1.本发明涉及电锅炉及制盐工艺领域，具体而言，涉及一种固体蓄热电锅炉耦合制盐系统及电网调峰调频方法。


背景技术：

2.盐是人类生活的必需品，是化学工业的基本原料.在其他工业部门和农牧渔业中也有广泛用途。现代制盐企业追求的理想目标是降低产品能耗、管理成本；提高产品质量及产品综合效益做到优质优价：拓展产品多样化以满足不同客户的需求，增加销售量。
3.蒸发结晶是制盐工艺的重要操作单元，目前主流的技术是多效真空蒸发，蒸发罐个数为两个以上，首效加热蒸汽为热电厂送来的饱和蒸汽，热量通过各效二次蒸汽依次传递，作为下一效的加热热源。末效乏汽在混合冷凝器中被循环冷却水冷凝排出，不凝气则被真空系统抽排到大气。但目前由于火电装机过剩，大部分火电厂带低负荷运行，对于热电厂，压减发电负荷和调峰调频需求逐年增加，导致多效蒸发制盐所用电厂蒸汽参数或流量满足不了制盐工艺要求。
4.同时，火电厂或热电厂的调峰调频富余电力数量也逐年增加，因此，亟待开发一种能够消纳调峰调频富余电力，变相消纳弃风弃光弃水弃核电力的解决方案。
5.另一方面，出现了利用蓄电池参与电网负荷侧调峰调频的相关项目，但蓄电池投资大，电池寿命期短，无法解决电网调峰调频负荷需求。
6.有鉴于此，特提出本技术。


技术实现要素：

7.本发明解决的问题是目前电厂蒸汽参数或流量无法满足制盐工艺需求，且近年来电厂的调峰调频富余电力逐渐增加。
8.为解决上述问题，本发明提供了一种固体蓄热电锅炉耦合制盐系统，包括固体蓄热电锅炉和制盐装置，所述制盐装置包括净化单元、蒸发单元、脱水单元和干燥单元，所述固体蓄热电锅炉连接所述制盐装置的蒸发单元、脱水单元或干燥单元中的任意一种或组合；利用电网或电厂的调峰调频富余电力，加热固体蓄热体实现蓄热，进而产生热空气或热蒸汽供给所述制盐工艺的蒸发单元、脱水单元或干燥单元；所述蒸发单元、脱水单元或干燥单元利用固体蓄热电锅炉产生的热空气或蒸汽作为蒸发、脱水或干燥的热源实现蒸发、脱水或干燥工艺。
9.其中所述制盐装置为卤水蒸发制盐装置，通过固体蓄热电锅炉与制盐装置的连接，所述蓄热固体蓄热电锅炉在供电时段可以加热并储热，在非供电时段可以靠被加热的蓄热体余温来持续供热，实现制盐装置的持续供热，弥补了现有电厂耦合多效真空蒸发制盐工艺中烟气参数或者流量不足的问题，使得制盐工作能够持续稳定的进行，同时，固体蓄热电锅炉可以充分利用电网或者电厂的调峰调频富余电力进行加热，有效地消纳了电网或者电厂的调峰调频富余电力，同时也可以在电价低谷时利用电网电力进行加热，通过固体
蓄热电锅炉开启时段的设置，大大地降低其供电成本，同时还确保了制盐设备的稳定运行。
10.进一步的，所述固体蓄热电锅炉包括固体蓄热电锅炉炉体、供电及控制单元、换热单元；所述固体蓄热电锅炉炉体包括保温层、固体蓄热体、电加热元件、换热风机、外接供热管道。
11.所述固体蓄热电锅炉炉体做防腐处理，以便适应周围环境，所述保温层可以由多层特种保温隔热材料制成，将热能的日泄露控制在2％以内，降低了能量损耗，使得储备热能得到充分的利用。
12.进一步的，所述固体蓄热电锅炉安装在火电厂或燃气发电厂或核电厂内，利用电厂调峰调频富余电力给固体蓄热电锅炉供电。
13.所述固体蓄热电锅炉设置在电厂可充分利用电厂的调峰调频富余电力进行加热，大大降低了生产成本。
14.进一步的，所述固体蓄热电锅炉安装在变电站、商业楼宇或工业园区，利用电网侧的调峰调频富余电力，或夜晚的低谷电给固体蓄热电锅炉供电。
15.由于固体蓄热电锅炉的体积较小，将其设置在变电站、商业楼宇或工业园区中不会占用过多的面积，又可以有效地利用电网侧调峰调频电压和/或低谷电进行加热蓄热，具备更多的灵活性。
16.进一步的，所述固体蓄热电锅炉内设置温度传感器及温度报警器，保证对固体蓄热体温度的监控。
17.所述温度传感器及温度报警器可以随时监控锅炉内固体蓄热体的温度，为锅炉的安全操作提供保障。
18.进一步的，所述固体蓄热电锅炉在温度报警器报警情况下，固体蓄热电锅炉控制系统自动切断供电，保证固体蓄热电锅炉的固体蓄热体不会超温。
19.所述温度传感器连接供电线路，当温度超过一定阈值时，温度报警器自动报警，锅炉控制系统切断电力供应，当温度低于一定阈值时，锅炉控制系统进行判断，根据判断结果决定是否启动供电线路。
20.进一步的，在所述固体蓄热电锅炉内设置有风水换热器，所述风水换热器利用热空气加热换热介质，所述换热介质为卤水或水，所述换热介质为水时，所述风水换热器产生的水蒸汽用于加热卤水。
21.通过风水换热器加热水或者卤水，可以快速地将所述固体蓄热电锅炉内的蓄热释放，从而保证所述制盐装置的生产速度，具体的，当所述换热介质为卤水时，卤水通过风水换热器流经固体蓄热电锅炉，该设置可以快速提高卤水温度，便于蒸发工艺的进行，当所述换热介质为水时，其产生的水蒸汽用于加热卤水，在此过程中，风水换热器只通过热风和水完成换热，不与卤水接触，可以延长所述风水换热器的使用寿命。
22.进一步的，所述固体蓄热电锅炉的固体蓄热体材料包括固体镁砖、耐火砖、金属氧化物、陶瓷蓄热体中的任意一种。
23.其中，固体镁砖的耐火度高，可以较大限度地完成蓄热；而耐火砖是目前常用的蓄热材料，成本较低；利用金属氧化物的分解/合成进行热量的储存和释放，可以获得更高的蓄热温度，提高固体蓄热电锅炉的持续供热能力；陶瓷蓄热体为蜂窝状设置，在小孔与小孔之间的侧壁上分布不规则的微孔，且微孔之间相通，微孔与小孔之间相通，制作陶瓷蓄热体
的原料能发生大量的远红外线，使蓄热体的热效率提高60％以上，采用上述材料中的任意一种作为蓄热体材料均可以获得良好的蓄热效果。
24.进一步的，所述固体蓄热电锅炉加热后的热空气进入卤水蒸发制盐系统换热后的空气直接对空排放，或回流进入固体蓄热电锅炉再次加热。
25.由于热空气在制盐装置中仅用于换热，因此其并不含有影响环境的物质，可以直接排放或者回流后循环使用。
26.本发明还公开了一种电网调峰调频方法，用于如上所述的固体蓄热电锅炉耦合制盐系统，所述电网调峰调频方法按下列步骤进行：
27.s1：根据区域电网调峰调频负荷需求情况，确定固体蓄热电锅炉制盐系统的安装位置，如果安装在发电厂，跳转到s2；如果安装在电网负荷侧，跳转到s3；
28.s2：在发电厂内设置固体蓄热电锅炉，利用发电厂深度调峰或调频富余电力，为固体蓄热电锅炉供电，产生的热空气或蒸汽用于卤水蒸发制盐工艺；
29.s21：设置固体蓄热电锅炉调峰调频控制平台，安装在发电厂集中控制室内，配合发电厂集中控制系统，实现发电厂发电量、固体蓄热电锅炉耗电量与电网调峰调频负荷需求的匹配；
30.s22：根据发电厂类型，选择锅炉烟气、燃气轮机排气、汽轮机抽汽中的一种或几种作为卤水蒸发工艺的补充热源；
31.s3：在电网负荷侧设置固体蓄热电锅炉，负荷侧安装位置包括变电站、工业园区、商业楼宇、区域能源站中的任意一种；
32.s31：根据电网负荷侧的调峰调频负荷需求情况，设置匹配的固体蓄热电锅炉的功率，并匹配设置卤水蒸发制盐系统的规模；
33.s32：利用电网负荷侧调峰调频富余电力和/或低谷电力，为固体蓄热电锅炉供电，生产的热空气或蒸汽作为卤水蒸发制盐装置的热源，满足制盐系统的热负荷需求。
34.通过该设置，可以根据周围环境及设施情况设置固体蓄热电锅炉与制盐装置的连接方式，并确定固体蓄热电锅炉接入的供电方式，使得所述制盐装置能够稳定运行，并有效地消纳了电厂调峰调频富余电力或电网负荷侧调峰调频富余电力，在调峰调频电力不足时还可以使用低谷电力进行加热，合理地利用资源，并降低了制盐装置的生产成本。
35.与现有技术相比，本发明具有如下优点：
36.1、有效利用调峰调频富余电力驱动固体蓄热电锅炉，稳定满足卤水蒸发制盐工艺的热源需求；
37.2、电加热热效率高，产生的热空气或蒸汽品质高，可直接应用于食品盐的生产工艺；
38.3、大幅度降低卤水蒸发制盐工艺的能耗水平，降低制盐工艺的耗能成本。
附图说明
39.图1是本发明实施例1所述的固体蓄热电锅炉耦合制盐系统结构示意图；
40.图2是本发明实施例2所述的固体蓄热电锅炉耦合制盐系统结构示意图；
41.图3是本发明实施例3所述的固体蓄热电锅炉耦合制盐系统结构示意图；
42.图4是本发明实施例4所述的固体蓄热电锅炉耦合制盐系统结构示意图；
43.图5是本发明实施例5所述的电网调峰调频方法的流程图。
44.附图标记说明：
45.1、固体蓄热电锅炉；101、固体蓄热体；2、净化单元；3、蒸发单元；4、脱水单元；5、干燥单元。
具体实施方式
46.为使本技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，对相同结构或功能的部件标注相同的附图标记，并省略其重复说明。所描述的实施例仅是对本发明构思的例示，并不对本发明的范围构成限制。下面结合附图对本技术的实施方式进行详细说明。
47.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术保护范围的限制。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
48.下面结合附图具体描述本发明实施例的一种固体蓄热电锅炉耦合制盐系统及电网调峰调频方法。
49.实施例1
50.本实施例提供一种固体蓄热电锅炉耦合制盐系统，如图1所示，包括固体蓄热电锅炉1和制盐装置，所述制盐装置包括净化单元2、蒸发单元3、脱水单元4和干燥单元5，所述固体蓄热电锅炉1连接所述制盐装置的蒸发单元3、脱水单元4或干燥单元5中的任意一种或组合；利用电网或电厂的调峰调频富余电力，加热固体蓄热体101实现蓄热，进而产生热空气或热蒸汽供给所述制盐装置的蒸发单元3、脱水单元4或干燥单元5；在本实施例中，所述净化单元2与石灰供应单元连接，或与活性炭供应单元连接，利用石灰或活性炭作为净化剂对原卤进行净化，应当说明的是，所述净化单元2也可以采用其他净化介质；所述蒸发单元3、脱水单元4或干燥单元5利用固体蓄热电锅炉1产生的热空气或蒸汽作为蒸发、脱水或干燥的热源实现蒸发、脱水或干燥工艺，其中所述制盐装置为卤水蒸发制盐装置，通过固体蓄热电锅炉1与制盐装置连接，所述固体蓄热电锅炉1在供电时段可以加热并储热，在非供电时段可以靠被加热的固体蓄热体101余温来持续供热，实现制盐装置的持续供热，弥补了现有电厂耦合多效真空蒸发制盐工艺中烟气参数或者流量不足的问题，使得制盐工作能够持续稳定的进行，同时，所述固体蓄热电锅炉1可以充分利用电网或者电厂的调峰调频富余电力进行加热，有效地消纳了电网或者电厂的调峰调频富余电力，同时也可以在电价低谷时利用电网电力进行加热，通过固体蓄热电锅炉1开启时段的设置，大大地降低其供电成本，同时还确保了制盐设备的稳定运行。
51.在本实施例中，所述固体蓄热电锅炉1包括固体蓄热电锅炉炉体、供电及控制单元、换热单元；所述固体蓄热电锅炉炉体包括保温层、固体蓄热体101、电加热元件、换热风机、外接供热管道，所述固体蓄热电锅炉炉体做防腐处理，以便适应周围环境，所述保温层可以由多层特种保温隔热材料制成，将热能的日泄露控制在2％以内，降低了能量损耗，使
得储备热能得到充分的利用。
52.具体的，所述固体蓄热电锅炉1安装在火电厂或燃气发电厂或核电厂内，利用电厂调峰调频富余电力给固体蓄热电锅炉1供电，所述固体蓄热电锅炉1设置在电厂可充分利用电厂的调峰调频富余电力进行加热，大大降低了生产成本。
53.作为本发明的实施例，所述固体蓄热电锅炉1安装在变电站、商业楼宇或工业园区，利用电网侧的调峰调频富余电力，或夜晚的低谷电给固体蓄热电锅炉1供电，由于固体蓄热电锅炉1的体积较小，将其设置在变电站、商业楼宇或工业园区中不会占用过多的面积，又可以有效地利用电网侧调峰调频电压和/或低谷电进行加热蓄热，具备更多的灵活性。
54.较佳的，所述固体蓄热电锅炉1内设置温度传感器及温度报警器，保证对固体蓄热体101温度的监控，所述温度传感器及温度报警器可以随时监控锅炉内固体蓄热体101的温度，为锅炉的安全操作提供保障，更优选的，所述固体蓄热电锅炉1在温度报警器报警情况下，固体蓄热电锅炉1控制系统自动切断供电，保证固体蓄热电锅炉1的固体蓄热体101不会超温，所述温度传感器连接供电线路，当温度超过一定阈值时，温度报警器自动报警，锅炉控制系统切断电力供应，当温度低于一定阈值时，锅炉控制系统进行判断，根据判断结果决定是否启动供电线路，优选的，按照如下步骤进行操作：
55.a1：当温度低于一定温度阈值时，判断接入地为电厂或电网侧，接入地为电厂则进行a2,；接入地为电网侧则执行a3；
56.a2：判断是否有调峰调频富余电力可以供应，是，则开启调峰调频富余电力供电单元；否，则报警，提示操作人员手工选择其他电源或执行其他操作；
57.a3：判断是否有调峰调频富余电力可以供应，是，则开启调峰调频富余电力供电单元；否，则执行a31；
58.a31：:判断是否处于用电低谷期，是，则开启市电供电单元；否，则报警，提示操作人员手工选择其他电源或执行其他操作。
59.优选的，所述温度传感器可以用温控器替代。
60.在本实施例中，在所述固体蓄热电锅炉1内设置有风水换热器，所述风水换热器利用热空气加热换热介质，所述换热介质为卤水或水，所述换热介质为水时，所述风水换热器产生的水蒸汽用于加热卤水，通过风水换热器加热水或者卤水，可以快速地将所述固体蓄热电锅炉1内的蓄热释放，从而保证所述制盐装置的生产速度，具体的，当所述换热介质为卤水时，卤水通过风水换热器流经固体蓄热电锅炉，该设置可以快速提高卤水温度，便于蒸发工艺的进行，当换热介质为水时，其产生的水蒸汽用于加热卤水，在此过程中，风水换热器只通过热风和水完成换热，不与卤水接触，可以延长所述风水换热器的使用寿命。
61.作为本发明的一个实施例，所述固体蓄热电锅炉1的固体蓄热体101材料包括固体镁砖、耐火砖、金属氧化物、陶瓷蓄热体中的任意一种，其中，固体镁砖的耐火度高，可以较大限度地完成蓄热；而耐火砖是目前常用的蓄热材料，成本较低；利用金属氧化物的分解/合成进行热量的储存和释放，可以获得更高的蓄热温度，提高固体蓄热电锅炉1的持续供热能力；陶瓷蓄热体为蜂窝状设置，在小孔与小孔之间的侧壁上分布不规则的微孔，且微孔之间相通，微孔与小孔之间相通，制作陶瓷蓄热体的原料能发生大量的远红外线，使蓄热体的热效率提高60％以上，采用上述材料中的任意一种作为固体蓄热体101材料均可以获得良
好的蓄热效果。
62.具体的，所述固体蓄热电锅炉1加热后的热空气进入卤水蒸发制盐系统换热后的空气直接对空排放，或回流进入固体蓄热电锅炉1再次加热，由于热空气在制盐装置中仅用于换热，因此其并不含有影响环境的物质，可以直接排放或者回流后循环使用，且由于固体蓄热电锅炉1产生的热空气或蒸汽品质高，可直接应用于食品盐的生产。
63.实施例2
64.本实施例提供一种固体蓄热电锅炉耦合制盐系统，如图2所示，与实施例1相比，本实施例中所述固体蓄热电锅炉1设置在火电厂或燃气发电厂或核电厂内，利用厂内的调峰调频富余电力供电，通过固体蓄热电锅炉1与制盐装置连接，所述固体蓄热电锅炉1在供电时段可以加热并储热，在非供电时段可以靠被加热的固体蓄热体101余温来持续供热，实现制盐装置的持续供热，弥补了现有电厂耦合多效真空蒸发制盐工艺中烟气参数或者流量不足的问题，使得制盐工作能够持续稳定的进行，同时，所述固体蓄热电锅炉1可以充分利用电厂的调峰调频富余电力进行加热，有效地消纳了电网或者电厂的调峰调频富余电力。
65.实施例3
66.本实施例提供一种固体蓄热电锅炉耦合制盐系统，如图3所示，与实施例1相比，本实施例中所述固体蓄热电锅炉1设置在变电站、商业楼宇或工业园区，利用厂内的调峰调频富余电力供电，通过固体蓄热电锅炉1与制盐装置连接，所述固体蓄热电锅炉1在供电时段可以加热并储热，在非供电时段可以靠被加热的固体蓄热体101余温来持续供热，实现制盐装置的持续供热，弥补了现有多效真空蒸发制盐工艺中烟气参数或者流量不足的问题，使得制盐工作能够持续稳定的进行，同时，所述固体蓄热电锅炉1可以充分利用调峰调频富余电力进行加热，有效地消纳了电网或者电厂的调峰调频富余电力，同时也可以在电价低谷时利用电网电力进行加热，通过固体蓄热电锅炉1开启时段的设置，大大地降低其供电成本，同时还确保了制盐设备的稳定运行。
67.实施例4
68.本实施例提供一种固体蓄热电锅炉耦合制盐系统，如图4所示，与实施例2相比，本实施例中所述固体蓄热电锅炉1设置在火电厂，除了所述固体蓄热电锅炉1与制盐装置连接外，所述锅炉、燃气轮机、汽轮机中的一种或几种也与所述制盐装置连接，所述锅炉烟气、燃气轮机排气、汽轮机抽汽中的一种或几种也供给制盐装置，作为所述制盐装置的补充热源，更进一步地提高了火电厂高温烟气的利用率，降低了制盐成本。
69.实施例5
70.本实施例提供了一种电网调峰调频方法，如图5所示，用于如实施例1或实施例2或实施例3或实施例4所述的固体蓄热电锅炉耦合制盐系统，所述电网调峰调频方法按下列步骤进行：
71.s1：根据区域电网调峰调频负荷需求情况，确定固体蓄热电锅炉制盐系统的安装位置，如果安装在发电厂，跳转到s2；如果安装在电网负荷侧，跳转到s3；
72.s2：在发电厂内设置固体蓄热电锅炉，利用发电厂深度调峰或调频富余电力，为固体蓄热电锅炉供电，产生的热空气或蒸汽用于卤水蒸发制盐工艺；
73.s21：设置固体蓄热电锅炉调峰调频控制平台，安装在发电厂集中控制室内，配合发电厂集中控制系统，实现发电厂发电量、固体蓄热电锅炉耗电量与电网调峰调频负荷需
求的匹配；
74.s22：根据发电厂类型，选择锅炉烟气、燃气轮机排气、汽轮机抽汽中的一种或几种作为卤水蒸发工艺的补充热源；
75.s3：在电网负荷侧设置固体蓄热电锅炉，负荷侧安装位置包括变电站、工业园区、商业楼宇、区域能源站中的任意一种；
76.s31：根据电网负荷侧的调峰调频负荷需求情况，设置匹配的固体蓄热电锅炉的功率，并匹配设置卤水蒸发制盐系统的规模；
77.s32：利用电网负荷侧调峰调频富余电力和/或低谷电力，为固体蓄热电锅炉供电，生产的热空气或蒸汽作为卤水蒸发制盐工艺的热源，满足制盐系统的热负荷需求。
78.通过该设置，可以根据周围环境及设施情况设置固体蓄热电锅炉1与制盐装置的连接方式，并确定固体蓄热电锅炉1接入的供电方式，使得所述制盐装置能够稳定运行，并有效地消纳了电厂调峰调频富余电力或电网负荷侧调峰调频富余电力，部分情况下还可以使用低谷电力进行加热，合理地利用资源，并降低了制盐装置的生产成本。
79.以上具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护范围内。