本发明属于余热锅炉,尤其涉及一种熔盐余热锅炉及其余热回收系统。
背景技术:
1、余热锅炉是指利用各种工业过程中的废气、废料或废液中的余热及其可燃物质燃烧后产生的热量把水加热到一定温度的锅炉,余热锅炉通过余热回收可以生产热水或蒸汽来供给其它工段使用。余热锅炉共分为六个循环回路,每个循环回路由下降管和上升管组成,各段烟道给水从锅筒通过下降管引入到各个烟道的下集箱后进入各受热面,水通过受热面后产生蒸汽进入进口集箱,再由上升管引入锅筒。
2、目前熔盐余热锅炉的吸热工质主要是以水和水蒸气为主,通过热交换的形式将进入的高温烟气内的热能转移到水并加热水形成水蒸气,而由于水蒸气蓄热能力较差,通常熔盐余热锅炉产生的蒸气会立马进行发电并网或供用热段进行使用,用电需求降低输出的电难以被电网正常消纳,容易导致浪费,用需求存在波动原余热锅炉又难以满足用户端的灵活使用需求;并且,因为熔盐具有腐蚀性、超温易分解、易凝结等特点,现有的预热锅炉难以适应。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是提供一种熔盐余热锅炉,以解决现有熔盐余热锅炉存在的蓄热能力差且热利用率低的问题。
2、为解决上述问题,本发明的技术方案为:
3、本发明的一种熔盐余热锅炉,包括:
4、炉体,所述炉体内设置有用于烟气流动的烟气通道;
5、换热部,所述换热部用于实现所述烟气与熔盐的换热,以利用所述烟气中的热能将自所述换热部的熔盐输入端输入的低温熔盐加热至预设温度后通过所述换热部的熔盐输出端输出至外部设备;
6、熔盐缓冲罐,所述熔盐缓冲罐的熔盐输入端与所述换热部的熔盐输出端连通,以接收自所述换热部的熔盐输出端输出的、且未被加热至预设温度的熔盐,所述熔盐缓冲罐的熔盐输出端与所述换热部连通,用于将所述熔盐缓冲罐中的熔盐输送至所述换热部中加热。
7、作为优选,所述换热部中包括相互串联设置的至少两个熔盐吸热模块,并且,每个所述熔盐吸热模块用于吸收所述烟气中不同温度段的热量。
8、作为优选,每个所述熔盐吸热模块均被配置为其中的熔盐能够在疏盐时依靠自身重力从所述熔盐吸热模块中疏出。
9、作为优选,每个所述熔盐吸热模块中均包括依次连通的入口集箱、吸热单元和出口集箱;其中,每个所述熔盐吸热模块中的所述吸热单元设置于所述烟气通道内。
10、作为优选,每个所述吸热单元中均包括由若干个吸热管沿所述炉体的径向方向依次排列形成的吸热管屏,并且,每个所述吸热管均为折线形结构。
11、作为优选,以所述换热部中最先与所述烟气换热的所述熔盐吸热模块为特征熔盐吸热模块;
12、所述熔盐缓冲罐的熔盐输出端与所述特征熔盐吸热模块的熔盐输入端连通,以实现所述熔盐缓冲罐的熔盐输出端与所述换热部连通。
13、作为优选,所述换热部包括三个依次串联的所述熔盐吸热模块。
14、作为优选,还包括环形冷壁机构,所述环形冷壁机构包括依次连通的环形冷壁入口集箱、环形冷壁和环形冷壁出口集箱;
15、所述环形冷壁入口集箱上设置有环形冷壁机构熔盐入口,用于接收外部输入的低温熔盐;
16、所述环形冷壁出口集箱上设置有环形冷壁机构熔盐出口,所述环形冷壁出口集箱的环形冷壁机构熔盐出口与所述熔盐缓冲罐的熔盐输入端连通;
17、所述环形冷壁围合而成的中空通道即为所述烟气通道。
18、作为优选,所述环形冷壁由若干个热交换管沿所述炉体的周向方向依次排列形成;所述热交换管为直管或弯曲向上延伸的管道。
19、作为优选,所述环形冷壁为所述炉体的烟气通道部分的外壁本身,所述环形冷壁为若干热交换管和若干扁钢依次交替焊接形成密闭的环形壁;或者,所述环形冷壁设置于所述炉体外壁的内表面上。
20、作为优选,所述熔盐缓冲罐上还设置有疏盐口,所述疏盐口用于在疏盐时将所述熔盐缓冲罐中的熔盐疏出。
21、作为优选,所述熔盐缓冲罐设置于所述炉体的上方。
22、作为优选,所述炉体的底部设置有排灰口。
23、一种熔盐余热回收系统,包括储热系统、用热系统和熔盐余热锅炉;所述熔盐余热锅炉为实施例中任意一项所述的熔盐余热锅炉;
24、所述储热系统的低温熔盐输出端通过第一输入管路连通至所述换热部的熔盐输入端,所述储热系统的高温熔盐输入端通过第一输出管路连通至所述换热部的熔盐输出端;
25、所述储热系统的低温熔盐输入端通过熔盐余热回收系统输入管路连通至所述用热系统的熔盐输出端,所述储热系统的高温熔盐输出端通过熔盐余热回收系统输出管路连通至所述用热系统的熔盐输入端;
26、其中,所述第一输入管路上对应设置有第一调节阀,所述第一输出管路上对应设置有第一截止阀。
27、作为优选,所述换热部的熔盐输出端通过第二输入管路连通至所述熔盐缓冲罐的熔盐输入端;
28、所述换热部中包括相互串联设置的至少两个熔盐吸热模块,所述换热部中以最先与所述烟气换热的所述熔盐吸热模块为特征熔盐吸热模块,所述熔盐缓冲罐的熔盐输出端通过第二输出管路连通至所述特征熔盐吸热模块的熔盐输入端;
29、所述熔盐缓冲罐上设置有疏盐口,所述熔盐缓冲罐的疏盐口通过第一疏盐管路连通至所述储热系统的低温熔盐输入端;
30、所述换热部的熔盐输入端通过第二疏盐管路连通至所述储热系统的低温熔盐输入端;
31、其中,所述第二输入管路上设置有第二截止阀,所述第二输出管路上设置有第二调节阀,所述第一疏盐管路上设置有第三截止阀,所述第二疏盐管路上设置有第四截止阀。
32、一种熔盐余热回收系统,包括储热系统、用热系统和熔盐余热锅炉;所述熔盐余热锅炉为实施例2所述的熔盐余热锅炉;
33、所述储热系统的低温熔盐输出端通过第一输入管路连通至所述换热部的熔盐输入端;
34、所述储热系统的低温熔盐输出端通过第三输入管路与所述环形冷壁入口集箱上的环形冷壁机构熔盐入口连接;
35、所述储热系统的高温熔盐输入端通过第一输出管路连通至所述换热部的熔盐输出端;
36、所述储热系统的高温熔盐输出端通过熔盐余热回收系统输出管路连通至所述用热系统的熔盐输入端,所述储热系统的低温熔盐输入端通过熔盐余热回收系统输入管路连通至所述用热系统的熔盐输出端;
37、其中,所述第一输入管路上设置有第一调节阀,所述第三输入管路上设置有第三调节阀,所述第一输出管路上设置有第一截止阀。
38、作为优选,所述换热部的熔盐输出端通过第二输入管路与所述熔盐缓冲罐的熔盐输入端连接;
39、所述换热部中包括相互串联设置的至少两个熔盐吸热模块,所述换热部中以最先与所述烟气换热的所述熔盐吸热模块为特征熔盐吸热模块,所述熔盐缓冲罐的熔盐输出端通过第二输出管路与所述特征熔盐吸热模块的熔盐输入端连接;
40、所述熔盐缓冲罐上设置有疏盐口,所述熔盐缓冲罐的疏盐口通过第一疏盐管路与所述储热系统的低温熔盐输入端连接;
41、所述换热部的熔盐输入端通过第二疏盐管路与所述储热系统的低温熔盐输入端连接;
42、所述环形冷壁入口集箱上的环形冷壁机构熔盐入口通过第三疏盐管路与所述储热系统的低温熔盐输入端连接;
43、其中,所述第二输入管路上设置有第二截止阀,所述第二输出管路上设置有第二调节阀,所述第一疏盐管路上设置有第三截止阀,所述第二疏盐管路上设置有第四截止阀,所述第三疏盐管路上设置有第五截止阀。
44、本发明由于采用以上技术方案,使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果:
45、1、本发明通过设置熔盐缓冲罐,在熔盐余热锅炉启动阶段或烟气温度突然降低等情况下,可以利用熔盐缓冲罐接收未被加热到预设温度的熔盐,进而能够避免将未达到预设温度的熔盐输出到外部设备,影响外部设备的运行,同时,本发明通过设置第二输出管路,能够将熔盐缓冲罐中未被加热至预设温度的熔盐引入到换热部中被再次加热,能够保证输出到储热系统的高温熔盐的熔盐温度达到预设温度。此外,由于熔盐缓冲罐中的熔盐温度相对较低,当换热部中的熔盐有超温的风险时,还能够通过将熔盐缓冲罐内部的熔盐引入到特征熔盐吸热模块中,从而降低特征熔盐吸热模块中熔盐的温度,并且配合控制特征熔盐吸热模块中熔盐的流量,可以有效的避免熔盐超温。
46、2、本发明通过设置环形冷壁机构,能够充分吸收烟气中的辐射热,进而能够避免烟气热量的浪费,提高烟气热量的利用率,并且,经环形冷壁机构初步加热后的熔盐进入熔盐缓冲罐后,会被进一步输送至换热部加热,进而能够输出符合预设温度要求的高温熔盐。
47、3、本发明通过在炉体内部设置换热部,使得低温熔盐在换热部中与烟气通道内的高温烟气发生热交换,从而吸收高温烟气中的显热加热熔盐,进而提供给外部使用,并且换热部中的每个熔盐吸热模块均设置有吸热管屏,每个吸热管屏均由若干个吸热管沿炉体的径向方向依次排列形成,并且每个吸热管屏都呈现利于熔盐通过重力向下流动的布置,使得熔盐能够在疏盐时依靠自身重力从所述熔盐吸热模块中疏出。
48、4、本发明通过将若干热交换管和若干扁钢依次交替焊接形成密闭的环形壁作为环形冷壁,并且,将环形冷壁作为烟气通道,熔盐在热交换管路中流动与烟气通道内的烟气发生热交换,吸收烟气的辐射热加热熔盐,从而得到初步加热状态的熔盐,不仅充分吸收利用了热能,并且能够起到保温的作用,而且,将环形冷壁作炉体的烟气通道部分的外壁本身,能够减少炉体整体的保温层和外护层的厚度。