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熔盐炉，熔盐加热炉，是固碱蒸发，浓缩设备中的核心装置。
Molten salt furnace, molten salt heating furnace, is the core device in solid alkali evaporation and concentration equipment
熔盐炉与熔盐加热系统介绍
Introduction to Molten Salt Furnace and Molten Salt Heating System
作者：常州市上能锅炉有限公司芮亚平,联系电话：13815029577
Changzhou Shangneng Boiler Co., Ltd. Rui Yaping, contact phone: 13815029577
发表时间：2024年12月5日
关键词：熔盐炉;熔盐加热炉;燃气熔盐炉;燃气熔盐加热炉;熔盐换热；片碱；32%液碱；降摸蒸发。
固碱蒸发，浓缩，是以高温熔盐作为碱蒸发热源，取代传统的用火直接加热的操作过程，满足了降膜法烧碱浓缩工艺对燃料的严格要求。
常州市上能锅炉有限公司是***生产制造熔盐炉的厂家，出厂的熔盐炉取代了国内早期从<瑞士博特化工装置有限公司>(Bertrams Chemical Plants Ltd )进口的熔盐加热系统中的熔盐加热炉。
请关注常州市上能锅炉公司网站上熔盐炉产品信息。www.czsngl.com,联系电话：13815029577（与微信同号）
一、固碱蒸发工艺：
由电解工序来的32%液碱，经32%液碱泵加入到Ⅰ效降膜蒸发器，蒸浓到44%，再由44%液碱泵经碱换热器预热到100℃，加入到Ⅱ效降膜蒸发器浓到50%，加入到Ⅲ效降膜浓缩器，被熔盐加热炉来的熔盐加热蒸发到98%，此熔融碱经片碱机冷却制成片碱去包装出厂。
二、熔盐炉，熔盐加热炉装置生产工艺特点：
熔盐经泵自熔盐槽通过燃烧天燃气的强制循环熔盐加热炉进行循环，加热至430℃.烟道气将在燃烧器中通过热辐射和对流产生的热量传递给熔盐。从熔盐炉出来后，熔盐循环至***终浓缩器的下部收集管，并均匀地分配至各浓缩降膜管，在降膜管内，盐流与碱流逆向流动。熔盐加热使碱浓度从62.2%左右升高到98%左右，冷却的熔盐通过重力作用从***终浓缩器出口向下流人熔盐槽。助燃空气风机为燃烧器提供经过预热的约220℃助燃热空气进燃烧器，提高炉膛温度，节省使用成本。助燃空气在助燃空气预热器中通过烟道气被加热至约220℃之后，冷却后的烟道气通过烟囱排向大气。
三、热载体熔盐介绍：
热载体熔盐：由硝酸钾（53%KNO3）、亚硝酸钠（7%NaNO2）及硝酸钠（40%NaNO3）等混合组成，
以上组成的混合盐，熔点142℃，平均相对分子量为89.2，熔融热18kcal/kg, 熔盐热载体必须升温到此温度以上使用，熔盐使用温度达到350~450℃，熔盐炉停止运行时熔盐应排到熔盐槽中。
粉状的盐类放入熔盐槽，通过槽内安装的中压蒸汽（电加热器）加热融化为液态，直加热到槽内熔盐的粘度可以用循环泵打循环状态后，送到加热炉进一步循环升温，达到可以使用的温度。
熔盐槽的容积，必须充分考虑粉状盐熔操作增加的容量及停止运行时高温熔盐的排放量，熔盐槽必须以一定的方式控制，以保证槽内保持一定的温度。
熔盐载热体系统的配管设计，设备的构造很重要。若载体在系统内出现滞留因放热而固化，则可引起加热管的堵塞。当运行停止时，循环系统内的载体要排入熔盐槽。
三、熔盐加热炉装置主要由熔盐循环供热系统、燃烧系统、电气控制系统组成。
见流程图
熔盐炉本体，熔盐槽，熔盐泵及有关输送管线、阀门等构成熔盐炉供热循环系统；
炉本体、燃烧器、空气预热器，烟道，烟囱等组成熔盐炉燃烧节能系统；
电气控制柜及有关测温元件组成熔盐炉电气控制系统。
四、熔盐加热系统中主要设备介绍：
主要设备有：熔盐加热炉本体、燃烧器、空气预热器，熔盐槽、熔盐泵、
① 熔盐加热炉的基本操作模式，炉本体结构、炉管规格材质及外观介绍：
在控制室里远程控制熔盐炉的启动、燃烧和停止的全部过程，以及供热量的全部调节过程，在熔盐炉安装的现场为全自动操作。
熔盐加热炉的结构形式为立式圆桶型，采用立式顶燃支撑结构，盘管采用12Cr1MoV高温高压锅炉钢管，制作时为紧密排列。炉管对接采用氩弧焊，施焊前对坡口检查并预热，焊后做退火处理消除焊接和加工引起的应力。焊后进行射线探伤检查，探伤比例：盘管100%，集管100%。射线探伤按JB/T4730标准进行，二级以上合格。
盘管弯制完毕后作整体热处理，以消除加工后的残余应力。同时炉管还应作通球和液压试验，通球试验方法按JB/T1611-1993中5.2条进行试验，液压试验时每层盘管的水压试验压力为1.6MPa，整体组装后再进行压力试验，压力为1.6MPa，盘管的***高工作压力为1.3MPa.
炉型采用立式加热炉，占地面积少，炉管内熔盐可以靠自重排空。
内、外圈炉管采用支承形式向上膨胀，支承采用0Cr18Ni9， 可承受1000℃加热。
炉底设置人孔及视镜，定期对熔盐加热炉检查及运行中观察炉内火焰燃烧状况。
炉体上设置烟道防爆门，保证加热炉点火及异常状况下的安全性。
燃烧器采用顶燃向下布置，保温层采用国际先进的陶瓷纤维模块，表面喷涂耐高温、耐冲刷涂料，厚度要比常规的保温层更厚，保温层厚度为360mm。具有耐高温，抗热膨胀能力强、抗热振荡能力强、使用寿命长等优点。
炉体绝热保温厚度为200mm，保证炉外壁温度不超过环境温度+30℃，外壳采用彩钢薄板。
具体见熔盐加热炉的出厂图纸。
②熔盐加热炉燃烧器介绍：
对于国内早期从瑞士博特瑞姆斯公司(Bertrams Chemical Plants Ltd )进口的熔盐加热炉，已出现熔盐加热炉盘管堵塞，炉管损坏的客户，可以换熔盐加热炉的炉本体，燃烧器可以照旧利用。瑞士博特瑞姆斯公司进口的熔盐加热炉燃烧器为氢气燃烧器具多，固碱生产厂家，有自产的氢气。
根据项目工艺特点和系统可靠性，我们选用意大利进口分体型低氮燃气燃烧器（燃烧头与风机分开），满足顶燃向下布置 ，燃烧器具有性能优良，操作维护方便，燃烧林克曼黑度为0。燃烧器尽可能减少燃烧过程中产生的氧化气，具有低NOX燃烧技术，NOx≤50毫克/m3，烟气排放符合当地的《锅炉大气污染物排放标准》要求，燃烧器拆卸方便，具有自控和点火、熄火、空气吹扫等安全联锁保护装置。
燃烧器是由几大模块结构组合而成，主要有①燃烧器② 鼓风机③控制器
为保证充分燃烧，燃烧器机头采用带有喉口结构;助燃空气通道采用环式结构，分主燃烧风和中心旋流风，增加燃料气与助燃空气的充分混合，同时保证火焰的稳定性。
燃烧器采用比例调节控制，具有燃烧程序控制， 比例调节控制和安全保护控制等功能.可设有自动和手动功能，运行安全可靠。
燃烧器有火焰探头检测火焰，能检测到的火焰强度信号，联锁控制熔盐炉的停炉。
有关燃烧器详细内容见燃烧器相关资料并符《燃烧器型式试验报告》
③ 空气预热器介绍：
空气预热器：
熔盐加热炉出烟口处设置空气预热器作为余热回收装置，所预热的空气，温度达200℃左右，作为助燃热空气，提高炉膛温度，节省燃料成本。熔盐炉出烟口处烟气温度在450℃左右，经空预器余热利用，***终排烟温度小于200℃以下，有效利用了余热。
空气预热器结构型式：锅壳烟管式结构，换热管材质：GB3087锅炉钢管，烟气走管程，空气走壳程。
④熔盐加热炉熔盐储槽介绍：
熔盐储槽在供热系统中起着储盐、热膨胀和排气功能。熔盐槽容积除根据整个熔盐系统的熔盐量外,还必需结合熔盐泵的流量、安装和汽蚀特性等一并考虑;系统启动时,将粉态熔盐放入,固态的熔盐在此被加热变为液态熔盐,停车时系统中的熔盐又全部回流到槽中。熔盐槽内放置多组电加热器或者中压蒸汽,<蒸汽压力为1.0MPa,饱和蒸汽温度为184℃，压力为0.8MPa,饱和蒸汽温度为175℃>，作启动时熔化熔盐所用。（固碱生产厂家，有蒸汽锅炉）
熔盐量根据用户提供的用热设备（换热器）的容积+熔盐炉自身的容积之和，确定熔盐储槽的大小，介质为三元熔盐，设计压力0.6MPa，设计温度450℃，熔盐槽材质为：Q345R,GB713。熔盐槽上设有加盐口，熔盐泵接口，熔盐回流口，放空口及中压蒸汽接管等，槽体上装有双金属温度计，热电偶温度计，现场目测熔盐槽内熔盐的温度及控制面板上数显温度。熔盐槽安装于地坑中，具体见熔盐槽图纸及系统图。注：熔盐储槽由固碱生产厂家自备。
⑤高温熔盐泵介绍：
熔盐泵是整个供热系统循环的动力设备，***好是一用一备。熔盐泵的流量，扬程由熔盐加热炉厂家提供的熔盐加热炉技术参数决定，用户向熔盐泵厂家自购。
五、熔盐加热炉控制系统介绍：
熔盐炉控制系统分为动力控制和空管预热控制，仪表显示控制，三部分组成。
1. 动力控制：
主要控制熔盐槽内的熔盐循环泵、风机、燃烧器等设备的起动与停止，同时循环泵与燃烧器之间进行联锁控制以保证加热炉的安全运行。
熔盐泵起动的条件是：熔盐槽内熔盐的温度>180℃，熔盐加热炉内外盘管温度>230℃，
燃烧器起动的条件是：熔盐泵熔盐介质循环，至熔盐炉，至用热设备，至熔盐槽循环量正常，燃烧器才能投入正常运行。
2. 空管预热控制：
燃烧器采用进口低氮燃烧器，该燃烧器具有大小可调的燃烧量，在空管预热时，只采用***小量的燃烧，同时对熔盐炉的上下及内外盘管都设点进行连锁，一旦有一个点的温度超过上限设定时，即停燃烧器，当回到下限设定值以下时，才能启动燃烧器，只有当全部的点温度都在上限设定值以下时，燃烧器小量才能工作。
3. 仪表控制：
熔盐炉的负荷是根据智能仪表对熔盐炉熔盐出口温度（即熔盐槽内熔盐的温度）的设置，通过仪表智能计算，进行 PID 调节功能， 自动调节燃料量与空气供给量；同时联锁控制熔盐炉的超温，燃烧器的启动与停止，以充分满足控制要求，使其达到自动控制功能。
仪表显示：熔盐炉进出口熔盐温度显示、炉本体排烟温度显示，热风温度显示，熔盐槽内熔盐温度显示，实时数据监控，实现熔盐炉的系统安全保护功能，使熔盐炉保持安全运行。
4.通过电气与仪表实时数据的监控，对熔盐炉主机燃烧检测，安全控制技术方案说明如下：
4.1. 能自动检测熔盐炉进出口熔盐的温度、该值符合工作要求，则继续确认燃气是否有存在泄漏或压力异常情况，如果一切正常则打开燃烧器风门至***大开度，进行前吹扫以清除可能残留在炉膛内的燃气，吹扫完毕，关小风门至点火负荷位置，然后发出点火信号，数秒后若火焰监测器检测至火焰则说明点火成功，燃烧程控器慢慢打开主燃料电磁阀，燃烧器进行大火焰燃烧直至出口熔盐温度接近设定值时进行温度PID自动调节，调节燃料流量，燃烧空气量，保证出口熔盐温度控制，满足工艺要求的范围之内。
4.2. 本操作柜能对系统的所有参数进行自动检测、控制， 并执行预报警、报警和自动停炉的保护功能，在运行过程中若熔盐炉出口熔盐温度超温则自动停炉，当出口油温恢复到设定区间之内时燃烧自动重新点火燃烧，若出现熔盐泵停机，燃料压力异常情况时则自动停炉并发出声光报警信号。
4.3.在设计编程过程中充分考虑了加热炉系统的安全保护功能，确保加热炉安全***运行，设有以下联锁点：
1）熔盐炉熔盐出口温度过高保护：在出熔盐炉温度高出设定值△t时，熔盐炉报警并停燃烧器，只有在温度回落到设定值以下△t’时，燃烧器才重新开始启动。
2）炉体排烟温度过高保护：炉体排烟温度过高时，停炉并报警。
3）停火保护：在炉子启动前自动检测炉内有无火焰信号，点着火之后，长期监视炉内火焰，一旦熄火，自动关闭电磁阀，报警并送出停火信号。
4）助燃空气压力过低保护，燃烧器附有风压开关进行联锁，一旦风压过低即停燃烧器。
5）燃气压力过低或过高保护，燃烧器附有燃气高压和低压开关，一旦气压过高或过低，则停燃烧器。
6）燃烧器自动检漏，一旦泄漏，自动保护并送出泄漏信号。
7） 连锁控制：在熔盐炉运行过程中，必须保证整个系统的每个设备都是正常工作。一旦出现那个设备的参数出现不正常的变动，即进行停炉，并报警，以确保整个系统的安全运行。
5.在自动控制系统的管理下，通过各系统的互相协调，实现以下功能：
l 为用热设备提供满足负荷要求的稳定高温热源；
l 保持整个热系统稳定运行，实现不间断连续运行；
l 实现熔盐炉热负荷自动调节；
l 实现熔盐炉在非正常工况下的安全联锁反馈保护；
l 具有各种非正常情况下的预警、报警、故障锁定等功能；
l 实现熔盐炉开炉、停炉时风机自动吹扫功能;
l 可实现自动无人运行。
采购熔盐炉请关注（上能公司网站：www.czsngl.com）
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发表日期：2024年12月5日
