁•▩、熔鹽是什麼│₪▩☁₪？

熔鹽是鹽類熔化後形成的熔融體▩▩，例如鹼金屬☁•▩、鹼土金屬的鹵化物☁•▩、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│▩₪◕₪。能構成熔鹽的陽離子有80 餘種▩▩，陰離子有30 餘種▩▩，組合成的熔鹽可達2400 餘種│▩₪◕₪。熔鹽具有高沸點☁•▩、低粘度☁•▩、低蒸汽壓力和高體積熱的特點▩▩，是一種優良的傳熱儲熱介質│▩₪◕₪。

二☁•▩、熔鹽塔式光熱電站發電原理•·╃：

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▩▩，熔鹽透過熔鹽泵從低溫熔鹽罐內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儲能│▩₪◕₪。

熔鹽儲能分為蓄熱與放熱兩個工作過程│▩₪◕₪。

蓄熱過程•·╃：採用智慧互補系統將光伏☁•▩、作為加熱熔鹽的能源▩▩，透過加熱熔鹽儲存可再生能源│▩₪◕₪。

放熱過程•·╃：在換熱系統中高溫熔鹽與水換熱▩▩，產生水蒸汽▩▩，驅動渦輪機工作▩▩，對外發電│▩₪◕₪。熔鹽儲能系統常與光伏☁•▩、等系統相耦合│▩₪◕₪。

熔鹽塔式光熱電站解決了太陽能不穩定的問題▩▩，因為在其迴圈中自帶雙罐熔鹽儲熱系統│▩₪◕₪。雙罐熔鹽儲熱系統將太陽能與後端發電裝置解耦▩▩，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至能實現24小時的連續發電│▩₪◕₪。

熔鹽塔式光熱發電▩▩，雙罐熔鹽儲熱系統是光熱發電系統圖

三☁•▩、熔鹽熱能儲能裝置是一種將太陽能收集後儲存起來的綜合系統│▩₪◕₪。

由換熱裝置☁•▩、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為化鹽系統☁•▩、啟動系統☁•▩、保溫伴熱系統☁•▩、安全防護系統│▩₪◕₪。

四☁•▩、燃氣熔鹽爐是熔鹽熱能儲能裝置配套的子系統中化鹽系統的一個重要核心裝置│▩₪◕₪。

對於帶有熔鹽儲能的光熱電站▩▩，其關鍵技術是如何把大量固態熔鹽快速安全地熔化後注入系統和如何讓大量熔化後的熔鹽維持一定的溫度不凝固│▩₪◕₪。其核心繫統就是化鹽系統▩▩，核心裝置就是燃氣熔鹽爐

化鹽系統工藝流程說明 •·╃：                    圖1 化鹽系統流程示意圖

1. 化鹽系統工藝流程如圖1所示▩▩，包括•·╃：熔鹽破碎加料系統（破碎機和熔鹽輸運機）☁•▩、熔鹽槽化鹽系統☁•▩、熔鹽爐加熱系統☁•▩、冷卻水系統☁•▩、蒸汽/煙風排放系統及排汙系統│▩₪◕₪。具體化鹽流程如下•·╃：

（1）初始投鹽階段•·╃：叉車運送噸袋包裝的固態熔鹽從破碎機加料口投入▩▩，破碎後的熔鹽透過熔鹽輸運機運送至化鹽槽加鹽口（安裝有加料斗）投入▩▩，初始投入一定量固態混合鹽▩▩，採用外部加熱裝置熔化至液態│▩₪◕₪。

（2）持續投鹽階段•·╃：啟動熔鹽爐☁•▩、熔鹽泵和攪拌器▩▩，上料系統持續從加鹽口投鹽│▩₪◕₪。保持熱鹽的迴圈和固態鹽的投入▩▩，維持化鹽槽內熔鹽的液位和溫度（在290±5℃）▩▩，直至所有固態熔鹽全部熔化進入熔鹽罐│▩₪◕₪。

2☁•▩、功能簡述

化鹽裝置系統功能是將固態熔鹽加熱熔化並升溫至290℃▩▩，化鹽系統主要裝置說明如下•·╃：

（1）熔鹽爐•·╃：載熱介質為熔鹽的熱載體加熱爐▩▩，用於加熱液態熔鹽；

（2）化鹽槽•·╃：用於儲存高溫熔鹽的槽類容器；

（3）化鹽泵•·╃：用於提供壓頭使熔鹽在爐管和管道系統中進行迴圈流動的泵類裝置；

（4）攪拌器•·╃：用於化鹽過程中▩▩，對化鹽槽內固液熔鹽均勻混合的器件；

（5）破碎機•·╃：用於熔鹽加料時▩▩，對板結的熔鹽物料進行破碎的裝置；

（6）熔鹽輸運機•·╃：用於熔鹽加料時▩▩，對熔鹽物料進行傳輸的裝置│▩₪◕₪。

五☁•▩、燃氣熔鹽爐在光熱發電專案業績

①中國電建集團中南勘測設計研究院敦煌光熱發電專案

②中廣核德令哈光熱發電項

作者•·╃：常州市上能鍋爐有限公司芮亞平▩▩，諮詢電話•·╃：13815029577

2022年10月15日

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