光熱電站儲(chǔ)熱系統(tǒng)預(yù)熱、化鹽技術(shù)研究

(山東電力建設(shè)第三工程有限公司，山東青島 266100)

0 引言

基于魯能海西50MW光熱項(xiàng)目儲(chǔ)熱系統(tǒng)預(yù)熱、化鹽施工，明確預(yù)熱、化鹽工作關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)制約預(yù)熱、化鹽工作順利推進(jìn)的主要因素進(jìn)行分析。主要從預(yù)熱化鹽方案制定、預(yù)熱化鹽設(shè)備管道安裝、預(yù)熱氣體要求、預(yù)熱升溫速率、天然氣進(jìn)氣速率、化鹽時(shí)熔鹽上料速度、化鹽各參數(shù)指標(biāo)等方面展開研究。一方面，為了加強(qiáng)魯能海西50MW塔式光熱發(fā)電項(xiàng)目熔鹽系統(tǒng)預(yù)熱、化鹽施工管理，嚴(yán)格執(zhí)行技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，合理安排資源提高效率，實(shí)現(xiàn)過程安全、質(zhì)量達(dá)標(biāo)控制，確保技術(shù)指標(biāo)達(dá)到優(yōu)良級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；另一方面，形成成果資料，為后續(xù)光熱項(xiàng)目積累經(jīng)驗(yàn)，提供借鑒價(jià)值。

1 預(yù)熱技術(shù)研究

1.1 預(yù)熱方案制定

本項(xiàng)目儲(chǔ)熱介質(zhì)采用二元熔鹽（60%NaNO3+40%KNO3），總量1.6萬t，熔鹽注入罐體前需對(duì)罐體進(jìn)行預(yù)熱升溫，以防止高溫熔鹽進(jìn)入冷罐體，引起熱脹冷縮損壞罐體。

1.2 預(yù)熱需要的設(shè)備(表1)

表1 預(yù)熱系統(tǒng)設(shè)備組成

1.3 預(yù)熱過程

（1）預(yù)熱系統(tǒng)操作運(yùn)行人員到場(chǎng)后，專業(yè)根據(jù)前期編制的《魯能海西50MW塔式光熱發(fā)電項(xiàng)目預(yù)熱、化鹽作業(yè)指導(dǎo)書》進(jìn)行了全員技術(shù)、安全交底。

（2）預(yù)熱系統(tǒng)設(shè)備到場(chǎng)后，安排專人進(jìn)行維護(hù)、檢修。

（3）管道到場(chǎng)后，委托檢測(cè)專業(yè)進(jìn)行光譜分析，合格后根據(jù)圖紙進(jìn)行地面組合工作，再運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝。

（4）因預(yù)熱系統(tǒng)設(shè)備布置在光塔30m作業(yè)區(qū)域內(nèi)，為確保設(shè)備人員安全，設(shè)備安裝完成后搭設(shè)隔離棚。

（5）管道與冷、熱熔鹽罐的最后一個(gè)接口，待設(shè)備整體吹掃完成后再進(jìn)行法蘭連接，確保預(yù)熱系統(tǒng)內(nèi)雜物無法吹入罐體中，提高罐體內(nèi)部清潔度。

（6）預(yù)熱工作開始后，高溫?zé)犸L(fēng)從罐頂熱風(fēng)進(jìn)口處進(jìn)入，在罐內(nèi)循環(huán)，廢氣經(jīng)罐體自身布置的預(yù)熱排氣口排出，熔鹽罐的罐壁溫度在初始加熱時(shí)溫升速率最大2℃/h～3℃/h，100℃以內(nèi)罐內(nèi)任何罐壁平均溫升不能超過3℃/h，100℃以上罐內(nèi)任何罐壁平均溫升不能超過2℃/h，任何情況下罐壁上任何兩個(gè)測(cè)溫元件的溫度差值不能超過25℃，至200℃暫停升溫，對(duì)罐體、管道、法蘭等進(jìn)行檢查有無變形、裂縫、膨脹等，若無異常繼續(xù)加熱至330±5℃。

（7）預(yù)熱系統(tǒng)開機(jī)操作要點(diǎn)：1）調(diào)整天然氣壓力為20kPa～25kPa；2）開啟冷風(fēng)閥，開度5%；3）啟動(dòng)助燃風(fēng)機(jī)，保持穩(wěn)定半分鐘；4）啟動(dòng)配風(fēng)風(fēng)機(jī)；5）啟動(dòng)燃燒器；6）燃燒器穩(wěn)定后再根據(jù)情況調(diào)整冷風(fēng)閥和配風(fēng)閥開度；7）開機(jī)時(shí)熱風(fēng)溫度設(shè)定為100℃，等熱風(fēng)溫度快達(dá)到設(shè)定值時(shí)再把溫度調(diào)高10℃，如此類推來控制升溫速度。

（8）預(yù)熱系統(tǒng)關(guān)機(jī)操作要點(diǎn)：1）關(guān)閉燃燒器；2）關(guān)閉爐膛配風(fēng)閥，保持助燃風(fēng)機(jī)和配風(fēng)風(fēng)機(jī)開啟，直至爐膛溫度和熱風(fēng)溫度都降至100℃以下；3）關(guān)閉配風(fēng)風(fēng)機(jī)；4）關(guān)閉助燃風(fēng)機(jī)；5）關(guān)閉冷風(fēng)閥。

2 化鹽技術(shù)研究

2.1 化鹽方案制定

熱熔鹽罐注水試驗(yàn)結(jié)束后開始預(yù)熱化鹽工作，現(xiàn)場(chǎng)布置一套30t/h化鹽裝置，預(yù)熱、化鹽總周期為42d。

根據(jù)業(yè)主合同、市場(chǎng)調(diào)研，最終確定采用化鹽能力為30t/h的化鹽裝置，總體方案為采用化鹽槽內(nèi)電加熱器進(jìn)行初始融鹽，從常溫到290℃，再開啟熔鹽爐,將鹽從290℃加熱升溫到330℃，同時(shí),以30t/h的速度向化鹽槽中注入固態(tài)熔鹽并融化到330℃以30t/h的速度輸送到高溫熔鹽儲(chǔ)罐內(nèi)。

2.2 化鹽過程控制點(diǎn)

（1）化鹽系統(tǒng)操作運(yùn)行人員到場(chǎng)后，專業(yè)根據(jù)前期編制的《魯能海西50MW塔式光熱發(fā)電項(xiàng)目預(yù)熱、化鹽作業(yè)指導(dǎo)書》進(jìn)行了全員技術(shù)、安全交底。

（2）化鹽系統(tǒng)設(shè)備到場(chǎng)后及時(shí)安排人員進(jìn)行卸車。但因化鹽槽、皮帶輸送機(jī)、熔鹽泵等設(shè)備是從玉門工地化鹽完成后直接運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，未進(jìn)行設(shè)備檢修與維護(hù)，發(fā)函要求設(shè)備廠家派人進(jìn)行處理，完成后才能開始設(shè)備安裝。

（3）設(shè)備安裝?；}區(qū)域場(chǎng)地狹小，受儲(chǔ)換熱配電室東側(cè)電纜溝影響，吊車布置位置受限。熔鹽爐單重達(dá)到60t，是化鹽設(shè)備中最大的，根據(jù)前期策劃，使用150t履帶吊作為主吊機(jī)械，50t汽車吊配合，剩余設(shè)備采用35t汽車吊進(jìn)行安裝。因熔鹽爐、空預(yù)器模塊等設(shè)備是首次使用，設(shè)備與設(shè)備之間的接口不匹配問題是制約現(xiàn)場(chǎng)安裝的最大難題，幾乎每個(gè)設(shè)備都是在先處理缺陷、再安裝的過程中進(jìn)行的。

（4）管道安裝?；}注鹽管道型號(hào)為φ219×6的不銹鋼管道，管道到場(chǎng)驗(yàn)收完成后再進(jìn)行安裝，采用地面先進(jìn)行組合，再成榀吊裝的方式。

（5）化鹽注鹽。魯能海西50MW光熱項(xiàng)目儲(chǔ)熱系統(tǒng)熔鹽總量為15925t?；}入罐溫度為320°C。整個(gè)化鹽工作分為初始化鹽和正?；}兩個(gè)階段。初始化鹽：按比例混合均勻的熔鹽，從化鹽槽加料口連續(xù)進(jìn)料，熔鹽加至電加熱器上端面以上50cm，開啟加電熱器，前期以5℃/h進(jìn)行熔鹽初始融鹽，繼續(xù)進(jìn)料48t，全部加熱升溫到290℃,開啟熔鹽泵，將290℃熔鹽泵入熔鹽爐。正?；}：在熔鹽爐內(nèi)將鹽從290℃加熱升溫到320℃。同時(shí),以30t/h的速度向化鹽槽中注入固態(tài)熔鹽。熔鹽爐320℃熔鹽大部分打循環(huán)回流至化鹽槽，與固態(tài)鹽混合并融化到290℃泵入熔鹽爐，另一部分高溫熔鹽以30t/h的速度輸送到高溫熔鹽儲(chǔ)罐內(nèi)。

3 結(jié)論

通過在魯能海西50MW塔式光熱項(xiàng)目儲(chǔ)熱系統(tǒng)施工過程中對(duì)預(yù)熱、化鹽方案的實(shí)際探索，并進(jìn)一步對(duì)預(yù)熱、化鹽關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入研究，攻破了光熱電站儲(chǔ)熱系統(tǒng)預(yù)熱、化鹽難點(diǎn)，有效地保證了熔鹽儲(chǔ)罐預(yù)熱提溫質(zhì)量及化鹽質(zhì)量，大幅提高了工程施工效率，降低了施工人力、機(jī)械、材料投入，為公司節(jié)約了大量施工成本，對(duì)后續(xù)相關(guān)項(xiàng)目有重要參考價(jià)值。另外，總結(jié)提煉出了一批科技成果，提升了公司、集團(tuán)在光熱電站儲(chǔ)熱系統(tǒng)預(yù)熱、化鹽方面的整體競爭力。