当工艺过程需要高于约300℃的热量时,传热流体的选择会改变整个系统:包括材料、控制、启动程序和维护。两种切实可行的选择是导热油(有机热载体)和熔盐。
1.温度范围:
| 类别 | 有机热载体 | 二元熔盐(“太阳盐”) | 三元熔盐 |
| 成分 | 导热油 | 60%NaNO3+40%KNO3 | 53%KNO3+7%NaNO3 +40%NaNO2 |
| 最高使用温度 | 380 | 575 | 480 |
| 凝固点 | 通常远低于0℃ | 220-240℃ | ~142℃ |
| 系统压力 | <1.7MPa,具体由泵扬程和静压头设定 | <1.0MPa,具体由泵扬程设定 | <1.0MPa,具体由泵扬程设定 |
| 特性衰减 | 氧化和超温分解 | 超温分解 | 超温分解 |
| 易燃 | 是的 | 不(是一种强氧化剂) | 不(是一种强氧化剂) |
每种产品都有其规定的最高工作温度,过热会分解。二元硝酸盐在约575℃以下稳定,因此被用作聚光太阳能发电的工作流体,在青海德令哈,一座50MW的电站(CEEF为其提供加热和防冻系统)的吸热器出口盐温最高达到了566℃。
2.核心设计问题:凝结
冷却后的油路粘度会增加,熔盐管路温降至熔点以下时会凝固。凝固的管路会阻塞流体流动,或在重新熔化时对设备造成压力。因此,熔盐管路的设计主要考虑的是自回流和伴热措施。
- 首次注入前,通常采用可控电加热或点火加热的方式预热加热炉。
- 对管道、阀门、泵和仪表管线进行伴热和保温。
- 采用回流式设计,当循环停止设备停车时,熔盐靠自重全部流回到熔盐槽内。
- 自动监控系统可在接近凝固点之前发出警报并采取行动。
这是CEEF在系统设计的一部分,也是我们将其描述为防凝系统而不仅仅是加热炉的原因。
3.材料
根据使用温度确定。350℃以下系统通常采用碳钢制造。350℃-480℃系统采用合金结构钢制造,但在480℃以上高温范围内,热端设备通常选用不锈钢制造。阀门、泵和密封件必须能够耐受盐的腐蚀。
4.熔盐的另一个优点是具有储热功能
熔盐密度高、储放热温差大,是一种优良的储热介质。利用热罐和冷罐,电站可以储存能量并按需释放。这是现代太阳能热电站储能系统的原理,也适用于负荷变化较大的工业过程。
5.选择指南
| 您的要求 | 推荐液体 |
| 最高温度380℃,操作简便 | 导热油 |
| 350-565℃工艺或动力循环温度 | 熔盐 |
| 与加热器集成的热存储装置 | 熔盐 |
| 启动复杂度低,间歇性运行 | 导热油 |
CEEF能力
CEEF生产两种流体系列产品:24kW至46MW的导热油加热炉和熔盐加热炉,其中包括46MW导热油加热炉(用于石化行业)、40MW三元熔盐加热炉(使用温度450℃三聚氰胺行业和氧化铝行业)、28MW二元熔盐加热炉(使用温度565℃储能行业)装置。