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熔鹽爐是固堿蒸發(fā)，濃縮設(shè)備中的核心裝置介紹
相關(guān)產(chǎn)品：
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熔鹽爐與熔鹽加熱系統(tǒng)介紹
Introduction to Molten Salt Furnace and Molten Salt Heating System
作者：常州市上能鍋爐有限公司芮亞平,聯(lián)系電話(huà)：13815029577
Changzhou Shangneng Boiler Co., Ltd. Rui Yaping, contact phone: 13815029577
發(fā)表時(shí)間：2024年12月5日
關(guān)鍵詞：熔鹽爐;熔鹽加熱爐;燃?xì)馊埯}爐;燃?xì)馊埯}加熱爐;熔鹽換熱；片堿；32%液堿；降摸蒸發(fā)。
固堿蒸發(fā)，濃縮，是以高溫熔鹽作為堿蒸發(fā)熱源，取代傳統(tǒng)的用火直接加熱的操作過(guò)程，滿(mǎn)足了降膜法燒堿濃縮工藝對(duì)燃料的嚴(yán)格要求。
常州市上能鍋爐有限公司是專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)制造熔鹽爐的廠家，出廠的熔鹽爐取代了國(guó)內(nèi)早期從<瑞士博特化工裝置有限公司>(Bertrams Chemical Plants Ltd )進(jìn)口的熔鹽加熱系統(tǒng)中的熔鹽加熱爐。
請(qǐng)關(guān)注常州市上能鍋爐公司網(wǎng)站上熔鹽爐產(chǎn)品信息。www.czsngl.com,聯(lián)系電話(huà)：13815029577（與微信同號(hào)）
一、固堿蒸發(fā)工藝：
由電解工序來(lái)的32%液堿，經(jīng)32%液堿泵加入到Ⅰ效降膜蒸發(fā)器，蒸濃到44%，再由44%液堿泵經(jīng)堿換熱器預(yù)熱到100℃，加入到Ⅱ效降膜蒸發(fā)器濃到50%，加入到Ⅲ效降膜濃縮器，被熔鹽加熱爐來(lái)的熔鹽加熱蒸發(fā)到98%，此熔融堿經(jīng)片堿機(jī)冷卻制成片堿去包裝出廠。
二、熔鹽爐，熔鹽加熱爐裝置生產(chǎn)工藝特點(diǎn)：
熔鹽經(jīng)泵自熔鹽槽通過(guò)燃燒天燃?xì)獾膹?qiáng)制循環(huán)熔鹽加熱爐進(jìn)行循環(huán)，加熱至430℃.煙道氣將在燃燒器中通過(guò)熱輻射和對(duì)流產(chǎn)生的熱量傳遞給熔鹽。從熔鹽爐出來(lái)后，熔鹽循環(huán)至最終濃縮器的下部收集管，并均勻地分配至各濃縮降膜管，在降膜管內(nèi)，鹽流與堿流逆向流動(dòng)。熔鹽加熱使堿濃度從62.2%左右升高到98%左右，冷卻的熔鹽通過(guò)重力作用從最終濃縮器出口向下流人熔鹽槽。助燃空氣風(fēng)機(jī)為燃燒器提供經(jīng)過(guò)預(yù)熱的約220℃助燃熱空氣進(jìn)燃燒器，提高爐膛溫度，節(jié)省使用成本。助燃空氣在助燃空氣預(yù)熱器中通過(guò)煙道氣被加熱至約220℃之后，冷卻后的煙道氣通過(guò)煙囪排向大氣。
三、熱載體熔鹽介紹：
熔鹽作為加熱系統(tǒng)中的熱載體，是由53% KNO3、7%NaNO3和40%NaNO2組成的共晶體，其熔點(diǎn)為142℃，沸點(diǎn)為680℃,450℃時(shí)的密度為1804kg/m3，熱容為1.520 kJ/(kg·℃)，平均相對(duì)分子量為89.2，熔融熱18kcal/kg,,由此可知熔鹽是一種由化學(xué)純硝酸鹽混合體組成的低共熔點(diǎn)混合物，具有良好的導(dǎo)熱性、流動(dòng)性和均熱性,因此常用來(lái)作為載熱體介質(zhì)。
粉狀的鹽類(lèi)放入熔鹽槽，通過(guò)槽內(nèi)安裝的中壓蒸汽（電加熱器）加熱融化為液態(tài)，直加熱到槽內(nèi)熔鹽的粘度可以用循環(huán)泵打循環(huán)狀態(tài)后，送到加熱爐進(jìn)一步循環(huán)升溫，達(dá)到可以使用的溫度。
熔鹽槽的容積，必須充分考慮粉狀鹽熔操作增加的容量及停止運(yùn)行時(shí)高溫熔鹽的排放量，熔鹽槽必須以一定的方式控制，以保證槽內(nèi)保持一定的溫度。
熔鹽載熱體系統(tǒng)的配管設(shè)計(jì)，設(shè)備的構(gòu)造很重要。若載體在系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)滯留因放熱而固化，則可引起加熱管的堵塞。當(dāng)運(yùn)行停止時(shí)，循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)的載體要排入熔鹽槽。
四、熔鹽加熱爐裝置主要由熔鹽循環(huán)供熱系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)組成。
見(jiàn)流程圖
熔鹽爐本體，熔鹽槽，熔鹽泵及有關(guān)輸送管線、閥門(mén)等構(gòu)成熔鹽爐供熱循環(huán)系統(tǒng)；
爐本體、燃燒器、空氣預(yù)熱器，煙道，煙囪等組成熔鹽爐燃燒節(jié)能系統(tǒng)；
電氣控制柜及有關(guān)測(cè)溫元件組成熔鹽爐電氣控制系統(tǒng)。
五、熔鹽加熱系統(tǒng)中主要設(shè)備介紹：
主要設(shè)備有：熔鹽加熱爐本體、燃燒器、空氣預(yù)熱器，熔鹽槽、熔鹽泵、
① 熔鹽加熱爐的基本操作模式，爐本體結(jié)構(gòu)、爐管規(guī)格材質(zhì)介紹：
1.熔鹽爐在控制室里遠(yuǎn)程控制熔鹽爐的啟動(dòng)、燃燒和停止的全部過(guò)程，以及供熱量的全部調(diào)節(jié)過(guò)程，在熔鹽爐安裝的現(xiàn)場(chǎng)為全自動(dòng)操作。
2.熔鹽爐為立式圓筒螺旋盤(pán)管結(jié)構(gòu)，其受熱面由內(nèi)，外二層螺旋盤(pán)管及頂，底盤(pán)管組成，燃燒器置于爐頂中心。高溫?zé)煔庥缮隙屡c頂盤(pán)管，內(nèi)層盤(pán)管和底盤(pán)管輻射換熱后，再?gòu)膬?nèi)層盤(pán)管底部由下而上進(jìn)入內(nèi)，外二層盤(pán)管之間所構(gòu)成的第一對(duì)流換熱區(qū)，經(jīng)對(duì)流換熱后從外層盤(pán)管上部進(jìn)入外盤(pán)管與殼體之間所構(gòu)成的第二對(duì)流換熱區(qū)，由上而下對(duì)流換熱后，由殼體下部排煙口排出。熔鹽由下聯(lián)箱進(jìn)入爐體，在爐內(nèi)吸收熱量后，從上聯(lián)箱排出。外盤(pán)管和底盤(pán)管支承在爐底盤(pán)管支架上，內(nèi)盤(pán)管和頂盤(pán)管由吊掛裝置吊掛在殼體上。
盤(pán)管采用12Cr1MoV高溫高壓鍋爐鋼管，制作時(shí)為緊密排列。爐管對(duì)接采用氬弧焊，施焊前對(duì)坡口檢查并預(yù)熱，焊后做退火處理消除焊接和加工引起的應(yīng)力。焊后進(jìn)行射線探傷檢查，探傷比例：盤(pán)管100%，集管100%。射線探傷按JB/T4730標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，二級(jí)以上合格。
盤(pán)管彎制完畢后作整體熱處理，以消除加工后的殘余應(yīng)力。同時(shí)爐管還應(yīng)作通球和液壓試驗(yàn)，通球試驗(yàn)方法按JB/T1611-1993中5.2條進(jìn)行試驗(yàn)，液壓試驗(yàn)時(shí)每層盤(pán)管的水壓試驗(yàn)壓力為2.6MPa，整體組裝后再進(jìn)行壓力試驗(yàn)，壓力為1.95MPa，盤(pán)管的最高工作壓力為1.3MPa.
爐底設(shè)置人孔及視鏡，定期對(duì)熔鹽加熱爐檢查及運(yùn)行中觀察爐內(nèi)火焰燃燒狀況。
②熔鹽加熱爐燃燒器介紹：
對(duì)于國(guó)內(nèi)早期從瑞士博特瑞姆斯公司(Bertrams Chemical Plants Ltd )進(jìn)口的熔鹽加熱爐，已出現(xiàn)熔鹽加熱爐盤(pán)管堵塞，爐管損壞的客戶(hù)，可以換熔鹽加熱爐的爐本體，燃燒器可以照舊利用。瑞士博特瑞姆斯公司進(jìn)口的熔鹽加熱爐燃燒器為氫氣燃燒器具多，固堿生產(chǎn)廠家，有自產(chǎn)的氫氣。
根據(jù)項(xiàng)目工藝特點(diǎn)和系統(tǒng)可靠性，我們選用意大利進(jìn)口分體型低氮燃?xì)馊紵鳎ㄈ紵^與風(fēng)機(jī)分開(kāi)），滿(mǎn)足頂燃向下布置 ，燃燒器具有性能優(yōu)良，操作維護(hù)方便，燃燒林克曼黑度為0。燃燒器盡可能減少燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的氧化氣，具有低NOX燃燒技術(shù)，NOx≤50毫克/m3，煙氣排放符合當(dāng)?shù)氐摹跺仩t大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》要求，燃燒器拆卸方便，具有自控和點(diǎn)火、熄火、空氣吹掃等安全聯(lián)鎖保護(hù)裝置。
燃燒器是由幾大模塊結(jié)構(gòu)組合而成，主要有①燃燒器② 鼓風(fēng)機(jī)③控制器
為保證充分燃燒，燃燒器機(jī)頭采用帶有喉口結(jié)構(gòu);助燃空氣通道采用環(huán)式結(jié)構(gòu)，分主燃燒風(fēng)和中心旋流風(fēng)，增加燃料氣與助燃空氣的充分混合，同時(shí)保證火焰的穩(wěn)定性。
燃燒器采用比例調(diào)節(jié)控制，具有燃燒程序控制， 比例調(diào)節(jié)控制和安全保護(hù)控制等功能.可設(shè)有自動(dòng)和手動(dòng)功能，運(yùn)行安全可靠。
燃燒器有火焰探頭檢測(cè)火焰，能檢測(cè)到的火焰強(qiáng)度信號(hào)，聯(lián)鎖控制熔鹽爐的停爐。
有關(guān)燃燒器詳細(xì)內(nèi)容見(jiàn)燃燒器相關(guān)資料并符《燃燒器型式試驗(yàn)報(bào)告》
③ 空氣預(yù)熱器介紹：
空氣預(yù)熱器：
熔鹽加熱爐出煙口處設(shè)置空氣預(yù)熱器作為余熱回收裝置，所預(yù)熱的空氣，溫度達(dá)200℃左右，作為助燃熱空氣，提高爐膛溫度，節(jié)省燃料成本。熔鹽爐出煙口處煙氣溫度在450℃左右，經(jīng)空預(yù)器換熱利用，最終排煙溫度小于200℃以下，有效利用了余熱。
空氣預(yù)熱器結(jié)構(gòu)型式：鍋殼煙管式結(jié)構(gòu)，換熱管材質(zhì)：GB3087鍋爐鋼管，煙氣走管程，空氣走殼程。
④熔鹽加熱爐熔鹽儲(chǔ)槽介紹：
熔鹽儲(chǔ)槽在供熱系統(tǒng)中起著儲(chǔ)鹽、熱膨脹和排氣功能。熔鹽槽容積除根據(jù)整個(gè)熔鹽系統(tǒng)的熔鹽量外,還必需結(jié)合熔鹽泵的流量、安裝和汽蝕特性等一并考慮;系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí),將粉態(tài)熔鹽放入,固態(tài)的熔鹽在此被加熱變?yōu)橐簯B(tài)熔鹽,停車(chē)時(shí)系統(tǒng)中的熔鹽又全部回流到槽中。熔鹽槽內(nèi)放置多組電加熱器或者中壓蒸汽,<蒸汽壓力為1.0mpa,飽和蒸汽溫度為184℃，壓力為0.8mpa,飽和蒸汽溫度為175℃>，作啟動(dòng)時(shí)熔化熔鹽所用。（固堿生產(chǎn)廠家，有蒸汽鍋爐）
熔鹽量根據(jù)用戶(hù)提供的用熱設(shè)備（換熱器）的容積+熔鹽爐自身的容積之和，確定熔鹽儲(chǔ)槽的大小，介質(zhì)為三元熔鹽，設(shè)計(jì)壓力0.6MPa，設(shè)計(jì)溫度450℃，熔鹽槽材質(zhì)為：Q345R,GB713。熔鹽槽上設(shè)有加鹽口，熔鹽泵接口，熔鹽回流口，放空口及中壓蒸汽接管等，槽體上裝有雙金屬溫度計(jì)，熱電偶溫度計(jì)，現(xiàn)場(chǎng)目測(cè)熔鹽槽內(nèi)熔鹽的溫度及控制面板上數(shù)顯溫度。熔鹽槽安裝于地坑中，具體見(jiàn)熔鹽槽圖紙及系統(tǒng)圖。注：熔鹽儲(chǔ)槽由固堿生產(chǎn)廠家自備。
⑤高溫熔鹽泵介紹：
熔鹽泵是整個(gè)供熱系統(tǒng)循環(huán)的動(dòng)力設(shè)備，最好是一用一備。熔鹽泵的流量，揚(yáng)程由熔鹽加熱爐廠家提供的熔鹽加熱爐技術(shù)參數(shù)決定，用戶(hù)向熔鹽泵廠家自購(gòu)。
六、熔鹽加熱爐控制系統(tǒng)介紹：
熔鹽爐控制系統(tǒng)分為動(dòng)力控制，空管預(yù)熱控制，儀表顯示控制，三部分組成。
1.動(dòng)力控制：
主要控制熔鹽槽內(nèi)的熔鹽循環(huán)泵、風(fēng)機(jī)、燃燒器等設(shè)備的起動(dòng)與停止，同時(shí)循環(huán)泵與燃燒器之間進(jìn)行聯(lián)鎖控制以保證加熱爐的安全運(yùn)行。
熔鹽泵起動(dòng)的條件是：熔鹽槽內(nèi)熔鹽的溫度>180℃，熔鹽加熱爐內(nèi)外盤(pán)管溫度>230℃，
燃燒器起動(dòng)的條件是：熔鹽泵熔鹽介質(zhì)循環(huán)，至熔鹽爐，至用熱設(shè)備，至熔鹽槽循環(huán)量正常，燃燒器才能投入正常運(yùn)行。
2.空管預(yù)熱控制：
燃燒器采用進(jìn)口低氮燃燒器，該燃燒器具有大小可調(diào)的燃燒量，在空管預(yù)熱時(shí)，只采用最小量的燃燒，同時(shí)對(duì)熔鹽爐的上下及內(nèi)外盤(pán)管都設(shè)點(diǎn)進(jìn)行連鎖，一旦有一個(gè)點(diǎn)的溫度超過(guò)上限設(shè)定時(shí)，即停燃燒器，當(dāng)回到下限設(shè)定值以下時(shí)，才能啟動(dòng)燃燒器，只有當(dāng)全部的點(diǎn)溫度都在上限設(shè)定值以下時(shí)，燃燒器小量才能工作。
3.儀表控制：
熔鹽爐的負(fù)荷是根據(jù)智能儀表對(duì)熔鹽爐熔鹽出口溫度（即熔鹽槽內(nèi)熔鹽的溫度）的設(shè)置，通過(guò)儀表智能計(jì)算，進(jìn)行 PID 調(diào)節(jié)功能， 自動(dòng)調(diào)節(jié)燃料量與空氣供給量；同時(shí)聯(lián)鎖控制熔鹽爐的超溫，燃燒器的啟動(dòng)與停止，以充分滿(mǎn)足控制要求，使其達(dá)到自動(dòng)控制功能。
儀表顯示：熔鹽爐進(jìn)出口熔鹽溫度顯示、爐本體排煙溫度顯示，熱風(fēng)溫度顯示，熔鹽槽內(nèi)熔鹽溫度顯示，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)熔鹽爐的系統(tǒng)安全保護(hù)功能，使熔鹽爐保持安全運(yùn)行。
4.通過(guò)電氣與儀表實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的監(jiān)控，對(duì)熔鹽爐主機(jī)燃燒檢測(cè)，安全控制技術(shù)方案說(shuō)明如下：
4.1. 能自動(dòng)檢測(cè)熔鹽爐進(jìn)出口熔鹽的溫度、該值符合工作要求，則繼續(xù)確認(rèn)燃?xì)馐欠裼写嬖谛孤┗驂毫Ξ惓Ｇ闆r，如果一切正常則打開(kāi)燃燒器風(fēng)門(mén)至最大開(kāi)度，進(jìn)行前吹掃以清除可能殘留在爐膛內(nèi)的燃?xì)猓祾咄戤?，關(guān)小風(fēng)門(mén)至點(diǎn)火負(fù)荷位置，然后發(fā)出點(diǎn)火信號(hào)，數(shù)秒后若火焰監(jiān)測(cè)器檢測(cè)至火焰則說(shuō)明點(diǎn)火成功，燃燒程控器慢慢打開(kāi)主燃料電磁閥，燃燒器進(jìn)行大火焰燃燒直至出口熔鹽溫度接近設(shè)定值時(shí)進(jìn)行溫度PID自動(dòng)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)燃料流量，燃燒空氣量，保證出口熔鹽溫度控制，滿(mǎn)足工藝要求的范圍之內(nèi)。
4.2. 本操作柜能對(duì)系統(tǒng)的所有參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)、控制， 并執(zhí)行預(yù)報(bào)警、報(bào)警和自動(dòng)停爐的保護(hù)功能，在運(yùn)行過(guò)程中若熔鹽爐出口熔鹽溫度超溫則自動(dòng)停爐，當(dāng)出口油溫恢復(fù)到設(shè)定區(qū)間之內(nèi)時(shí)燃燒自動(dòng)重新點(diǎn)火燃燒，若出現(xiàn)熔鹽泵停機(jī)，燃料壓力異常情況時(shí)則自動(dòng)停爐并發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。
4.3.在設(shè)計(jì)編程過(guò)程中充分考慮了加熱爐系統(tǒng)的安全保護(hù)功能，確保加熱爐安全高效運(yùn)行，設(shè)有以下聯(lián)鎖點(diǎn)：
1）熔鹽爐熔鹽出口溫度過(guò)高保護(hù)：在出熔鹽爐溫度高出設(shè)定值△t時(shí)，熔鹽爐報(bào)警并停燃燒器，只有在溫度回落到設(shè)定值以下△t’時(shí)，燃燒器才重新開(kāi)始啟動(dòng)。
2）爐體排煙溫度過(guò)高保護(hù)：爐體排煙溫度過(guò)高時(shí)，停爐并報(bào)警。
3）停火保護(hù)：在爐子啟動(dòng)前自動(dòng)檢測(cè)爐內(nèi)有無(wú)火焰信號(hào)，點(diǎn)著火之后，長(zhǎng)期監(jiān)視爐內(nèi)火焰，一旦熄火，自動(dòng)關(guān)閉電磁閥，報(bào)警并送出?；鹦盘?hào)。
4）助燃空氣壓力過(guò)低保護(hù)，燃燒器附有風(fēng)壓開(kāi)關(guān)進(jìn)行聯(lián)鎖，一旦風(fēng)壓過(guò)低即停燃燒器。
5）燃?xì)鈮毫^(guò)低或過(guò)高保護(hù)，燃燒器附有燃?xì)飧邏汉偷蛪洪_(kāi)關(guān)，一旦氣壓過(guò)高或過(guò)低，則停燃燒器。
6）燃燒器自動(dòng)檢漏，一旦泄漏，自動(dòng)保護(hù)并送出泄漏信號(hào)。
7） 連鎖控制：在熔鹽爐運(yùn)行過(guò)程中，必須保證整個(gè)系統(tǒng)的每個(gè)設(shè)備都是正常工作。一旦出現(xiàn)那個(gè)設(shè)備的參數(shù)出現(xiàn)不正常的變動(dòng)，即進(jìn)行停爐，并報(bào)警，以確保整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
5.在自動(dòng)控制系統(tǒng)的管理下，通過(guò)各系統(tǒng)的互相協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)以下功能：
?為用熱設(shè)備提供滿(mǎn)足負(fù)荷要求的穩(wěn)定高溫?zé)嵩矗?/span>
?保持整個(gè)熱系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)不間斷連續(xù)運(yùn)行；
?實(shí)現(xiàn)熔鹽爐熱負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)；
?實(shí)現(xiàn)熔鹽爐在非正常工況下的安全聯(lián)鎖反饋保護(hù)；
?具有各種非正常情況下的預(yù)警、報(bào)警、故障鎖定等功能；
?實(shí)現(xiàn)熔鹽爐開(kāi)爐、停爐時(shí)風(fēng)機(jī)自動(dòng)吹掃功能;
?可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)無(wú)人運(yùn)行。
采購(gòu)熔鹽爐請(qǐng)關(guān)注（上能公司網(wǎng)站： www.czsngl.com
Please pay attention to purchasing molten salt furnaces (website of Shangneng Company: www.czsngl. com)
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