1、熔盐谷电供蒸汽技术方案1. 概述本工程为生产和生活采暖用蒸汽技术方案，依据客户要求，产生30t/h、0.40.44MPa、140150饱和蒸汽，谷电时间为 8h，供蒸汽时间为全天 24h、一年 10 个月共 300 天供蒸汽。为加快供汽体制改革、促进地方政府职能转变、激发市场活力，本方案承受熔盐蓄热供汽技术方案。与传统供汽方案相比，本方案利用价格廉价的低谷电取代燃气和昂贵的顶峰电力，能够降低企业运行本钱， 提高企业经济效益，节能效果明显，同时能够削减环境污染。2. 设计依据执行的标准标准包括但不限于表 1-1 所列标准，所承受的标准以最版本为准，当标准发生冲突时执行最为严格的标准。表 1-1执2、行的标准标准序号标准号名称1GB50341-2022立式圆筒形钢制焊接油罐设计标准2GB150-2022压力容器3JB/T2379-2022金属管状电热元件4GB/T151-2022热交换器5GB/T50655-2022化工厂蒸汽系统设计标准6GB/T16400-2022 绝热用硅酸铝棉及其制品7NB/T47013-2022 承压设备无损检测8JB/T4711-2022压力容器涂敷与运输包装9GB/T191-2022包装储运图示标志10NB/T47003.1-2022钢制焊接常压容器11GB713-2022锅炉和压力容器用钢板12GB 19189-2022压力容器用调质高强度钢板13GB 703、9-2022热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差14GB/T 1591-2022低合金高强度构造钢15GB/T 25198-2022压力容器封头；16SH/T 3010-2022石油化工设备和管道绝热工程设计标准；17化工工艺设计手册第四版18换热器设计手册钱颂文19蒸汽和冷凝水系统手册3. 工艺方案3.1 工艺描述利用谷电加热熔盐产生蒸汽的系统的工艺流程如下：3.1.1 储能系统在谷电时段，开启熔盐电加热器和电加热器侧熔盐泵，190低温熔盐通过低温熔盐泵由低温罐抽出，进入电加热器加热熔盐，电加热器承受管道式电加热器，可以实现将190的低温熔盐加热到 405的高温熔盐，加热后的熔盐进入高4、温熔盐罐进展储存，谷电时间完毕后关闭熔盐电加热器和电加热器熔盐泵。3.1.2 供汽系统在供汽阶段，开启低温混盐泵和高温混盐泵，405高温熔盐和 190低温熔盐通过熔盐泵，同时进入管道混合器进展混合，得到所需温度的熔盐，从管道式混合器流出的熔盐温度较低，进入蒸发器中与预热器的出水进展换热，直接产生较低温度的饱和蒸汽，削减能量损失以及设备本钱。3.1.3 给水预热系统方案设计参加给水预热系统，通过抽取蒸发器出口侧饱和蒸汽进入预热器与给水进展换热，将给水温度上升至设计温度，实现给水的预热过程，可以削减盐水换热器的负荷，降低设备本钱。3.2 蒸汽系统流程图蒸汽高温熔盐罐减温减压装置电加热器管道混合器蒸5、发器预热器低温熔盐罐除氧器给水图 3-1蒸汽系统流程图3.3 热平衡图图 3-2热平衡图4. 配置方案4.1 储热系统主要设备方案熔盐蓄热供汽系统主要由熔盐储罐、熔盐泵、电加热器、管道混合器、换热器、除氧器和各种水泵以及管道阀门等组成。4.1.1 熔盐储罐（1） 熔盐储罐构造熔盐蓄热供汽系统承受的熔盐储罐分为高温储罐和低温储罐，储罐容积依据储热量和熔盐的物性参数确定，储罐高径比尽可能把握在 0.5-0.63 之间，以此确定储罐尺寸的具体参数；罐壁设置多个测温点，随时监测熔盐温度。图 4-1熔盐储罐构造简图（2） 熔盐储罐保温根底熔盐储罐根底承受承重、保温一体构造设计，地基在供给支撑作用的同时，6、 保温层阻挡罐体中存储的热量向外集中，削减能量损失。根底必需满足罐体承重、保温及膨胀等要求。罐底根底主要由 5 层构成，从罐底向下依次为钢板层、隔热耐火砖层、泡沫玻璃保温层及高温混凝土层。熔盐罐保温根底的构造如图 4-2 所示。图 4-2保温根底构造图4.1.2 熔盐泵熔盐泵为长轴液下泵，在高温储罐、低温储罐上分别设高温熔盐泵和低温熔盐泵。熔盐泵为高牢靠性、低修理要求的变频电机驱动泵，驱动熔盐在冷盐罐、蒸发系统和热盐罐间循环流淌。通过使用变频器来适应不同供暖工况蒸发系统内的流量要求，从而实现最大程度地提高供暖效率。图 4-3熔盐泵简图4.1.3 电加热器熔盐蓄热供汽系统承受的电加热器分为管道电7、加热器和防凝电加热器，见图4-4、4-5。本方案中熔盐电加热器电压等级均为 6.6kV，为高电压电加热器。 管道电加热器可在谷电时间将低温熔盐加热为高温熔盐，通过熔盐储能来满足使用要求。为了弥补罐壁和罐底的热损，在熔盐储罐底部设置防凝电加热器。通过计算熔盐储罐的散热损失来确定所需的功率。图 4-4管道电加热器图 4-5防凝电加热器4.1.4 管道混合器管道式混合器为静设备，在系统中能够满足长期高405低190温熔盐混合，然后与水进展换热，得到适宜温度的饱和蒸汽，省去了过热器，削减了能量损失，降低了设备本钱，运行安全牢靠，安装在高温罐和熔盐换热器之间的主干管上，系统双重冗余设计一备一用。图 4-8、6管道混合器简图连接方式：熔盐管道及其附件应尽量承受焊接方式连接。4.1.5 换热器熔盐蓄热供汽系统包括蒸发器和给水加热器，参考换热器设计手册及供暖热水要求，蒸发器选用釜式，给水加热器为板式。 对换热器制造、出口温度、出口压力等相关指标进展测试，并推断是否合格，确保产品质量符合标准和标准的规定，满足客户要求。 在设备制造工作完成时，进展试验以证明其性能符合所承受标准和标准的要求，并满足 30 年设计寿命的要求。由质检部进展例行测试和确认测试，并对负责产品进展例行测试和确认测试。1） 水压试验换热器进展水压试验时，水温不得低于 5，试验过程中，应保持换热器观察外表的枯燥，当换热器壁金属温度与水温9、接近时，方可缓慢升压至设计压力， 确认无泄漏后连续升压至规定的试验压力，保压时间一般不少于 30min；保压足够的时间进展检查，检查期间压力应保持不变，检查完毕后降至设计压力。2） 无损检测按 NB/T 47013.147013.13-2022 对换热器的对接焊接接头和承压件焊接接头使用射线检测，检测技术等级为 AB 级，检测等级II 级合格。4.1.6 除氧器氧是给水管道、给水泵、给水加热器和蒸发器等设备腐蚀的主要缘由。水暴露在空气中溶解氧变得饱和：水中的氧浓度随着温度而变化，温度越高，含氧量越低。给水处理的第一步是加热给水驱除氧气。驱除溶解氧可通过化学或物理的方法实现，但通常更多的是两种方10、法联合使用。但是，目前的设备，由于其尺寸、特别应用或当地标准，需要削减或增加使用的化学药剂的量。对于需要削减化学处理量的设备，通常是使用压力除氧器。如图 4-7 所示。图 4-7压力除氧器压力除氧器的设计运行压力一般为 0.02MPa(g)，相当于饱和温度 104， 因此会有肯定量的蒸汽通过节流排空口排放到大气损失掉。4.2 系统配置4.2.1 蒸汽系统效果图。图 4-8蒸汽系统效果图4.2.2 蒸汽方案主要设备参数表表 4-140t/h 蒸汽方案主要设备参数表.序号主要设备名称规格型号单位数量1熔盐罐熔盐量 4901t，尺寸 19m10.7m台22低温熔盐泵流量 127m3/h，扬程 30m11、，液下 10.7m台23高温熔盐泵流量 133m3/h，扬程 30m，液下 10.7m台24电加热器侧熔盐泵流量 400m3/h，扬程 40m，液下 10.7m台25熔盐电加热器电压 6.6kV，功率 67310kW组16防凝电加热器7电压 380V，功率 1850kW换热量 21.4MW组2蒸发器台18预热器换热量 3MW台19管道混合器混盐流量 260m3/h套110减温减压装置流量 30t/h，进出口温度175/145，进出口压力 0.89/0.42MPa台111除氧器温度 104，流量 30m3/h台14.3 保温设计4.3.1 设备保温设备保温层承受硅酸铝复合材料，符合 GB/T1612、400绝热用硅酸铝棉及其制品中的相关规定，保温材料燃烧性能为A 级不燃材料，温度在-40800范 围内急冷急热保温层不开裂，不脱落；吸湿率小于等于 5%，憎水率大于等于 98%，弥补了传统保温材料吸水性大，易老化体积收缩大等缺陷；并且其加热永久线变 化小于等于 4%，安全系数高，性价比大大优于同等性能材料。4.3.2 管道保温管道保温材料承受离心玻璃棉制品，燃烧性能为 A 级不燃材料，温度在20300范围内急冷急热保温层不开裂，不脱落；导热系数小于 0.12W/ mK，密度为 4864kg/m3，吸湿率小于等于 5%，憎水率大于等于 98%，弥补了传统保温材料吸水性大，易老化体积收缩大等缺陷。13、5. 熔盐蓄热供汽系统平面布置5.1 主要设备布置方案熔盐蓄热供汽系统包括熔盐罐、电加热系统、蒸汽发生器系统、氮气系统、疏盐系统、配电系统、把握系统等，主要布置方式为以两个熔盐罐为主体，电加热器系统、蒸汽发生系统布置于两个热熔盐罐之间分层布置。由于储罐直径为19m，原有锅炉房可能无法容纳两个熔盐储罐，建议将熔盐储罐布置在室外，估量总的占地面积为 50m22m=1100m2。5.2 主要设备平面图图 5-1主要设备平面图5.3 主要设备立面图图 5-2主要设备立面图6. 工程投资及运行费用本工程全天 24 小时供蒸汽,用于生产和生活采暖。选用一套熔盐蓄热模块， 以满足工程的负荷需求。依据工程具体14、状况，估算设备总投资为7574 万元，不包括安装费用及熔盐初始化效劳费。6.1 运行费用系统运行过程中消耗的电能主要包含电加热器耗电及其他关心设备耗电，由于电加热器只在谷电时间开启，而泵及其他关心设备是白天工作时间开启，同时峰平谷电的电价不同，因此运行费用需分别计算才能得出相对准确的数据。本工程熔盐蓄热供蒸汽系统，经初步计算，日运行费用 40082 元。6.2 工程静态投资回收期本工程静态投资回收期如下表 6-1 所示：表 6-1工程静态投资回收期工程工程初投资数值单位7574万元日运行费用年收益静态投资回收期4008213895.5元/天万元年7. 技术特色1) 本技术承受谷电加热熔盐产生蒸15、汽的方案，利用晚上的低谷电加热熔盐储能，白天通过换热器传递能量，实现供蒸汽需求。本技术使用谷电同时满足用户侧晚上及白天用蒸汽的需求，有效转移了盈余的峰谷电力， 提高了电网稳定性和电能的使用率，同时用价格廉价的低谷电取代燃气和昂贵的顶峰电力，降低了企业运行本钱。 本技术系统中承受管道式2) 混合器将高、低温熔盐混合后与水进展换热， 得到适宜温度的饱和蒸汽，省去了过热器，避开了高温盐直接与水换热 产生的高温蒸汽经过多级减温减压后的能量损失，提高了能量利用率， 降低了设备投资成本。 本技术系统中的压力容器只有蒸发器和预热器，其它设备均为常3) 压和微 正压设备，系统的安全性较高，降低了系统的维护费用16、。 电加热器电压等级承受 6.6kV 高电压，大大降低了配电本钱。 本技术实行4) 抽汽加热给水的方式，将加热的饱和水直接进入蒸发器进展 换热，省去5) 了盐水预热器，保证系统安全有效运行的同时降低了设备投 资本钱。本技术中的熔盐蓄热供蒸汽系统承受电加热器与换热器双层布置，削减设备占地面积，同时承受熔盐储能的方式相比于其他储能方式具有占地6) 面积小的优势。 换热设备和蓄热容器均为固定件，使用寿命长，降低了企业设备的维护 和更换费用，提高了企业的经济效益，节能效果明显。 谷电加热熔盐产生蒸汽的过程不产生任何有害气体，降低了燃7) 气、燃煤 产生的 CO2、SO2、NOx 等污染物的排放，削减了环境污染， 符合国家8) 政策，属于真正的清洁供暖方式。