燃气熔盐炉是熔盐热能储能装置配套的子系统中化盐系统的一个重要核心设备

燃气熔盐炉是光热发电熔盐热能储能装置配套的子系统中化盐系统的一个重要核心设备。

熔盐储热是一种显热储热技术，利用材料在升温或降温过程中的温差而实现热能存储，在整个工作温度范围内，储热材料始终保持液态。

一、熔盐是什么？

熔盐是盐类熔化后形成的熔融体，例如碱金属、碱土金属的卤化物、硝酸盐、硫酸盐的熔融体。熔盐是金属阳离子和非金属阴离子所组成的熔融体。能构成熔盐的阳离子有80 余种，阴离子有30 余种，组合成的熔盐可达2400 余种。熔盐具有高沸点、低粘度、低蒸汽压力和高体积热的特点，是一种优良的传热储热介质。

二、熔盐塔式光热电站发电原理：

在地面上有许多反射镜，它们将阳光反射到一座高塔上，高塔上有吸热装置，熔盐通过熔盐泵从低温熔盐罐内290℃的低温熔盐打到高塔上的吸热装置中，吸收热量变成565℃高温熔盐回到高温熔盐罐内储能。

熔盐储能分为蓄热与放热两个工作过程。

蓄热过程：采用智能互补系统将光伏、作为加热熔盐的能源，通过加热熔盐存储可再生能源。

放热过程：在换热系统中高温熔盐与水换热，产生水蒸汽，驱动涡轮机工作，对外发电。熔盐储能系统常与光伏、等系统相耦合。

熔盐塔式光热电站解决了太阳能不稳定的问题，因为在其循环中自带双罐熔盐储热系统。双罐熔盐储热系统将太阳能与后端发电设备解耦，可以将获得的太阳的热量储存在熔盐的显热之中，只要镜场和熔盐储罐够大，熔盐塔式光热电站甚至能实现24小时的连续发电。

熔盐塔式光热发电，双罐熔盐储热系统是光热发电系统图

三、熔盐热能储能装置是一种将太阳能收集后储存起来的综合系统。

由换热设备、高温储罐、低温储罐、输送泵、阀门、管线、自动控制装置组成。

熔盐热能储能装置配套的子系统为化盐系统、启动系统、保温伴热系统、安全防护系统。

四、燃气熔盐炉是熔盐热能储能装置配套的子系统中化盐系统的一个重要核心设备。

对于带有熔盐储能的光热电站，其关键技术是如何把大量固态熔盐快速安全地熔化后注入系统和如何让大量熔化后的熔盐维持一定的温度不凝固。其核心系统就是化盐系统，核心装置就是燃气熔盐炉

化盐系统工艺流程说明 ：                    图1 化盐系统流程示意图

1. 化盐系统工艺流程如图1所示，包括：熔盐破碎加料系统（破碎机和熔盐输运机）、熔盐槽化盐系统、熔盐炉加热系统、冷却水系统、蒸汽/烟风排放系统及排污系统。具体化盐流程如下：

（1）初始投盐阶段：叉车运送吨袋包装的固态熔盐从破碎机加料口投入，破碎后的熔盐通过熔盐输运机运送至化盐槽加盐口（安装有加料斗）投入，初始投入一定量固态混合盐，采用外部加热装置熔化至液态。

（2）持续投盐阶段：启动熔盐炉、熔盐泵和搅拌器，上料系统持续从加盐口投盐。保持热盐的循环和固态盐的投入，维持化盐槽内熔盐的液位和温度（在290±5℃），直至所有固态熔盐全部熔化进入熔盐罐。

2、功能简述

化盐设备系统功能是将固态熔盐加热熔化并升温至290℃，化盐系统主要设备说明如下：

（1）熔盐炉：载热介质为熔盐的热载体加热炉，用于加热液态熔盐；

（2）化盐槽：用于存储高温熔盐的槽类容器；

（3）化盐泵：用于提供压头使熔盐在炉管和管道系统中进行循环流动的泵类设备；

（4）搅拌器：用于化盐过程中，对化盐槽内固液熔盐均匀混合的器件；

（5）破碎机：用于熔盐加料时，对板结的熔盐物料进行破碎的设备；

（6）熔盐输运机：用于熔盐加料时，对熔盐物料进行传输的装置。

五、燃气熔盐炉在光热发电项目业绩

①中国电建集团中南勘测设计研究院敦煌光热发电项目

②中广核德令哈光热发电项

作者：常州市上能锅炉有限公司芮亚平，咨询电话：13815029577

2022年10月15日

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