熔鹽儲熱是一種顯熱儲熱技術，利用材料在升溫或降溫過程中的溫差而實現(xiàn)熱能存儲，在整個工作溫度范圍內(nèi)，儲熱材料始終保持液態(tài)。

一、熔鹽是什么？

熔鹽是鹽類熔化后形成的熔融體，例如堿金屬、堿土金屬的鹵化物、硝酸鹽、硫酸鹽的熔融體。熔鹽是金屬陽離子和非金屬陰離子所組成的熔融體。能構成熔鹽的陽離子有80 余種，陰離子有30 余種，組合成的熔鹽可達2400 余種。熔鹽具有高沸點、低粘度、低蒸汽壓力和高體積熱的特點，是一種優(yōu)良的傳熱儲熱介質。

二、熔鹽塔式光熱電站發(fā)電原理：

在地面上有許多反射鏡，它們將陽光反射到一座高塔上，高塔上有吸熱裝置，熔鹽通過熔鹽泵從低溫熔鹽罐內(nèi)290℃的低溫熔鹽打到高塔上的吸熱裝置中，吸收熱量變成565℃高溫熔鹽回到高溫熔鹽罐內(nèi)儲能。

熔鹽儲能分為蓄熱與放熱兩個工作過程。

蓄熱過程：采用智能互補系統(tǒng)將光伏、作為加熱熔鹽的能源，通過加熱熔鹽存儲可再生能源。

放熱過程：在換熱系統(tǒng)中高溫熔鹽與水換熱，產(chǎn)生水蒸汽，驅動渦輪機工作，對外發(fā)電。熔鹽儲能系統(tǒng)常與光伏、等系統(tǒng)相耦合。

熔鹽塔式光熱電站解決了太陽能不穩(wěn)定的問題，因為在其循環(huán)中自帶雙罐熔鹽儲熱系統(tǒng)。雙罐熔鹽儲熱系統(tǒng)將太陽能與后端發(fā)電設備解耦，可以將獲得的太陽的熱量儲存在熔鹽的顯熱之中，只要鏡場和熔鹽儲罐夠大，熔鹽塔式光熱電站甚能實現(xiàn)24小時的連續(xù)發(fā)電。

熔鹽塔式光熱發(fā)電，雙罐熔鹽儲熱系統(tǒng)是光熱發(fā)電系統(tǒng)圖

三、熔鹽熱能儲能裝置是一種將太陽能收集后儲存起來的綜合系統(tǒng)。

由換熱設備、高溫儲罐、低溫儲罐、輸送泵、閥門、管線、自動控制裝置組成。

熔鹽熱能儲能裝置配套的子系統(tǒng)為化鹽系統(tǒng)、啟動系統(tǒng)、保溫伴熱系統(tǒng)、安全防護系統(tǒng)。

四、燃氣熔鹽爐是熔鹽熱能儲能裝置配套的子系統(tǒng)中化鹽系統(tǒng)的一個重要核心設備。

對于帶有熔鹽儲能的光熱電站，其關鍵技術是如何把大量固態(tài)熔鹽快速安全地熔化后注入系統(tǒng)和如何讓大量熔化后的熔鹽維持一定的溫度不凝固。其核心系統(tǒng)就是化鹽系統(tǒng)，核心裝置就是燃氣熔鹽爐

化鹽系統(tǒng)工藝流程說明 ：                    圖1 化鹽系統(tǒng)流程示意圖

1.
化鹽系統(tǒng)工藝流程如圖1所示，包括：熔鹽破碎加料系統(tǒng)（破碎機和熔鹽輸運機）、熔鹽槽化鹽系統(tǒng)、熔鹽爐加熱系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、蒸汽/煙風排放系統(tǒng)及排污系統(tǒng)。具體化鹽流程如下：

（1）初始投鹽階段：叉車運送噸袋包裝的固態(tài)熔鹽從破碎機加料口投入，破碎后的熔鹽通過熔鹽輸運機運送到化鹽槽加鹽口（安裝有加料斗）投入，初始投入一定量固態(tài)混合鹽，采用外部加熱裝置熔化液態(tài)。

（2）持續(xù)投鹽階段：啟動熔鹽爐、熔鹽泵和攪拌器，上料系統(tǒng)持續(xù)從加鹽口投鹽。保持熱鹽的循環(huán)和固態(tài)鹽的投入，維持化鹽槽內(nèi)熔鹽的液位和溫度（在290±5℃），直到所有固態(tài)熔鹽全部熔化進入熔鹽罐。

燃氣熔鹽爐化鹽系統(tǒng)供貨清單

2.功能簡述

化鹽設備系統(tǒng)功能是將固態(tài)熔鹽加熱熔化并升溫到290℃，化鹽系統(tǒng)主要設備說明如下：

（1）熔鹽爐：載熱介質為熔鹽的熱載體加熱爐，用于加熱液態(tài)熔鹽；

（2）化鹽槽：用于存儲高溫熔鹽的槽類容器；

化鹽泵：用于提供壓頭使熔鹽在爐管和管道系統(tǒng)中進行循環(huán)流動的泵類設備；

（4）攪拌器：用于化鹽過程中，對化鹽槽內(nèi)固液熔鹽均勻混合的器件；

（5）破碎機：用于熔鹽加料時，對板結的熔鹽物料進行破碎的設備；

（6）熔鹽輸運機：用于熔鹽加料時，對熔鹽物料進行傳輸?shù)难b置。

五、燃氣熔鹽爐在光熱發(fā)電項目業(yè)績

1.中國電建集團中南勘測設計研究院敦煌光熱發(fā)電項目

2.中廣核德令哈光熱發(fā)電項

作者：常州市上能鍋爐有限公司芮亞平，咨詢電話：13815029577

2022年10月15日