熔鹽熱載體鍋爐的特點及使用中存在的問題

發布時間:2018-09-10 作者：中正鍋爐

　　1 熔鹽熱載體供熱系統

　　熔鹽熱載體供熱系統主要有熱載體加熱爐、熔鹽循環泵、熔融槽構成。粉狀的混合無機鹽放人熔融槽內，通過槽內安裝高壓蒸汽加熱管等方式加熱到熔點以上，粘度達到某一合理值后，使其在熔融狀態下通過熔鹽循環泵注入加熱爐，進一步加溫后以設定的出口溫度向用熱設備輸送，供熱后回到熔融槽。運行停止時，熔鹽全部回流貯存在熔融槽中。

　　2 熔鹽熱載體的特點

　　目前常用的熔鹽是一種三元低共熔混合物：53% KNO3、40%NaNO2、7%NaNO3。主要性能是不燃燒、不爆炸危險、泄漏蒸汽無毒。它的主要物性數據如下：

　　熔點：Q =142℃;

　　密度： 150 ℃時，p=2000kg/m3; 600℃ 時，p=1650kg/m3 ，在此溫度區間線性下降;

　　運動粘度：v=lOx10-6m2/s(150℃時)，隨溫度升高按指數規律下降，在400~550℃接近一穩定值(約0.8x 10-6m2/s);

　　比熱熔：c=1.55kj/kg.k

　　導熱系數： 0.3W/m·K(500℃ 時);

　　膨脹系數：固態鹽=0.00159體積% /k，

　　熔鹽=0.01 12體積%/K ;

　　3 在實際應用中應特別注意的幾個問題

　　(1)在熔鹽鍋爐設計時，各受熱面及相應的燃燒設備熱負荷，可參照蒸汽鍋爐選取。在流動阻力允許的情況下，受熱面管內介質流速取值一般不大于3m/s。

　　(2)在熔鹽鍋爐設計中，還應考慮熔鹽在高溫下與水或導熱油相比具有較高粘度，流阻相對較大，因此設計壓力應略高于工作壓力，一般控制在1.2倍以內。并將設計壓力定為循環泵的高揚程。

　　(3)在受熱面及系統管道選材方面與鍋爐用材區別不大，主要取決于介質溫度。但所有接觸熔鹽的部件應不含銅、鋁及合金成分。

　　(4)由于溶鹽鍋爐受熱面管一般為Cr—Mo鋼，缺口敏感性大，必須采取焊前預熱、層間保溫、焊后熱處理，以防止焊接裂紋，降低焊接接頭處的殘余應力水平。

　　(5)熔鹽三組分均為強氧化劑，容易分解并放出氧和熱量。它本身并不可燃，但能導致可燃物燃燒，

　　對摩擦和熱震動敏感;和松軟的可燃粉末能形式爆炸性混合物，與易燃物、有機物、還原劑接觸能分解引起燃燒和爆炸。由于熔鹽與空氣接觸會發生氧化劣化，因此系統必須密閉，在熔融槽(儲槽)內必須充裝惰性氣體。

　　(6)系統啟停時應特別注意安全問題。系統停止運行后一定要保證將系統內熔鹽全部放回儲槽，尤其是受熱面內不能有殘留，并且對系統緩慢冷卻，防止應力破壞。熔鹽爐在啟動時需要對受熱面管和系統管道空管預熱。掌握好管壁溫度特別重要，一般要求壁溫達到180~C左右，如果熔鹽發生了劣化則此溫度還要適當提高。燃油爐的烘管要特別注意防止二次燃燒，因為用煙氣烘管時爐膛溫度低，容易積油。如果燃料是重油，則不但運行時要特別注意這個問題，在鍋爐結構設計時也要首先考慮這個方面。

　　(7)熔鹽劣化的定期測定與處理。熔鹽使用后會出現劣化，特別是其中的亞硝酸鹽類。熱載體的劣化主要表現在化合物發生分解、氧化，使內部亞硝酸鹽類含量降低，化合物熔點上升。劣化后物化數據也會發生變化，對加熱、運行有多方面影響。

　　亞硝酸鹽類熱載體劣化程度的測定可采取定期分析亞硝酸鹽類濃度、測定熔點、碳酸鹽類含量及含

　　水量等辦法。隨著劣化程度的加劇，混合物溶點上升，但可通過補充亞硝酸鹽來降低熔點，使載熱體得到再生。一般熔點上升150℃時就必須補充，如果熔鹽加熱系統加熱能力裕度不足，則更應提前補充。另外，若熔鹽與空氣接觸，會氧化并產生大量碳酸鹽，并且在系統中沉淀，容易導致堵塞，這時必須更換全部熱載體。

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