光热电站储热系统预热、化盐技术研究

(山东电力建设第三工程有限公司，山东青岛 266100)

0 引言

基于鲁能海西50MW光热项目储热系统预热、化盐施工，明确预热、化盐工作关键技术，对制约预热、化盐工作顺利推进的主要因素进行分析。主要从预热化盐方案制定、预热化盐设备管道安装、预热气体要求、预热升温速率、天然气进气速率、化盐时熔盐上料速度、化盐各参数指标等方面展开研究。一方面，为了加强鲁能海西50MW塔式光热发电项目熔盐系统预热、化盐施工管理，严格执行技术规范标准，合理安排资源提高效率，实现过程安全、质量达标控制，确保技术指标达到优良级标准；另一方面，形成成果资料，为后续光热项目积累经验，提供借鉴价值。

1 预热技术研究

1.1 预热方案制定

本项目储热介质采用二元熔盐（60%NaNO3+40%KNO3），总量1.6万t，熔盐注入罐体前需对罐体进行预热升温，以防止高温熔盐进入冷罐体，引起热胀冷缩损坏罐体。

1.2 预热需要的设备(表1)

表1 预热系统设备组成

1.3 预热过程

（1）预热系统操作运行人员到场后，专业根据前期编制的《鲁能海西50MW塔式光热发电项目预热、化盐作业指导书》进行了全员技术、安全交底。

（2）预热系统设备到场后，安排专人进行维护、检修。

（3）管道到场后，委托检测专业进行光谱分析，合格后根据图纸进行地面组合工作，再运输至现场进行安装。

（4）因预热系统设备布置在光塔30m作业区域内，为确保设备人员安全，设备安装完成后搭设隔离棚。

（5）管道与冷、热熔盐罐的最后一个接口，待设备整体吹扫完成后再进行法兰连接，确保预热系统内杂物无法吹入罐体中，提高罐体内部清洁度。

（6）预热工作开始后，高温热风从罐顶热风进口处进入，在罐内循环，废气经罐体自身布置的预热排气口排出，熔盐罐的罐壁温度在初始加热时温升速率最大2℃/h～3℃/h，100℃以内罐内任何罐壁平均温升不能超过3℃/h，100℃以上罐内任何罐壁平均温升不能超过2℃/h，任何情况下罐壁上任何两个测温元件的温度差值不能超过25℃，至200℃暂停升温，对罐体、管道、法兰等进行检查有无变形、裂缝、膨胀等，若无异常继续加热至330±5℃。

（7）预热系统开机操作要点：1）调整天然气压力为20kPa～25kPa；2）开启冷风阀，开度5%；3）启动助燃风机，保持稳定半分钟；4）启动配风风机；5）启动燃烧器；6）燃烧器稳定后再根据情况调整冷风阀和配风阀开度；7）开机时热风温度设定为100℃，等热风温度快达到设定值时再把温度调高10℃，如此类推来控制升温速度。

（8）预热系统关机操作要点：1）关闭燃烧器；2）关闭炉膛配风阀，保持助燃风机和配风风机开启，直至炉膛温度和热风温度都降至100℃以下；3）关闭配风风机；4）关闭助燃风机；5）关闭冷风阀。

2 化盐技术研究

2.1 化盐方案制定

热熔盐罐注水试验结束后开始预热化盐工作，现场布置一套30t/h化盐装置，预热、化盐总周期为42d。

根据业主合同、市场调研，最终确定采用化盐能力为30t/h的化盐装置，总体方案为采用化盐槽内电加热器进行初始融盐，从常温到290℃，再开启熔盐炉,将盐从290℃加热升温到330℃，同时,以30t/h的速度向化盐槽中注入固态熔盐并融化到330℃以30t/h的速度输送到高温熔盐储罐内。

2.2 化盐过程控制点

（1）化盐系统操作运行人员到场后，专业根据前期编制的《鲁能海西50MW塔式光热发电项目预热、化盐作业指导书》进行了全员技术、安全交底。

（2）化盐系统设备到场后及时安排人员进行卸车。但因化盐槽、皮带输送机、熔盐泵等设备是从玉门工地化盐完成后直接运至现场，未进行设备检修与维护，发函要求设备厂家派人进行处理，完成后才能开始设备安装。

（3）设备安装。化盐区域场地狭小，受储换热配电室东侧电缆沟影响，吊车布置位置受限。熔盐炉单重达到60t，是化盐设备中最大的，根据前期策划，使用150t履带吊作为主吊机械，50t汽车吊配合，剩余设备采用35t汽车吊进行安装。因熔盐炉、空预器模块等设备是首次使用，设备与设备之间的接口不匹配问题是制约现场安装的最大难题，几乎每个设备都是在先处理缺陷、再安装的过程中进行的。

（4）管道安装。化盐注盐管道型号为φ219×6的不锈钢管道，管道到场验收完成后再进行安装，采用地面先进行组合，再成榀吊装的方式。

（5）化盐注盐。鲁能海西50MW光热项目储热系统熔盐总量为15925t。化盐入罐温度为320°C。整个化盐工作分为初始化盐和正常化盐两个阶段。初始化盐：按比例混合均匀的熔盐，从化盐槽加料口连续进料，熔盐加至电加热器上端面以上50cm，开启加电热器，前期以5℃/h进行熔盐初始融盐，继续进料48t，全部加热升温到290℃,开启熔盐泵，将290℃熔盐泵入熔盐炉。正常化盐：在熔盐炉内将盐从290℃加热升温到320℃。同时,以30t/h的速度向化盐槽中注入固态熔盐。熔盐炉320℃熔盐大部分打循环回流至化盐槽，与固态盐混合并融化到290℃泵入熔盐炉，另一部分高温熔盐以30t/h的速度输送到高温熔盐储罐内。

3 结论

通过在鲁能海西50MW塔式光热项目储热系统施工过程中对预热、化盐方案的实际探索，并进一步对预热、化盐关键技术进行了深入研究，攻破了光热电站储热系统预热、化盐难点，有效地保证了熔盐储罐预热提温质量及化盐质量，大幅提高了工程施工效率，降低了施工人力、机械、材料投入，为公司节约了大量施工成本，对后续相关项目有重要参考价值。另外，总结提炼出了一批科技成果，提升了公司、集团在光热电站储热系统预热、化盐方面的整体竞争力。