一种基于熔盐储热的余热回收系统的制作方法

本技术属于余热回收领域，涉及一种基于熔盐储热的余热回收系统。

背景技术：

1、转炉炼钢时产生的高温烟气余热属于高品位热能资源，目前广泛采用余热锅炉回收利用高温烟气。然而，炼钢转炉采用冶炼和吹炼相互交替的间歇性工作模式，其产生的高温烟气具有间歇性的特点，导致高温烟气换热后产生的蒸汽是不稳定的。不稳定的蒸汽无法被蒸汽发电机或其他蒸汽使用端直接使用，一般需要设置蒸汽相变蓄热器来调节蒸汽的稳定输出。

2、蒸汽相变蓄热器将高温烟气换热后产生的蒸汽以液态水的形式存储，再汽化为蒸汽后输出，通过控制其汽化过程来保证蒸汽输出的稳定性。蒸汽相变蓄热器内的蒸汽要经历汽-水-汽的多次相变，而多次相变过程存在大量的能量损耗，导致最终输出的蒸汽是低温低压饱和蒸汽，大大制约了蒸汽的用途和使用效率。

3、为提高蒸汽质量，现有技术提出了熔盐储热技术，将现有的汽化烟道余热锅炉改造为熔盐余热锅炉，将换热介质由饱和蒸汽改为熔融态熔盐。虽然采用熔盐储热能够显著地优化蒸汽质量，但也存在新的问题：(1)固态熔盐直接通入锅炉中，其堆积的形态会影响换热结果，可能出现换热不均的情况，从而导致管道内流通的换热介质是固液混合熔盐，不仅影响换热效率，长久下去容易造成管道堵塞而影响系统的使用寿命；(2)当余热锅炉检修或工业炉检修时，系统内的温度会急速下降，液态熔盐容易凝结、堆积或附结在管道、装置内，造成管路故障。

技术实现思路

1、有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种基于熔盐储热的余热回收系统，满足间歇吸热、持续放热的生产需求，形成高温高压且稳定的高品质蒸汽，提高余热利用率，同时提高系统的运行效率和使用寿命。

2、为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

3、优选地，本实用新型提供一种基于熔盐储热的余热回收系统，包括与工业炉高温烟气出口相连的烟道式余热锅炉，以及用于储存液态熔盐的高温熔盐罐和低温熔盐罐。烟道式余热锅炉的出口与高温熔盐罐相连，低温熔盐罐与烟道式余热锅炉的入口相连。

4、优选地，在高温熔盐罐与低温熔盐罐之间并联设置熔盐电加热装置和熔盐-蒸汽换热器。

5、优选地，熔盐电加热装置和熔盐-蒸汽换热器不会同时投入系统使用，而是分别独立地应用于不同的运行工况下。具体地，在系统正常运行时，高温熔盐罐的出口与熔盐-蒸汽换热器相连，熔盐电加热装置脱出系统；在系统启动前和/或系统维修时，高温熔盐罐的出口与熔盐电加热装置相连，熔盐-蒸汽换热器脱出系统。

6、优选地，熔盐电加热装置和熔盐-蒸汽换热器采用短路的方式脱出系统。

7、优选地，在熔盐-蒸汽换热器入口处设置有用于保证流经熔盐-蒸汽换热器的熔盐量相对稳定的调节流量调节阀。

8、优选地，在低温熔盐罐和烟道式余热锅炉的连接通路上设置有用于调节进入烟道式余热锅炉的熔盐流量的熔盐泵。

9、优选地，烟道式余热锅炉包括裙罩段、炉口段、固定一段、固定二段、尾段，各段长度依据生产现场的结构需求而定，并根据其工作环境和其自身的结构特点采用不同的连接方式或循环方式，尤其是各段可通过连接管道进行串联、并联或串并联混合连接。

10、优选地，烟道式余热锅炉的群罩段和炉口段串联相接，以使得熔盐能够在群罩段和炉口段中累积换热以获取尽可能多的温升；固定一段、固定二段和尾段并联相接，以增加熔盐的输入量，提高熔盐的换热效率。

11、优选地，烟道式余热锅炉的最低点处设置有用于导出液态熔盐的熔盐疏放装置。

12、本实用新型的有益效果在于：

13、本实用新型采用熔盐作为换热、储热介质，通过调节流经熔盐-蒸汽换热器的熔盐流量来保证蒸汽输出不受到高温烟气的周期性影响，将间歇性高温余热资源转化为连续可调可控的高温、高压、高品质蒸汽，无需设置蒸汽相变蓄热器就能够实现稳定的蒸汽输出，优化了余热回收系统的占地空间，有效降低换热、储热成本。

14、本实用新型在高温熔盐罐和低温熔盐罐的连接通路上并联设置熔盐电加热装置和熔盐-蒸汽换热器，依据运行需求选择熔盐电加热装置和熔盐-蒸汽换热器是否参与系统运行。在系统启动前，高温熔盐罐的出口与熔盐电加热装置相连，熔盐电加热装置用于对熔盐进行预加热，以使得熔盐以液体状态输入余热锅炉中，避免固态熔盐堆积或堵塞锅炉。在系统正常运行时，高温熔盐罐与的出口与熔盐-蒸汽换热器相连，并在流量调节阀的作用下保证流经熔盐-蒸汽换热器的熔盐量相对稳定，从而稳定输出蒸汽。系统需停机维修时，熔盐电加热装置启动工作以防止熔盐凝结，避免液态熔盐凝结而附结在管道内，进而造成管道堵塞。可见，本实用新型的余热系统具有较高的灵活性，经过简单的电路调节就能够使适应多种运行工况，还能够有效防止熔盐堆积、堵塞管路，提高了系统运行效率的同时也提高了系统的使用寿命。

15、本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

技术特征：

1.一种基于熔盐储热的余热回收系统，包括与工业炉高温烟气出口相连的烟道式余热锅炉(1)，以及用于储存液态熔盐的高温熔盐罐(2)和低温熔盐罐(5)，烟道式余热锅炉(1)的出口与高温熔盐罐(2)相连，低温熔盐罐(5)与烟道式余热锅炉(1)的入口相连，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种余热回收系统，其特征在于：熔盐-蒸汽换热器(4)入口处设置有用于保证流经熔盐-蒸汽换热器(4)的熔盐量相对稳定的流量调节阀(8)。

3.根据权利要求1所述的一种余热回收系统，其特征在于：在低温熔盐罐(5)和烟道式余热锅炉(1)的连接通路上设置有用于调节进入烟道式余热锅炉(1)的熔盐流量的熔盐泵(6)。

4.根据权利要求1所述的一种余热回收系统，其特征在于：烟道式余热锅炉(1)包括裙罩段、炉口段(1.2)、固定一段(1.3)、固定二段(1.4)、尾段(1.5)，其中，群罩段(1.1)和炉口段(1.2)串联相接，固定一段(1.3)、固定二段(1.4)和尾段(1.5)并联相接。

5.根据权利要求4所述的一种余热回收系统，其特征在于：烟道式余热锅炉(1)的最低点处设置有用于导出液态熔盐的熔盐疏放装置(7)。

技术总结本技术涉及一种基于熔盐储热的余热回收系统，包括烟道式余热锅炉以及用于储存液态熔盐的高温熔盐罐和低温熔盐罐，烟道式余热锅炉的出口与高温熔盐罐相连，低温熔盐罐与烟道式余热锅炉的入口相连。在高温熔盐罐与低温熔盐罐之间并联设置熔盐电加热装置和熔盐‑蒸汽换热器。在系统正常运行时，高温熔盐罐的出口与熔盐‑蒸汽换热器相连，熔盐电加热装置短路脱出系统；在系统启动前和/或系统维修时，高温熔盐罐的出口与熔盐电加热装置相连，熔盐‑蒸汽换热器短路脱出系统。本技术通过调节熔盐流量来保证高品质蒸汽的稳定输出，防止多种工况切换时熔盐凝结，提高运行效率和使用寿命。技术研发人员：侯祥松,喻依兆,张军,石杨受保护的技术使用者：中冶赛迪工程技术股份有限公司技术研发日：20231007技术公布日：2024/5/6