用蒸汽替代熔盐热力系统及热电联产的方法
【技术领域】
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[0001]本发明涉及现有技术的热力产能、火电产能，特别涉及用一种公知的换热介质去替代另一种公知的换热介质，并在替代过程中实现产能间的生产要素组合、省略以及热电联产。
【背景技术】
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[0002]国内、外现有三聚氰胺产能，其反应器所采用的是熔盐供热技术，即:以熔盐作换热介质向反应器提供热能，熔盐是由硝酸钾(KN03)53%、硝酸钠(NaN03)7%、亚硝酸钠(NaN02)40%组成的共熔物，熔盐的初期熔点为142.5°C，日常做功熔点为165——185°C。通常来说，熔盐做功于三聚氰胺反应器的温度2 420°C，做功之后流回储槽的余热熔盐温度2400°C，该余热熔盐因熔点高易堵塞管道而不能二次或梯级做功……
[0003]现有熔盐热力系统包括:熔盐储槽、熔盐、熔盐栗、输送管道、熔盐加热炉及运转辅机、烟道气减排设施、烟囱、三聚氰胺反应器的内置与前置换热器(以下简称:反应换热器)、供电、供水等设施，其做功流程可简单表示为:熔盐储槽(恒定基温2 400°C)—熔盐栗—熔盐加热炉(加热至2 420°C)—反应换热器—回流至熔盐储槽(恒定基温2 400°C)o
[0004]由上述可见:熔盐的循环做功流程，是三聚氰胺产能中独立运行的热力系统，该热力系统的惟一技术目的及技术效果:是将熔盐加热至工艺所需温度后为三聚氰胺的反应过程提供热能，因此，现有熔盐热力系统，是典型的“一热一用”的传统单向型供热的做功方式。这种单一的做功方式势必会造成能耗高及综合生产成本高。按2015年价格(下同)计算:现有熔盐热力系统的吨三聚氰胺反应过程的综合成本为1590元(燃料约占45%，熔盐栗及相关辅机电耗约占30%，其它运行、维修、减排治污、设备折旧、人员工资等费用约占25%)，该1590元相当于等价热值2730千克标煤
【发明内容】
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[0005]1.发明的目的:改变换热介质做功单一的高耗低效现状，实现换热介质梯级循环做功，将相关产能组合成热电联产的节能系统，以达到提高能源效益及省略生产要素的目的。
[0006]2.发明所要解决的技术问题:寻找一型能够替代熔盐的换热介质，该换热介质的热力性能必须优于熔盐，必须能够贯通本发明所涉产能的不同温度的用能单元而不堵塞管道，只有如此，才能够克服现有技术换热介质做功单一的缺陷，才能够实现发明技术换热介质的梯级循环做功，并以此为契机将相关产能的能源结构进行有机地优化组合，使组合后的各技术特征产生彼此相互支持的功能，产能间具有了相互支持的功能，即可产生省略生产要素及倍增生产效益的技术效果。所有这些内容，都是本发明所必须解决的技术难题，
[0007]3.发明的技术方案:根据对现有各型换热介质热力性能的对比、分析后确认，蒸汽的热力性能优于熔盐，蒸汽可在105—一605°C的范围内靠自身动能做功，又，蒸汽不存在堵塞管道的问题，完全可以在特定的参数范围内替代熔盐向三聚氰胺反应换热器提供热能，并可实现除此之外的多梯级循环做功。因此，用蒸汽替代熔盐做换热介质，可以组合并贯通火电产能、三聚氰胺产能及其它相关使用蒸汽供热的产能。为便于对比和阐释发明技术的技术效果，发明技术采用与现有熔盐热力系统的吨三聚氰胺的同等成本为输入能源基准。即:以现有熔盐热力系统的吨三聚氰胺综合成本1590元的等价热值2730千克标煤，作发明技术的吨三聚氰胺反应过程的热能输入基准。将该2730千克标煤热值组合进火电产能的高温高压或超临界蒸汽锅炉，则可分别产出高温高压(温度545°C、压力14.5MPA)或超临界(温度605°C、压力25MPA)蒸汽2 21吨，用该蒸汽作发明技术的换热介质，该蒸汽则可贯通本发明所组合各产能的用能单元并可实现梯级循环做功，既可用于火电产能的发电，也可用于三聚氰胺产能的反应换热器，以及余热余压后续利用于其它相关产能，蒸汽的做功步骤、参数及流程如下:
[0008]一梯级做功蒸汽:蒸汽量2 21吨，温度545°C、压力14.5MPA或温度605°C、压力25MPA，该蒸汽来自于火电产能的高温高压或超临界蒸汽锅炉，该蒸汽首先做功于“前置抽凝式汽轮发电机”，在做功发电4037千瓦.时后，以温度399——391°C、压力2.6MPA的参数，由“前置抽凝式汽轮发电机”中抽出21吨蒸汽继续下梯级做功。
[0009]二梯级做功蒸汽:蒸汽量21吨，温度399——391°C、压力2.6MPA，来自于“一梯级做功蒸汽”的余热余压，该蒸汽进入并做功于三聚氰胺产能的“反应换热器”，做功之后出“反应换热器”的蒸汽用自动控温控压阀将参数控制为:温度390—一386°C、压力2.1MPA。经计算得出:吨三聚氰胺反应过程的供热所耗用的蒸汽成本为297元，S卩:用297元的蒸汽成本就可替代熔盐热力系统的综合成本1590元的全部功能，并可实现热电联产以兼得电力。
[0010]三梯级做功蒸汽:蒸汽量21吨，温度2386°C、压力2.1MPA，来自于“二梯级做功蒸汽”的余热余压，做功于“后置抽凝式汽轮发电机”，可发电2900千瓦.时。
[0011 ]四梯级做功蒸汽:蒸汽量21吨，温度190——105°C，压力0.7MPA，来自于“三梯级做功蒸汽”的余热余压，可外销做功于相关蒸汽用户或作保温采暖之用。做功之后的蒸汽或热水全封闭循环回收至蒸汽锅炉的给水系统，构成全闭路循环的热能做功流程。
[0012]发明的技术方案及蒸汽做功流程可简示为:①标煤2730千克—②进入火电产能的高温高压或超临界蒸汽锅炉—③产出蒸汽I 21吨—④前置抽凝式汽轮发电机—⑤三聚氰胺产能的反应换热器—⑥后置抽凝式汽轮发电机—⑦外销外供于相关蒸汽用户—⑧外供之后的蒸汽或热水返回蒸汽锅炉给水系统，形成全封闭循环的蒸汽做功系统。
[0013]发明的有益效果:
[0014]本发明是将现有技术中的火电产能、三聚氰胺产能的熔盐热力系统进行组合而构成的一项新的技术方案，产能是指已经使用的现有技术生产能力，包括参与生产的全部技术人员、生产设备及操作控制方法等。因此，除本发明的蒸汽做功流程及参数外，其它都是本领域的公知内容。故，本领域技术人员，根据上述公开的蒸汽做功流程、参数，以及结合本领域的公知技术，即可完整地理解、使用和实现本发明。
[0015]本发明的新颖性在于蒸汽做功流程及参数，该流程更具合理性，该参数更接近最佳工艺状态。本发明的创造性的实质就在于组合本身，以及组合后各技术特征的相互支持功能。本发明的有益效果如下:
[0016]1.现有技术与发明技术的吨三聚氰胺的生产成本同为等价热值2730千克标煤，该成本在现有技术中的惟一技术效果，是为每吨三聚氰胺的反应过程提供热能；该成本在发明技术中除保持同样的功能外，又支持火电产能新增发电6937千瓦.时(前置发电4037千瓦.时、后置发电2900千瓦.时)以及外销做功蒸汽21吨，S卩:每吨三聚氰胺的反生应过程新增发电6937千瓦.时和蒸汽21吨，相当于单向型生产的同类产能节能3500千克标煤。
[0017]2.用火电产能的余热余压蒸汽为三聚氰胺的反应换热器提供热能，该技术特征支持三聚氰胺产能省略了熔盐热力系统，但依然保持了三聚氰胺产能的生产功能。
[0018]3.以余热余压蒸汽外供于相关蒸汽用户，该技术特征可支持相关蒸汽用户省略了蒸汽锅炉及能源消耗，蒸汽用户也支持火电产能消化了余热余压，既有相互的经济效益，也有节能减排的社会效益。
【主权项】
1.一种用蒸汽替代熔盐热力系统的方法，其必要技术特征包括:用温度545°c、压力.14.5MPA或温度605°C、压力25MPA的蒸汽做一梯级功于前置抽凝式汽轮发电机，由前置抽凝式汽轮发电机中抽出温度399——391°C、压力2.6MPA的蒸汽做二梯级功于三聚氰胺产能的反应换热器，由此做功之后的温度2 386°C、压力2.1MPA的蒸汽，继续做三梯级功于后置抽凝式汽轮发电机，由此做功之后的190—一105°C、0.7MPA的蒸汽，外销后做四梯级功于相关蒸汽用户，做四梯级功之后的蒸汽或热水全封闭循环回收至蒸汽锅炉给水系统，构成全闭路循环的蒸汽做功系统。
【专利摘要】本发明是一种用蒸汽替代熔盐热力系统的方法，用蒸汽替代熔盐作三聚氰胺的换热介质后，可以实现蒸汽由高到低的四次做功及热电联产，以现有技术的同等生产成本，产生倍增经济效益的技术效果，每吨三聚氰胺的反应过程，可新增发电6937千瓦.时，外销做功蒸汽21吨，并可省略三聚氰胺产能的熔盐热力系统。
【IPC分类】F01K17/02, F01K17/00
【公开号】CN105525957
【申请号】CN201510860152
【发明人】吕桐华
【申请人】吕桐华
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2015年11月20日