CN107270374A - 一种熔盐储热式集中供暖系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种熔盐储热式集中供暖系统，包括预热装置、蓄热装置、油盐换热器和油水换热器，预热装置通过蓄热装置与油盐换热器相连，油水换热器通过导热油循环泵与油盐换热器相连通；预热装置包括化盐罐、预加热器和化盐罐出料泵，预加热器装设在化盐罐内，且化盐罐通过化盐罐出料泵与蓄热装置相连。本发明利用预加热器对化盐罐内的固体盐进行加热，一方面，配合化盐罐出料泵，将加热融化后的盐通过化盐罐出料泵输送至冷盐罐内；另一方面，通过在冷盐罐和热盐罐之间设置一个预热进风管和预热回风管，驱动冷盐罐、热盐罐中的热气流动，从而使得蓄热装置内的温度均衡，避免热盐罐内的温度过低，影响其热交换效果。

Description

一种熔盐储热式集中供暖系统

技术领域

本发明涉及集中供暖技术领域，更具体地，涉及一种熔盐储热式集中供暖系统。

背景技术

随着社会经济的迅速发展，我国已成为世界第二大经济体，然而，我国的经济发展成本却是发达国家的1.5倍。近几年，我国能源总消费量已经超过30亿吨标准煤，其中工业部门耗能占社会总能耗的70％以上。为了合理使用能源以及提高能源的综合利用率，工业部门实行节能降耗显得尤其重要。

目前，很多大规模用热的工业企业依然使用设备陈旧和技术落后的生产设备，这些设备不仅效率低下，而且没有采取环保措施，生产过程中向环境中排放出污染物，严重危害社会环境。为了实现节能减排的目标，我国鼓励开发利用清洁能源和推进“煤改电”工程建设，用电采暖替代燃煤锅炉。针对我国电力供应白天和夜间峰谷差距大的情况，政府颁布了夜间低谷用电优惠政策，鼓励利用廉价的低谷电加热蓄热材料储存热能，“削峰填谷”。

熔盐储能技术作为一种新型的储能技术，由于熔盐具有使用温度范围广泛、蒸汽压低、热容量大、粘度低、热稳定性好、蓄热密度高、导热性能好以及价格便宜等优点，近些年一直受到了国内外学者的关注。

熔盐储热式集中供暖系统是利用电加热熔盐，高温熔盐再通过换热器把热量传递到供暖水，可以有效地替代燃煤锅炉。采用低谷时段电能或光伏电、风电等新能源电能加热熔盐进行储能，然后提供给工业企业进行制热生产，具有环保无污染和投资成本低等优势，有利于改变工业企业的能源结构和降低能耗成本，因此有望成为未来工业企业进行制热生产的主要技术手段。

然而，现阶段熔盐储热式集中供暖技术采用的是高温熔盐与供暖水直接换热的方式，熔盐温度高达500℃～600℃，供暖水温度低于100℃，换热温差大，换热器使用寿命低，而且熔盐在低于150℃的情况下会凝固，与低温的水换热有堵塞的危险，熔盐流动性差，存在熔盐罐内分层的问题，这些缺点不利于系统的长周期稳定运行。另一方面，由于熔盐在常温下是固体，需要加热才能融化，固体盐传热效率低，而现有的设备在熔盐加热过程中普遍采用的是外部加热，导致加热速度慢，开机到正式换热时间长，不利于实际生产使用。

发明内容

本发明提供一种可实现快速预热、换热温差小、换热器使用寿命长且不存在熔盐分层现象的熔盐储热式集中供暖系统，以解决上现有熔盐供暖系统的预热速度慢、换热器使用寿命短和熔盐容易阻塞输送管道产生技术故障的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种熔盐储热式集中供暖系统，包括预热装置、蓄热装置、油盐换热器和油水换热器，所述预热装置通过所述蓄热装置与所述油盐换热器相连，所述油水换热器通过导热油循环泵与所述油盐换热器相连通；所述预热装置包括化盐罐、预加热器和化盐罐出料泵，所述预加热器装设在所述化盐罐内，所述化盐罐内装有搅拌器，且所述化盐罐通过所述化盐罐出料泵与所述蓄热装置相连。

在上述方案基础上优选，所述蓄热装置包括冷盐罐、热盐罐、冷盐泵和热盐泵，所述冷盐罐通过所述冷盐泵与所述的热盐罐相连通，所述热盐罐通过所述热盐泵与所述油盐换热器相连接，且所述冷盐罐内设有电加热器。

在上述方案基础上优选，所述冷盐罐与所述热盐罐之间还设有一预热进风管和预热回风管，所述预热回风管上设有预热循环风机以控制所述热盐罐内的气体单向流动至所述冷盐罐内，且所述预热回风管延伸至所述冷盐罐底部。

在上述方案基础上优选，所述预热回风管与所述冷盐罐连接的末端设有预热风分布管，且所述预热进风管与所述热盐罐连接的末端设有预热风分布管。

在上述方案基础上优选，所述电加热器包括套管和铠装电加热棒，所述铠装电加热棒装设在所述套管内。

在上述方案基础上优选，所述电加热器均匀设置在所述冷盐罐靠近其底板一侧。

在上述方案基础上优选，所述冷盐罐和热盐罐内装设有进盐均布装置。

在上述方案基础上优选，所述盐油换热器的出油口与所述油水换热器的进油口相连通，且所述油水换热器的出油口通过所述导热油循环泵与所述油盐换热器的进油口相连通。

在上述方案基础上优选，所述导热油循环泵与所述的油水换热器的出油口之间还设有导热油膨胀罐。

在上述方案基础上优选，所述油盐换热器和所述油水换热器为U型管式换热器。

本发明的一种熔盐储热式集中供暖系统，通过在蓄热装置外增设一个预热装置，利用预加热器对化盐罐内的固体盐进行加热，一方面，配合化盐罐出料泵，将加热融化后的盐通过化盐罐出料泵输送至冷盐罐内；另一方面，通过在冷盐罐和热盐罐之间设置一个预热进风管和预热回风管，通过预热循环风机，驱动冷盐罐、热盐罐中的热气流动，从而使得蓄热装置内的温度均衡，避免热盐罐内的温度过低，影响其热交换效果，而与传统采用加热冷盐罐内熔盐来直接提高热盐罐温度相比较，其预热效果更快，热盐罐内的温度更加均匀。

本发明的另一优点在于，将油盐换热器设置在热盐罐与油水换热器之间，将高温熔盐的热量通过中温油传递至低温水中，从而使得高温熔盐不与低温水直接换热，减少了换热温差，降低了换热器制造难度和熔盐凝结堵塞的风险，提高了换热器的使用寿命。

本发明的另一优点在于，本发明在冷盐罐和热盐罐内分别设置进盐分布装置，减少了熔盐的分层问题，均有利于系统的长周期稳定运行。

附图说明

图1为本发明的一种熔盐储热式集中供暖系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

请参阅图1所示，本发明提供了一种熔盐储热式集中供暖系统，包括预热装置10、蓄热装置20、油盐换热器30和油水换热器40，其中，预热装置10通过蓄热装置20与油盐换热器30相连，油水换热器40通过导热油循环泵31与油盐换热器30相连通；预热装置10包括化盐罐11、预加热器12和化盐罐出料泵13，预加热器12装设在化盐罐11内，且化盐罐11通过化盐罐出料泵13与蓄热装置20相连。

在正式开机启动蓄热装置20、油盐换热器30和油水换热器40前，首先，向预热装置10中加入固体盐，启动预加热器12加热固体盐，通过化盐罐出料泵13将加热融化后的盐导入至蓄热装置20内，一方面利用化盐罐11内的热空气对蓄热装置20予以预热，避免蓄热装置20温度过低，造成熔盐进入蓄热装置20后再次凝结；另一方面，利用化盐罐11中对熔盐进行初步加热，避免熔盐在蓄热装置20中受热速度慢，而导致系统启动时间较慢。

进一步的，为了提高固体盐在化盐罐11的受热速度，本发明还在化盐罐11内还装有搅拌器14，在预热器对固体盐加热时，搅拌器14同时搅拌固体盐，从而以提高其受热速度。

为了进一步说明本发明的技术方案，请继续参阅图1所示，本发明的蓄热装置20包括冷盐罐21、热盐罐24、冷盐泵23和热盐泵25，冷盐罐21通过所冷盐泵23与热盐罐24相连通，热盐罐24通过热盐泵25与油盐换热器30相连接，且冷盐罐21内设有电加热器22，利用电加热器22直接对加热冷盐罐21内部的熔盐，以提高熔盐升温速度。

使用时，化盐罐出料泵13将预热后的熔盐输送至冷盐罐21内，通过冷盐罐21中的电加热器22对其二次加热，然后通过冷盐泵23将其导入至热盐罐24中，利用热盐泵25再将受热后的熔盐导入至盐油换热器中，将熔盐的热量转换至油的热量，从而以避免熔盐直接与冷水接触，造成熔盐分层结垢，导致输送管道阻塞的问题，减低其维护成本，并提高其使用寿命。

进一步，为了提高本发明的预热装置10预热效果，本发明还在冷盐罐21与热盐罐24之间还设有一预热进风管26和预热回风管27，预热回风管27上设有预热循环风机28以控制热盐罐24内的气体单向流动至冷盐罐21内，且预热回风管27延伸至冷盐罐21底部。在预热装置10加热固体熔盐时，受热后的熔盐通过化盐罐出料泵13进入冷盐罐21内，冷盐罐21内的气体由于熔盐的作用，而导致其温度升高，导致冷盐罐21内的气体向热盐罐24中流动，与此同时，预热循环风机28带动预热循环风机28以驱动热盐罐24内的冷空气向冷盐罐21中流动，从而以加速其预热速度。而且由于本发明的预热回风管27延伸至冷盐罐21底部，可以有效避免上部受热熔盐再次收到冷空气而产生结层的问题。

优选的，本发明的预热回风管27与冷盐罐21连接的末端还设有预热风分布管29，利用预热风分布管29，使冷空气充分与底部受热的熔盐接触，从而以实现其温度快速上升的目。

优选的是，本发明的电加热器22包括套管和铠装电加热棒，铠装电加热棒装设在套管内，以有效方便控制冷盐罐21内熔盐加热的温度。进一步的，该电加热器22均匀设置在冷盐罐21靠近其底板一侧，预热风分布管29与该电加热器22相对设置。

在开机前，首先将固体盐装入化盐罐11内，开启化盐罐11内的预加热器12对固体盐进行加热，并配合化盐罐11内的搅拌器14将盐混合，强化换热，当温度升到约260℃后，溶化后的盐通过化盐罐出料泵13输出至冷盐罐21内。与此同时，启动预热循环风机28，配合启动电加热器22，预热风通过预热风分布管29均匀吹向电加热器22，而受到电加热器22的均匀加热，受热后的空气沿着冷盐罐21壁的顶部进入热盐罐24内部的预热风分布管29，在从热盐罐24顶部经过预热循环风机28进入冷盐罐21内，从而使得冷盐罐21和热盐罐24内的升温速度不高于50℃/h，各处温度差不超过30℃，以确保冷盐罐21和热盐罐24的受热均匀。

请继续参阅图1所示，本发明的盐油换热器的出油口与油水换热器40的进油口相连通，且油水换热器40的出油口通过导热油循环泵31与油盐换热器30的进油口相连通，利用导热油循环泵31以实现盐油换热器中的热油与油水换热器40中的冷油之间相互循环流通，且该导热油循环泵31与油水换热器40的出油口之间还设有导热油膨胀罐32。

进一步的，本发明在冷盐罐21和热盐罐24内装设有进盐均布装置211，即利用进盐均布装置211，将从化盐罐出料泵13中导出的预热盐经过进盐均布装置211在冷盐罐21中均匀摊开，确保其在冷盐罐21中受热均匀，同时利用该进盐均布装置211与冷盐泵23相连，将从冷盐罐21中输出的熔盐均匀分布在热盐罐24内。

优选的，本发明的油盐换热器30和油水换热器40均采用壳程带中间隔板的U型管式换热器，在强化换热的同时，以消除温差带来的热应力影响。

最后，本申请的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种熔盐储热式集中供暖系统，其特征在于，包括预热装置、蓄热装置、油盐换热器和油水换热器，所述预热装置通过所述蓄热装置与所述油盐换热器相连，所述油水换热器通过导热油循环泵与所述油盐换热器相连通；所述预热装置包括化盐罐、预加热器和化盐罐出料泵，所述预加热器装设在所述化盐罐内，所述化盐罐内装有搅拌器，且所述化盐罐通过所述化盐罐出料泵与所述蓄热装置相连。

2.如权利要求1所述的一种熔盐储热式集中供暖系统，其特征在于，所述蓄热装置包括冷盐罐、热盐罐、冷盐泵和热盐泵，所述冷盐罐通过所述冷盐泵与所述的热盐罐相连通，所述热盐罐通过所述热盐泵与所述油盐换热器相连接，且所述冷盐罐内设有电加热器。

3.如权利要求2所述的一种熔盐储热式集中供暖系统，其特征在于，所述冷盐罐与所述热盐罐之间还设有一预热进风管和预热回风管，所述预热回风管上设有预热循环风机以控制所述热盐罐内的气体单向流动至所述冷盐罐内，且所述预热回风管延伸至所述冷盐罐底部。

4.如权利要求3所述的一种熔盐储热式集中供暖系统，其特征在于，所述预热回风管与所述冷盐罐连接的末端设有预热风分布管，且所述预热进风管与所述热盐罐连接的末端设有预热风分布管。

5.如权利要求2所述的一种熔盐储热式集中供暖系统，其特征在于，所述电加热器包括套管和铠装电加热棒，所述铠装电加热棒装设在所述套管内。

6.如权利要求2所述的一种熔盐储热式集中供暖系统，其特征在于，所述电加热器均匀设置在所述冷盐罐靠近其底板一侧。

7.如权利要求2所述的一种熔盐储热式集中供暖系统，其特征在于，所述冷盐罐和热盐罐内装设有进盐均布装置。

8.如权利要求1所述的一种熔盐储热式集中供暖系统，其特征在于，所述盐油换热器的出油口与所述油水换热器的进油口相连通，且所述油水换热器的出油口通过所述导热油循环泵与所述油盐换热器的进油口相连通。

9.如权利要求8所述的一种熔盐储热式集中供暖系统，其特征在于，所述导热油循环泵与所述的油水换热器的出油口之间还设有导热油膨胀罐。

10.如权利要求1所述的一种熔盐储热式集中供暖系统，其特征在于，所述油盐换热器和所述油水换热器为U型管式换热器。