多能源互补的蒸汽节能系统的制作方法

本实用新型涉及清洁能源利用设备技术领域，特别是涉及一种多能源互补的蒸汽节能系统。

背景技术：

随着社会经济的快速发展，我国大气污染越来越严重，给民众健康带来了严重影响，国家提出了打赢蓝天保卫战的号召，要大幅减少大气污染物的排放，工业企业的燃煤蒸汽锅炉会被逐渐取缔，工业用热领域急需发展绿色清洁能源供热系统。

我国蒸汽消耗量大约以每年10％的速度递增，目前工业企业供热使用燃煤锅炉，燃烧效率低，污染大，亟待淘汰关停，很多企业使用燃气锅炉或电锅炉来替代燃煤锅炉，但由于能源价格贵、运行成本高等原因，给企业带来了沉重的负担，急需一种运行费用较低的清洁能源蒸汽系统，来解决工业企业目前遇到的难题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种多能源互补的蒸汽节能系统，优先利用太阳能来产生蒸汽，其次使用低谷电能，最后使用天然气能，充分利用太阳能、低谷电能和天然气能的相互耦合，不仅实现了工业用热的清洁能源替代，而且大大降低了企业的生产运行成本。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种多能源互补的蒸汽节能系统，包括熔盐循环通路、导热油循环通路和蒸汽-水循环通路，所述熔盐循环通路与所述导热油循环通路之间通过油盐换热器连接，所述导热油循环通路与所述蒸汽-水循环通路之间通过导热油蒸汽发生器连接；

所述熔盐循环通路包括依次连接的低温熔盐罐和高温熔盐罐，所述低温熔盐罐中的低温熔盐泵通过熔盐电加热器与所述高温熔盐罐连通，所述高温熔盐罐的高温熔盐泵与所述低温熔盐泵之间通过所述油盐换热器连通；

所述导热油循环通路包括依次连接的槽式集热器、电动三通阀、导热油循环泵和油气分离器，所述油气分离器的入油口与所述导热油蒸汽发生器的出油口连通，所述导热油蒸汽发生器的入油口分别与所述槽式集热器的出油口、所述油盐换热器的出油口连通，所述电动三通阀还与所述油盐换热器的入油口连通；

所述蒸汽-水循环通路包括依次连接的分汽缸、燃气蒸汽锅炉、除氧给水泵、热力除氧器和闭式凝结水回收装置，所述导热油蒸汽发生器的第一出汽口与所述分汽缸连通，其第二出汽口通过减温减压装置与所述热力除氧器连通，所述除氧给水泵与所述导热油蒸汽发生器的入水口连通。

优选的，所述油气分离器的上方设有连接氮封装置的膨胀槽，所述膨胀槽的一侧还连接有储油槽。

优选的，所述热力除氧器的一侧通过补水泵与全自动软化水装置连接。

优选的，所述分汽缸的底部设有与所述闭式凝结水回收装置连接的疏水器。

优选的，所述分汽缸与供气主管道连通，所述闭式凝结水回收装置与凝结水主管道连通。

优选的，所述高温熔盐罐与所述低温熔盐罐的底部均设有防凝电加热器。

本实用新型的有益效果至少如下：

(1)通过熔盐循环通路、导热油循环通路和蒸汽-水循环通路的合理设计，实现了太阳能、谷电储能和天然气能的耦合供热，可以稳定的产生蒸汽，满足企业蒸汽需求，实现了可以完全替代燃煤锅炉，大幅减少大气污染物的排放，是环保无污染的新型工业清洁能源蒸汽系统。

(2)优先使用太阳能加热导热油，高温导热油通过导热油蒸汽发生器产生蒸汽，这样在白天有太阳时，使用太阳能产生蒸汽；在夜晚利用高温熔盐罐进行蓄热，供白天或阴雨雪天时使用，这样避开白天较高的能源价格，非常有利于节约能源，降低企业生产运行成本；在蒸汽-水循环通路中，通过设置闭式凝结水回收装置与疏水器，不仅利用凝结水是含氧低的软化水，可以避免除氧软化耗能，而且还可以利用凝结水中的余热，通过凝结水的回收利用，能够给企业带来很好的经济效益，有利于进一步降低企业的生产成本。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1是本实用新型多能源互补的蒸汽节能系统实施例的示意图。

附图标记

101、高温熔盐罐；102、低温熔盐罐；103、熔盐电加热器；104、高温熔盐泵；105、油盐换热器；106、低温熔盐泵；107、防凝电加热器；

201、槽式集热器；202、导热油循环泵；203、电动三通阀；204、油气分离器；205、膨胀槽；206、储油槽；207、氮封装置；

301、导热油蒸汽发生器；302、燃气蒸汽锅炉；303、热力除氧器；304、闭式凝结水回收装置；305、分汽缸；306、除氧给水泵；307、补水泵；308、全自动软化水装置；309、减温减压装置；310、疏水器；311、供汽主管道；312、凝结水主管道。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步的说明。

图1是本实用新型多能源互补的蒸汽节能系统实施例的示意图，如图所示，一种多能源互补的蒸汽节能系统，包括熔盐循环通路、导热油循环通路和蒸汽-水循环通路，熔盐循环通路与导热油循环通路之间通过油盐换热器105连接，熔盐循环通路的热量通过油盐换热器105传递给导热油循环通路；导热油循环通路与蒸汽-水循环通路之间通过导热油蒸汽发生器301连接，导热油循环通路的热量通过导热油蒸汽发生器301传递给蒸汽-水循环通路。

熔盐循环通路包括依次连接的低温熔盐罐102和高温熔盐罐101，低温熔盐罐102中的低温熔盐泵106通过熔盐电加热器103与高温熔盐罐101连通，高温熔盐罐101的高温熔盐泵104与低温熔盐泵106之间通过油盐换热器105连通。熔盐循环通路的低温熔盐通过低温熔盐泵106泵出低温熔盐罐102中，然后在熔盐电加热器103的作用下加热后进入高温熔盐罐101中，再由高温熔盐泵104泵出后经过油盐换热器105将热量交换到导热油循环通路中，高温熔盐变成低温熔盐回到低温熔盐罐102中。高温熔盐罐101与低温熔盐罐102的底部设有防凝电加热器107，用于防止熔盐凝固。

导热油循环通路包括依次连接的槽式集热器201、电动三通阀203、导热油循环泵202和油气分离器204，油气分离器204的入油口与导热油蒸汽发生器301的出油口连通，导热油蒸汽发生器301的入油口与槽式集热器201的出油口连通，槽式集热器201收集的热量进入导热油蒸汽发生器301散热后在导热油循环泵202的动力下通过油气分离器204回到槽式集热器201中。导热油蒸汽发生器301的入油口还与油盐换热器105的出油口连通，电动三通阀203还与油盐换热器105的入油口连通，油盐换热器105的介质油热量在导热油蒸汽发生器301散发热量后在导热油循环泵202的动力作用下经过油气分离器204回到油盐换热器105中。通过调整电动三通阀203与油盐换热器105、槽式集热器201之间的连通，可以调整热量循环的不同通道。

油气分离器204的上方设有连接氮封装置207的膨胀槽205，膨胀槽205的一侧还连接有储油槽206，油气分离器204用于将系统运行过程中产生的低沸点物质及空气通过膨胀槽205排除系统，确保系统稳定的运行，膨胀槽205的一个主要作用是用来储存导热油因温度升高而膨胀出来的体积，防止系统中管路与阀件热胀升压而造成损坏，另个一作用是在系统缺油时给系统补油，储油槽206可以在系统检修是或系统发生事故等紧急情况下可以将系统内的导热油可以得到紧急的排放，另外储油槽206可以接收膨胀槽205溢出的导热油，防止导热油浪费，氮封装置207使用氮气密封膨胀槽205，可以避免膨胀槽205中导热油与空气直接接触而导致导热油氧化，可以延长导热油使用寿命。

蒸汽-水循环通路包括依次连接的分汽缸305、燃气蒸汽锅炉302、除氧给水泵306、热力除氧器303和闭式凝结水回收装置304，闭式凝结水回收装置304的水经过热力除氧器303后在除氧给水泵306的动力下进入燃气蒸汽锅炉302进行加热，高热量的水蒸气通过分汽缸305后向外排出。导热油蒸汽发生器301的第一出汽口与分汽缸305连通，其第二出汽口通过减温减压装置309与热力除氧器303连通，导热油蒸汽发生器301的热蒸汽直接进入分汽缸305中，同时与热力除氧器303连接的减温减压装置309用于调节蒸汽的温度与压力，满足生产需求。除氧给水泵306与导热油蒸汽发生器301的入水口连通，热力除氧器303可以为导热油蒸汽发生器提供水源。

分汽缸305与供汽主管道311连通，供汽主管道311上安装有减温减压装置309，分汽缸305的热气通过供汽主管道311调温调压后向外运输。闭式凝结水回收装置304与凝结水主管道312连通，散热后的热蒸汽变成凝结水回到闭式凝结水回收装置304。分汽缸305的底部设有与闭式凝结水回收装置304连接的疏水器310，分汽缸305中的冷凝水通过疏水器310回到闭式凝结水回收装置304中，可以将分汽缸305中的凝结水及时排出，并通过管道输送到闭式凝结水回收装置304内，重复利用，这样通过凝结水的闭式回收系统，可以使蒸汽余热得到充分回收循环利用，可以使蒸汽系统运行更平稳。热力除氧器303的一侧通过补水泵307与全自动软化水装置308连接，全自动软化水装置308能去除水中的钙、镁离子含量。

1.蒸汽节能系统工作原理：

1)太阳能单独供蒸汽：在白天，通过辐照计检测日照强度，当太阳能充足时，槽式集热器201开始追踪太阳，收集太阳能，此时电动三通阀203与槽式集热器201连通导热油循环泵202将低温导热油输送到槽式集热器201镜场中，加热升温后高温导热油进入导热油蒸汽发生器301与水换热产生蒸汽，蒸汽通过分汽缸305与减温减压309装置后，输送到供汽主管道，满足企业生产用汽的需求。

2)熔盐谷电储能供蒸汽：在夜晚，太阳能不足，此时通过低温熔盐泵106将低温熔盐罐102中的低温熔盐出送到熔盐电加热器103中，熔盐电加热器103使用谷电加热低温熔盐，加热后的高温熔盐进入高温熔盐罐104储存。次日，太阳能不足时，通过高温熔盐泵104将高温熔盐输送到油盐换热器105中，此时电动三通阀203与油盐换热器105连通，低温导热油进入油盐换热器105，通过换热，高温熔盐温度降低，被输送到低温熔盐罐102中，导热油被加热升温变为高温导热油，高温导热油进入导热油蒸汽发生器301与水换热产生蒸汽，蒸汽通过分汽缸305与减温减压309装置后，输送到供汽主管道，满足企业生产用汽的需求。

3)太阳能+熔盐谷电储能供蒸汽：通过检测太阳能辐照度与导热油温度，智能控制电动三通阀203的开关，可以调节导热油在槽式集热器201与油盐换热器105中的流量，使用太阳能与熔盐谷电储能耦合给导热油加热，高温导热油进入导热油蒸汽发生器301与水换热产生蒸汽，蒸汽通过分汽缸305与减温减压309装置后，输送到供汽主管道，满足企业生产用汽的需求。

4)太阳能+燃气蒸汽锅炉供蒸汽：当熔盐循环通路需要检修或遇到故障时，优先使用太阳能产生蒸汽，当太阳能不足时，使用燃气蒸汽锅炉302作为补充，这样导热油蒸汽发生器301与燃气蒸汽锅炉302产生的蒸汽同时进入分汽缸305，蒸汽通过分汽缸305与减温减压309装置后，输送到供汽主管道，满足企业生产用汽的需求。

5)熔盐谷电储能+燃气蒸汽锅炉供蒸汽：当连续阴雨雪天，没有太阳能资源时，高温熔盐泵104将高温熔岩输送到油盐换热器105中，此时电动三通阀203与油盐换热器105连通，低温导热油进入油盐换热器105，通过换热，高温熔盐温度降低，被输送到低温熔盐罐102中，导热油被加热升温变为高温导热油，高温导热油进入导热油蒸汽发生器301与水换热产生蒸汽，同时开启开启燃气蒸汽锅炉302产生蒸汽，这样导热油蒸汽发生器301与燃气蒸汽锅炉302产生的蒸汽同时进入分汽缸305，蒸汽通过分汽缸305与减温减压309装置后，输送到供汽主管道，满足企业生产用汽的需求。

6)燃气蒸汽锅炉供蒸汽：当熔盐循环通路与导热油循环通路需要检修或遇到故障时，开启燃气蒸汽锅炉302产生蒸汽，蒸汽通过分汽缸305与减温减压309装置后，输送到供汽主管道，满足企业生产用汽的需求。

2.凝结水回收节能节水工作原理：

在凝结水主管道312上设置闭式凝结水回收装置304，使用凝结水回收装置自动将凝结水输送到热力除氧器303中。

本实用新型充分高效耦合利用太阳能、低谷电能和天然气能三种清洁能源来生产工业蒸汽，通过熔盐循环通路、导热油循环通路和蒸汽-水循环通路的合理设计，使三种能源相互耦合利用，优先使用太阳能产生蒸汽，其次使用低谷电能储能产生蒸汽，最后使用天然气能作为补充，这样通过熔盐、导热油、水三种介质的有效结合，实现了多能互补的能源梯级利用，槽式集热器可以全年集热，利用率高，节能效果较好。在系统中设置凝结水回收装置，不但可以回收利用含氧量低的软化凝结水，避免了重复除氧与软化，降低能耗，而且还可以利用凝结水的余热，改变了过去粗放高耗能的供汽模式。综上，根据工业企业用蒸汽的特殊性，采用多种节能技术耦合使用，可以有效降低系统运行费用，减轻企业的清洁能源负担，本实用新型的多能源互补的蒸汽节能系统，无烟尘、so2、nox、pm2.5等污染物排放，还将有助于我们改善大气环境，打赢蓝天保卫战。

因此，本实用新型采用上述结构的多能源互补的蒸汽节能系统，充分利用太阳能、低谷电能和天然气能的相互耦合，不仅实现了工业用热的清洁能源替代，而且大大降低了企业的生产运行成本。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

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