熔鹽谷電儲(chǔ)能工業(yè)蒸汽項(xiàng)目方案

熔鹽谷電供蒸汽技術(shù)方案.概述本項(xiàng)目為生產(chǎn)和生活采暖用蒸汽技術(shù)方案，按照客戶要求，產(chǎn)生30/h、0.4044Pa1400℃飽和蒸汽谷電時(shí)間為8h供蒸汽時(shí)間全天24h、一年10個(gè)月共300供蒸汽。為加快供汽體制改革、促進(jìn)地方政府職能轉(zhuǎn)變、激發(fā)市場(chǎng)活力熔鹽谷電供蒸汽技術(shù)方案.概述本項(xiàng)目為生產(chǎn)和生活采暖用蒸汽技術(shù)方案，按照客戶要求，產(chǎn)生30/h、0.4044Pa1400℃飽和蒸汽谷電時(shí)間為8h供蒸汽時(shí)間全天24h、一年10個(gè)月共300供蒸汽。為加快供汽體制改革、促進(jìn)地方政府職能轉(zhuǎn)變、激發(fā)市場(chǎng)活力本方案采用熔鹽蓄熱供汽技術(shù)方案與傳統(tǒng)供汽方案相比本方案利用價(jià)格便宜的低谷電取代燃?xì)夂桶嘿F的高峰電力，能夠降低企業(yè)運(yùn)行成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)能效果明顯，同時(shí)能夠減少環(huán)境污染。.設(shè)計(jì)依據(jù)執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范包括但不限于表11所列標(biāo)準(zhǔn)所采用的標(biāo)準(zhǔn)以最新版本為準(zhǔn)，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生沖突時(shí)執(zhí)行最為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。表11執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范序號(hào)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)名稱1B5341014《立圓形制接罐設(shè)規(guī)》2B1021《壓容》3JBT379206《金管電元》4BT11214《熱換》5BT565521《化廠汽統(tǒng)計(jì)范》6BT1400205《絕用酸棉其品》7NBT4013205《承設(shè)無(wú)檢》8JBT1203《壓容涂與輸裝》9BT11208《包儲(chǔ)圖標(biāo)》10NBT4003.1209《鋼焊常容》B73204《鍋和力器鋼》12B198921《壓容用質(zhì)強(qiáng)鋼板》13B709006《熱鋼和帶尺、外、量允》14BT1591208《低金強(qiáng)結(jié)鋼》15BT2518210《壓容封；16SHT010013《石化設(shè)和道熱工設(shè)規(guī)；17《化工設(shè)手》四版18《換器計(jì)冊(cè)錢文》19《蒸和凝系手》.工藝方案3.1 工藝描述.工藝方案3.1 工藝描述利用谷電加熱熔鹽產(chǎn)生蒸汽的系統(tǒng)的工藝流程如下：3.11 儲(chǔ)能系統(tǒng)在谷電時(shí)段開(kāi)啟熔鹽電加熱器和電加熱器側(cè)熔鹽泵190℃低溫鹽通過(guò)低溫熔鹽泵由低溫罐抽出進(jìn)入電加熱器加熱熔鹽電加熱器采用管道式電加熱可以實(shí)現(xiàn)將10的低溫熔鹽加熱到40℃的高溫熔鹽加熱后的熔鹽進(jìn)入高溫熔鹽進(jìn)行儲(chǔ)存，谷電時(shí)間結(jié)束后關(guān)閉熔鹽電加熱器和電加熱器熔鹽泵。3.12 供汽系統(tǒng)在供汽階段，開(kāi)啟低溫混鹽泵和高溫混鹽泵，405℃高溫熔鹽和9℃低溫熔通過(guò)熔鹽泵同時(shí)進(jìn)入管道混合器進(jìn)行混合得到所需溫度的熔鹽從管道式混合器流出的熔鹽溫度較低進(jìn)入蒸發(fā)器中與預(yù)熱器的出水進(jìn)行換熱直接產(chǎn)生較溫度的飽和蒸汽，減少能量損失以及設(shè)備成本。3.13 給水預(yù)熱系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)加入給水預(yù)熱系統(tǒng)通過(guò)抽取蒸發(fā)器出口側(cè)飽和蒸汽進(jìn)入預(yù)熱器與水進(jìn)行換熱將給水溫度升高至設(shè)計(jì)溫度實(shí)現(xiàn)給水的預(yù)熱過(guò)程可以減少鹽換熱器的負(fù)荷，降低設(shè)備成本。3.2蒸汽系統(tǒng)流程圖給水圖31蒸汽系統(tǒng)流程圖熱平衡圖3.3圖32熱平衡圖除氧器低溫熔鹽罐預(yù)熱器電加熱器蒸發(fā)器管道混合器減溫減壓裝置蒸汽高溫熔鹽罐3.2蒸汽系統(tǒng)流程圖給水圖31蒸汽系統(tǒng)流程圖熱平衡圖3.3圖32熱平衡圖除氧器低溫熔鹽罐預(yù)熱器電加熱器蒸發(fā)器管道混合器減溫減壓裝置蒸汽高溫熔鹽罐.配置方案4.1 儲(chǔ)熱.配置方案4.1 儲(chǔ)熱系統(tǒng)主要設(shè)備方案熔鹽蓄熱供汽系統(tǒng)主要由熔鹽儲(chǔ)罐熔鹽泵電加熱器管道混合器換熱器、除氧器和各種水泵以及管道閥門等組成。4.11熔鹽儲(chǔ)罐（）熔鹽儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)熔鹽蓄熱供汽系統(tǒng)采用的熔鹽儲(chǔ)罐分為高溫儲(chǔ)罐和低溫儲(chǔ)罐儲(chǔ)罐容積依據(jù)儲(chǔ)熱量和熔鹽的物性參數(shù)確定儲(chǔ)罐高徑比盡可能控制在0.5063間以此確定儲(chǔ)罐尺寸的具體參數(shù)；罐壁設(shè)置多個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，隨時(shí)監(jiān)測(cè)熔鹽溫度。圖41熔鹽儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖（）熔鹽儲(chǔ)罐保溫基礎(chǔ)熔鹽儲(chǔ)罐基礎(chǔ)采用承重、保溫一體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，地基在提供支撐作用的同時(shí)，保溫層阻止罐體中存儲(chǔ)的熱量向外擴(kuò)散減少能量損失基礎(chǔ)必須滿足罐體承重、保溫及膨脹等要求罐底基礎(chǔ)主要由5層構(gòu)成從罐底向下依次為鋼板層隔熱耐火磚層泡沫玻璃保溫層及高溫混凝土層熔鹽罐保溫基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)如圖42所示。圖42保溫基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)圖4.1圖42保溫基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)圖4.12熔鹽泵熔鹽泵為長(zhǎng)軸液下泵在高溫儲(chǔ)罐低溫儲(chǔ)罐上分別設(shè)高溫熔鹽泵和低溫熔鹽泵。熔鹽泵為高可靠性、低維修要求的變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)泵，驅(qū)動(dòng)熔鹽在冷鹽罐、蒸發(fā)系統(tǒng)和熱鹽罐間循環(huán)流動(dòng)通過(guò)使用變頻器來(lái)適應(yīng)不同供暖工況蒸發(fā)系統(tǒng)內(nèi)的流量要求，從而實(shí)現(xiàn)最大程度地提高供暖效率。圖43熔鹽泵簡(jiǎn)圖4.13電加熱器熔鹽蓄熱供汽系統(tǒng)采用的電加熱器分為管道電加熱器和防凝電加熱器見(jiàn)圖44.13電加熱器熔鹽蓄熱供汽系統(tǒng)采用的電加熱器分為管道電加熱器和防凝電加熱器見(jiàn)圖44、45。本方案中鹽電加熱器電壓等級(jí)均為6.6kV，為高電壓加熱器。管道電加熱器可在谷電時(shí)間將低溫熔鹽加熱為高溫熔鹽通過(guò)熔鹽儲(chǔ)能來(lái)滿足使用要求。為了彌補(bǔ)罐壁和罐底的熱損，在熔鹽儲(chǔ)罐底部設(shè)置防凝電加熱器。通過(guò)計(jì)算熔鹽儲(chǔ)罐的散熱損失來(lái)確定所需的功率。圖44管道電加熱器圖45防凝電加熱器4.14管道混合器管道式混合器為靜設(shè)備在系統(tǒng)中能夠滿足長(zhǎng)期（405℃（19℃熔鹽混合然后與水進(jìn)行換熱得到適宜溫度的飽和蒸汽省去了過(guò)熱器減少了能量損降低了設(shè)備成本運(yùn)行安全可靠安裝在高溫罐和熔鹽換熱器之間的主干管上，系統(tǒng)雙重冗余設(shè)計(jì)（一備一用）。圖46管道混合器簡(jiǎn)圖連接方式：熔鹽管道及其附件應(yīng)盡量采用焊接方式連接。4.15換4.15換熱器熔鹽蓄熱供汽系統(tǒng)包括蒸發(fā)器和給水加熱器參考換熱器設(shè)計(jì)手冊(cè)及供暖熱水要求，蒸發(fā)器選用釜式，給水加熱器為板式。對(duì)換熱器制造出口溫度出口壓力等相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試并判斷是否合格，確保產(chǎn)品質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的規(guī)定，滿足客戶要求。在設(shè)備制造工作完成時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)以證明其性能符合所采用規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的要，并滿足30年設(shè)壽命的要求。由質(zhì)檢部進(jìn)行例行測(cè)試和確認(rèn)測(cè)試，并對(duì)負(fù)責(zé)產(chǎn)品進(jìn)行例行測(cè)試和確認(rèn)測(cè)試。1）水壓試驗(yàn)換熱器進(jìn)行水壓試驗(yàn)時(shí)水溫不得低于5℃實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)保持換熱器觀察表面的干燥，當(dāng)換熱器壁金屬溫度與水溫接近時(shí)，方可緩慢升壓至設(shè)計(jì)壓力，確認(rèn)無(wú)泄漏后繼續(xù)升壓至規(guī)定的試驗(yàn)壓力保壓時(shí)間一般不少于30in保壓足夠的時(shí)間進(jìn)行檢查，檢查期間壓力應(yīng)保持不變，檢查結(jié)束后降至設(shè)計(jì)壓力。2）無(wú)損檢測(cè)按NBT713.140131305對(duì)換熱的對(duì)接焊接接頭和承壓件焊接接頭使用射線檢測(cè)，檢測(cè)技術(shù)等級(jí)為AB級(jí)檢測(cè)等級(jí)II級(jí)合格。4.16除氧器氧是給水管道給水泵給水加熱器和蒸發(fā)器等設(shè)備腐蝕的主要原因水暴露在空氣中溶解氧變得飽和水中的氧濃度隨著溫度而變化溫度越高含氧量越低給水處理的第一步是加熱給水驅(qū)除氧氣驅(qū)除溶解氧可通過(guò)化學(xué)或物理的方法實(shí)現(xiàn)但通常更多的是兩種方法聯(lián)合使用但是目前的設(shè)備由于其尺寸、特殊應(yīng)用或當(dāng)?shù)貥?biāo)準(zhǔn)需要減少或增加使用的化學(xué)藥劑的量對(duì)于需要減少化學(xué)處理量的設(shè)備，通常是使用壓力除氧器。如圖47所示。圖47壓力除氧器壓力除氧器的設(shè)計(jì)運(yùn)行壓力一般為0.圖47壓力除氧器壓力除氧器的設(shè)計(jì)運(yùn)行壓力一般為0.2Pa，相當(dāng)于飽和溫度104℃，因此會(huì)有一定量的蒸汽通過(guò)節(jié)流排空口排放到大氣損失掉。4.2系統(tǒng)配置4.21 蒸汽系統(tǒng)效果圖。圖48蒸汽系統(tǒng)效果圖4.22 蒸汽方案主要設(shè)備參數(shù)表表4140/h蒸汽方主要設(shè)備參數(shù)表.4.3 保溫設(shè)計(jì)4.31 設(shè)備保溫設(shè)備保溫層采用硅酸鋁復(fù)合材料，符合GB/T1600《絕熱用硅酸棉及其制品中的相關(guān)規(guī)定保溫材料燃燒性能為A級(jí)不燃材料溫度在40800℃4.22 蒸汽方案主要設(shè)備參數(shù)表表4140/h蒸汽方主要設(shè)備參數(shù)表.4.3 保溫設(shè)計(jì)4.31 設(shè)備保溫設(shè)備保溫層采用硅酸鋁復(fù)合材料，符合GB/T1600《絕熱用硅酸棉及其制品中的相關(guān)規(guī)定保溫材料燃燒性能為A級(jí)不燃材料溫度在40800℃范圍內(nèi)急冷急熱保溫層不開(kāi)裂不脫落吸濕率小于等于5%憎水率大于等于98%，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)保溫材料吸水性大易老化體積收縮大等缺陷并且其加熱永久線變化小于等于4%，安全系數(shù)高，性價(jià)比大大優(yōu)于同等性能材料。4.32 管道保溫管道保溫材料采用離心玻璃棉制品，燃燒性能為A級(jí)不燃材料，溫度在20300℃范圍內(nèi)急急熱保溫層不開(kāi)裂不脫落導(dǎo)熱系數(shù)小于0./mK序號(hào)主要備稱規(guī)格號(hào)單位數(shù)量1熔鹽罐熔量401尺寸1m0m臺(tái)22低溫鹽泵流量2mh揚(yáng)程3，下10m臺(tái)23高溫鹽泵流量3mh揚(yáng)程3，下10m臺(tái)24電加器熔泵流量0mh揚(yáng)程4，下10m臺(tái)25熔鹽加器電壓6k，率73kW組16防凝加器電壓8V功率18W組27蒸發(fā)器換量214W臺(tái)18預(yù)熱器換量3W臺(tái)19管道合器混鹽量6m套110減溫壓置流量0h，出度7514℃出口力09042Pa臺(tái)111除氧器溫度0℃流量3m臺(tái)1密度為4864k/m密度為4864k/m吸濕率小于等于5%，憎水率大于等于98，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)保溫材料吸水性大，易老化體積收縮大等缺陷。.熔鹽蓄熱供汽系統(tǒng)平面布置5.1 主要設(shè)備布置方案熔鹽蓄熱供汽系統(tǒng)包括熔鹽罐、電加熱系統(tǒng)、蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)、氮?dú)庀到y(tǒng)、疏鹽系統(tǒng)配電系統(tǒng)控制系統(tǒng)等主要布置方式為以兩個(gè)熔鹽罐為主體電加熱器系統(tǒng)、蒸汽發(fā)生系統(tǒng)布置于兩個(gè)熱熔鹽罐之間分層布置。由于儲(chǔ)罐直徑為19原有鍋爐房可無(wú)法容納兩個(gè)熔鹽儲(chǔ)罐建議將熔鹽儲(chǔ)罐布置在室外預(yù)計(jì)總的占地面積為50×22m10m。5.2 主要設(shè)備平面圖圖51主要設(shè)備平面圖5.3主要設(shè)備立面圖圖52主要設(shè)備立面圖.項(xiàng)目投資及運(yùn)行費(fèi)用本項(xiàng)目全天24小時(shí)供蒸汽,5.3主要設(shè)備立面圖圖52主要設(shè)備立面圖.項(xiàng)目投資及運(yùn)行費(fèi)用本項(xiàng)目全天24小時(shí)供蒸汽,用于生產(chǎn)和生活采暖。選用一套熔鹽蓄熱模塊，以滿項(xiàng)目的負(fù)荷需求根據(jù)項(xiàng)目具體情況估算設(shè)備總投資為754萬(wàn)元不包括安裝費(fèi)及熔鹽初始化服務(wù)費(fèi)。6.1運(yùn)行費(fèi)用系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中耗費(fèi)的電能主要包含電加熱器耗電及其他輔助設(shè)備耗電由于電加熱器只在谷電時(shí)間開(kāi)啟而泵及其他輔助設(shè)備是白天工作時(shí)間開(kāi)啟同時(shí)峰平谷電的電價(jià)不同，因此運(yùn)行費(fèi)用需分別計(jì)算才能得出相對(duì)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。本項(xiàng)目熔鹽蓄熱供蒸汽系統(tǒng)，經(jīng)初步計(jì)算，日運(yùn)行費(fèi)用4002元。6.2項(xiàng)目靜態(tài)投資回收期本項(xiàng)目靜態(tài)投資回收期如下表61所示：表61項(xiàng)目靜態(tài)投資回收期項(xiàng)目數(shù)值單位項(xiàng)目初投資75萬(wàn)元技術(shù)特色1)本技術(shù)采用谷電加熱熔鹽產(chǎn)生蒸汽的方案利用晚上的低谷電加熱熔鹽儲(chǔ)能白天通過(guò)換熱器傳遞能量實(shí)現(xiàn)供蒸汽需求本技術(shù)使用谷電同時(shí)滿足用戶側(cè)晚上及技術(shù)特色1)本技術(shù)采用谷電加熱熔鹽產(chǎn)生蒸汽的方案利用晚上的低谷電加熱熔鹽儲(chǔ)能白天通過(guò)換熱器傳遞能量實(shí)現(xiàn)供蒸汽需求本技術(shù)使用谷電同時(shí)滿足用戶側(cè)晚上及白天用蒸汽的需求，有效轉(zhuǎn)移了盈余的峰谷電力，提高了電網(wǎng)穩(wěn)定性和電能的使用率同時(shí)用價(jià)格便宜的低谷電取代燃?xì)夂桶嘿F的高峰電力，降低了企業(yè)運(yùn)行成本。本技術(shù)系統(tǒng)中采用管道式混合器將高、低溫熔鹽混合后與水進(jìn)行換熱，得到適宜溫度的飽和蒸汽省去了過(guò)熱器避免了高溫鹽直接與水換熱產(chǎn)生的高溫蒸汽經(jīng)過(guò)多級(jí)減溫減壓后的能量損失，提高了能量利用率，降低了設(shè)備投資成本。本技術(shù)系統(tǒng)中的壓力容器只有蒸發(fā)器和預(yù)熱器其它設(shè)備均為常壓和微正壓設(shè)備，系統(tǒng)的安全性較高，降低了系統(tǒng)的維護(hù)費(fèi)用。電加熱器電壓等級(jí)采用6.6kV高電壓，大降低了配電成本。本技術(shù)采取抽汽加熱給水的方式將加熱的飽和水直接進(jìn)入蒸發(fā)器進(jìn)行換熱省去了鹽水預(yù)熱器保證系統(tǒng)安全有效運(yùn)行的同時(shí)降低了設(shè)備投資成本。