[发明专利]光热电站储热系统熔盐罐预热方法

说明书

本发明公开了光热电站储热系统熔盐罐预热方法，包括熔盐罐预热系统的布置、预热温升、温差的控制和预热安全保护；在熔盐罐顶部预留一个管道接口，燃气炉通过临时管道接入；烟筒底部封死，在烟筒下端开孔，烟筒通过熔盐罐顶部或者预留孔内插到熔盐罐底部；燃气炉的烟气汇集成一股高速的气流后进入熔盐罐，沿着罐壁缓慢自上而下的旋转流动，从而扰动罐内空气动力场，达到控制预热温差的目的；预热温升的控制是由燃气炉PLC调节；燃气炉的PLC和DCS进行桥接，在较短时间内使熔盐罐安全可靠的预热至注盐温度，以保障预热过程安全。

技术领域

本发明属于光热发电技术领域，特别涉及一种光热电站储热系统熔盐罐预热方法。

背景技术

近年来，许多光热电站拔地而起，相对成熟的大容量储热系统成为光热电站长时间稳定发电的重中之重，光热电站储热系统采用熔盐储热，熔盐是60％硝酸钠和40％硝酸钾的混合物，其凝固温度为221℃，结晶温度为238℃，熔盐罐作为熔盐的载体，为防止注盐时因温度低而结晶，注盐前需要对熔盐罐进行预热，以免熔盐罐产生过大热应力及熔盐结晶。但是，目前熔盐罐预热技术，无论是从预热架构布置、热源的选择、预热时间等均存不完善，能耗高、污染物排放量高、预热温度不均匀。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供光热电站储热系统熔盐罐预热方法，热源为燃气炉燃烧丙烷而产生的高温烟气，熔盐罐顶部烟气入口设计有渐缩喷嘴，喷嘴末端中心线与竖直方向成45度夹角，与罐壁切线成60度夹角，在罐内烟气自上而下沿管壁成螺旋状顺时针流动，从而保证熔盐罐各部分温度均匀；临时排烟管道由罐顶插入直至盐罐底部，其下端东南西北方向各有3个孔洞，交替布置用于排气；预热系统可实现在200-600℃间自动调节，以及通过将燃气炉的PLC和DCS桥接，由DCS组态设置一系列保护，在较短时间内使熔盐罐安全可靠的预热至注盐温度，保证预热过程的安全性。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

光热电站储热系统熔盐罐预热方法，包括以下方面，

熔盐罐预热系统的布置：在熔盐罐顶部预留一个管道接口，燃气炉通过临时管道接入；烟筒底部封死，在烟筒下端开孔，烟筒通过熔盐罐顶部或者预留孔内插到熔盐罐底部；

预热温升、温差的控制：燃气炉的烟气汇集成一股高速的气流后进入熔盐罐，沿着罐壁缓慢自上而下的旋转流动，从而扰动罐内空气动力场，达到控制预热温差的目的；预热温升的控制是由燃气炉PLC调节，在预热之初，由于罐内温度较低，燃气炉启动后，先采用少量的燃料，调节燃气炉加入大量的新风，以控制燃气炉出口温度在200℃左右，然后以1-2℃/h的温升，控制罐壁温度缓慢上升，当温升较慢时，操作燃气炉PLC逐渐提升排烟温度上限，直到罐壁温度达到350℃左右，停止预热，开始注盐，预热工作才算结束，但暂不拆除预热临时管道，在熔盐注入到1.5米时，拆除预热临时管道；

预热安全保护：燃气炉的PLC和DCS进行桥接，由DCS组态设置一系列保护，当达到任一设定条件时，DCS发跳闸指令给燃气炉，燃气炉跳闸，以保障预热过程安全。

优选的是，熔盐罐顶部的烟气入口插入熔盐罐的部分为渐缩喷嘴，喷嘴末端中心线与竖直方向成45度夹角，与罐壁切线成60度夹角，在罐内烟气自上而下沿管壁成螺旋状顺时针流动。

优选的是，烟筒东南西北四个方向各开有3个孔洞，作为烟气排放孔，东西方向与南北方向孔洞分层交替布置。

优选的是，当达到以下任一设定条件时，DCS发跳闸指令给燃气炉：

罐壁及罐顶相邻的热电偶温差最大不超过25℃；

罐底及罐顶所有热电偶任意两个的温差最大不超过35℃；

整个罐内所有热电偶任意两个的温差最大不超过60℃；

罐内所有热电偶不能超过设计温度400℃；