基于锅炉和熔盐储热的混合蒸汽装置及其调控方法与流程

本公开涉及蒸汽，尤其涉及一种基于锅炉和熔盐储热的混合蒸汽装置及其调控方法。

背景技术：

1、随着技术的进步，出现了各种储热产蒸汽技术，该类技术通常是加热某种储热介质，储热介质的温度升高或者发生相变，能量储存在储热介质中，当用户需要蒸汽时，使水进入储热系统与储热介质换热产出蒸汽供用户使用。

2、熔盐储热产蒸汽系统是一种储热产蒸汽技术，在加热熔盐之后，熔盐的温度升高，在用户需要蒸汽时，使水与高温熔盐换热产生蒸汽供用户使用，熔盐温度降低，等待下一次充能。

3、传统锅炉通常包括燃煤锅炉和天然气锅炉等化石燃料锅炉，是目前工厂产生蒸汽主要使用的锅炉，随着环保要求的提高，对传统化石燃料锅炉限制越来越多，小容量的燃煤锅炉目前已经基本不再允许使用了，天然气锅炉也必须加装脱硫脱硝装置。

4、储热产蒸汽技术是一种新兴的产蒸汽技术，环保无污染，但在目前条件下还存在以下问题：

5、(1)系统初始投资过高，不同于传统锅炉投资和蒸汽流量成正比，储热产蒸汽系统投资基本和蒸汽总用量成正比，蒸汽总用量又和储热材料的用量成正比，储热材料的价格目前都比较昂贵，导致储热产蒸汽系统的初始投资比较高。

6、(2)系统的用电量比较大，考虑效率每产生一吨蒸汽大概需要800度电，目前很多工厂谷电时段变压器没有那么多的富裕容量，如果进行电力增容是一笔很大的投资，同时每个月还需要向供电局支付一部分电力容量费，大大增加了储热产蒸汽系统的运行成本。

7、(3)系统的占地比较大，目前的储热技术储热密度并不十分高，以单罐熔盐储热产蒸汽系统为例，储存5吨蒸汽大概需要40m2的占地，大大超过传统锅炉。

8、(4)熔盐储热产蒸汽系统与传统锅炉配合使用时存在技术难点，技术难点在于两个系统对外输出蒸汽的时候，如何分配对外输出的蒸汽占比。

9、目前锅炉房对外输出蒸汽时，通常使用压力开关来控制锅炉的启停，当锅炉压力达到设定高值时，锅炉关闭，当锅炉压力达到设定低值时，锅炉再打开，传统锅炉多台并联也完全可以使用这样的方式，这主要是由于传统锅炉一停炉就立即切断了能量供应，输出蒸汽立刻就变小了，传统锅炉间的特性差不多。

10、而熔盐储热产蒸汽系统与传统锅炉有不一致的特性，该系统通过熔盐与水换热产生蒸汽，因为能量已经储存在储罐中，且储罐中会有存水，无法切断能量的供应，换热管中的存水还能供应比较长的时间的蒸汽。

11、用户端(蒸汽系统使用端)的蒸汽流量会影响到蒸汽系统供应端的压力，如果采用压力达到设定高值时就切断所有熔盐储热产蒸汽系统与传统锅炉都关闭这个策略，这会导致在压力达到设定高值，两个系统都关闭时，主要由熔盐储热产蒸汽系统提供蒸汽，最终导致整个向外输送蒸汽过程中熔盐储热产蒸汽系统输出的蒸汽流量占比比设计值偏大。

技术实现思路

1、本公开要解决的技术问题是为了克服现有技术中熔盐储热产蒸汽系统与传统锅炉配合使用时，采用压力控制策略会导致整个向外输送蒸汽过程中熔盐储热产蒸汽系统输出的蒸汽占比设计偏大的缺陷，提供一种基于锅炉和熔盐储热的混合蒸汽装置及其调控方法。

2、本公开是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

3、第一方面，提供一种基于锅炉和熔盐储热的混合蒸汽装置的调控方法，所述混合蒸汽装置包括锅炉系统和熔盐储热产蒸汽系统，所述熔盐储热产蒸汽系统产生的第一蒸汽，与所述锅炉系统产生的第二蒸汽经混合后输出混合蒸汽；

4、所述调控方法包括：

5、获取所述混合蒸汽的混合蒸汽压力值；

6、采用梯度调节策略，判断所述混合蒸汽压力值所处的数值区间，对所述熔盐储热产蒸汽系统和所述锅炉系统进行调控；

7、其中，所述第一蒸汽对应的第一蒸汽流量满足第一蒸汽使用负荷，所述混合蒸汽对应的混合蒸汽流量满足第二蒸汽使用负荷；所述第二蒸汽使用负荷大于所述第一蒸汽使用负荷。

8、较佳地，所述梯度调节策略包括：

9、设置第一压力阈值和第二压力阈值；

10、判断所述混合蒸汽压力值是否高于所述第一压力阈值，若是，则关闭所述锅炉系统；

11、判断所述混合蒸汽压力值是否低于所述第二压力阈值，若是，则启动所述锅炉系统；

12、其中，所述第一压力阈值大于所述第二压力阈值。

13、较佳地，所述梯度调节策略还包括：

14、设置第三压力阈值和第四压力阈值；

15、判断所述混合蒸汽压力值是否高于所述第三压力阈值，若是，则关闭所述熔盐储热产蒸汽系统；

16、判断所述混合蒸汽压力值是否低于所述第四压力阈值，若是，则启动所述熔盐储热产蒸汽系统；

17、其中，所述第三压力阈值高于所述第一压力阈值；

18、所述第四压力阈值高于所述第二压力阈值，且低于所述第一压力阈值。

19、较佳地，所述调控方法还包括：

20、获取所述混合蒸汽的混合蒸汽温度；

21、判断所述混合蒸汽温度是否高于设置的第一温度阈值；

22、若是，则降低所述混合蒸汽温度，以使所述混合蒸汽温度满足所述第一温度阈值；

23、若否，则提高所述混合蒸汽温度，以使所述混合蒸汽温度满足所述第一温度阈值；

24、其中，所述第一温度阈值高于所述混合蒸汽压力值对应的饱和温度，不同的所述混合蒸汽压力值对应不同的所述饱和温度。

25、较佳地，所述调控方法还包括：

26、获取所述第一蒸汽的第一蒸汽温度；

27、判断所述第一蒸汽温度是否低于设置的第二温度阈值；

28、若是，则关闭所述熔盐储热产蒸汽系统，并对所述熔盐储热产蒸汽系统进行充能；

29、其中，所述第二温度阈值表征所述熔盐储热产蒸汽系统放能结束时对应的温度。

30、第二方面，还提供一种混合蒸汽装置，所述混合蒸汽装置包括储水箱、锅炉系统、熔盐储热产蒸汽系统、总分汽缸、和如实现上述所述的调控方法的调控系统，所述熔盐储热产蒸汽系统与所述锅炉系统通过并联的管路连接方式，设置在所述储水箱和所述总分汽缸之间；

31、所述调控系统包括：

32、压力获取模块，被配置为获取所述混合蒸汽的混合蒸汽压力值；

33、压力调控模块，被配置为采用梯度调节策略，判断所述混合蒸汽压力值所处的数值区间，对所述熔盐储热产蒸汽系统和所述锅炉系统进行调控。

34、较佳地，所述压力调控模块包括：

35、第一压力调节单元，被配置为设置第一压力阈值，判断所述混合蒸汽压力值是否高于所述第一压力阈值，若是，则关闭所述锅炉系统；

36、第二压力调节单元，被配置为设置第二压力阈值，判断所述混合蒸汽压力值是否低于所述第二压力阈值，若是，则启动所述锅炉系统；

37、第三压力调节单元，被配置为设置第三压力阈值，判断所述混合蒸汽压力值是否高于所述第三压力阈值，若是，则关闭所述熔盐储热产蒸汽系统；

38、第四压力调节单元，被配置为设置第四压力阈值，判断所述混合蒸汽压力值是否低于所述第四压力阈值，若是，则启动所述熔盐储热产蒸汽系统。

39、较佳地，所述调控系统还包括：

40、混合蒸汽温度获取模块，被配置为获取所述混合蒸汽的混合蒸汽温度；

41、第一预设温度获取模块，被配置为根据所述混合蒸汽压力值对应的饱和温度设置第一温度阈值；

42、温度调控模块，被配置为判断所述混合蒸汽温度是否高于设置的所述第一温度阈值；

43、若是，则降低所述混合蒸汽温度，以使所述混合蒸汽温度满足所述第一温度阈值；

44、若否，则提高所述混合蒸汽温度，以使所述混合蒸汽温度满足所述第一温度阈值。

45、较佳地，所述调控系统还包括：

46、第一蒸汽温度获取模块，被配置为获取所述第一蒸汽的第一蒸汽温度；

47、第二预设温度获取模块，被配置根据所述熔盐储热产蒸汽系统放能结束时对应的温度设置第二温度阈值；

48、所述温度调控模块还被配置为判断所述第一蒸汽温度是否低于设置的所述第二温度阈值；

49、若是，则关闭所述熔盐储热产蒸汽系统，并对所述熔盐储热产蒸汽系统进行充能。

50、较佳地，所述熔盐储热产蒸汽系统包括储热系统分汽缸、减温器和若干个储盐罐和计量泵；

51、所述储盐罐通过并联的管路连接方式设置在所述储水箱和所述储热系统分汽缸之间，所述计量泵和所述储盐罐一一对应连接；

52、所述减温器设置在所述储热系统分汽缸和所述总分汽缸之间，所述减温器设有连接至所述储水箱的分支管路，所述分支管路上设有变频水泵。

53、在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本公开各较佳实例。

54、本公开的积极进步效果在于：

55、本公开的基于锅炉和熔盐储热的混合蒸汽装置及其调控方法，调控方法应用于由熔盐储热产蒸汽系统和锅炉系统组成的混合蒸汽装置，熔盐储热产蒸汽系统产生的第一蒸汽，与锅炉系统产生的第二蒸汽经混合后输出混合蒸汽，以为后端用户提供蒸汽，满足用户的蒸汽使用负荷；其中，第一蒸汽对应的第一蒸汽流量满足第一蒸汽使用负荷，混合蒸汽对应的混合蒸汽流量满足第二蒸汽使用负荷；第二蒸汽使用负荷大于第一蒸汽使用负荷；通过获取混合蒸汽的混合蒸汽压力值，根据用户的蒸汽使用需求，采用梯度调节策略，自动的、高效的、智能的对熔盐储热产蒸汽系统和锅炉系统进行调控，满足用户使用需求的同时，使得熔盐储热产蒸汽系统输出的第一蒸汽流量的占比符合设计值。