高温熔盐阀突破关键技术

  随着光伏风电等新能源的大规模部署，用于解决其间歇性输出难题的新型储能技术的重要性也日益提升。在此背景下，配置超高的性价比储热系统、具有调峰优势的光热发电技术，在经历首批示范项目实战检验后获得了更多的发展空间。

  特别是今年以来，国务院、国家发改委、能源局、科技部等发布了一系列支持储热型光热发电发展的有关政策，给光热发电带来了前所未有的机遇。

  目前，青海、甘肃和吉林三地，已有包括111万千瓦光热发电装机的多个风光热互补新能源基地进入开发阶段。关键核心技术、关键装备和集成优化设计等全产业链国产化将是光热发电减少相关成本的方向。

  在熔盐光热技术中，熔盐阀门占有举足轻重的地位。“由于国内光热熔盐系统阀门产业无前例可循，国内首批熔盐光热电站的熔盐阀门大多采用进口产品。”北京佳洁能新节能技术有限公司（以下简称“佳洁能”）董事长陈金环说，熔盐阀门一直被少数国际大品牌垄断，价格昂贵，售后亦无保障，特别是在新冠肺炎疫情后，交货周期被无限期延长。

  陈金环和记者说，塔式电站下降管调阀是全电站最贵、技术上的含金量最高的一台熔盐阀门，是保证塔式熔盐电站正常运行的关键。基于此，佳洁能与苏州德兰能源科技股份有限公司联合多家科研院所，结合光热熔盐物性和具体工况，通过计算机模拟计算，对材料腐蚀和抗老化性能、力学评定、冷热交变材料匹配等方面做分析，经过6年技术攻关，成功研发了高温熔盐截止阀、熔盐调节阀、下降管大压差熔盐调节阀、熔盐逆止阀、熔盐蝶阀及熔盐仪表阀，取得了十多项熔盐阀门专利，并在多个试验平台和首批示范项目应用近300台。

  据了解，佳洁能根据现场运行要求，以降压和控制流速的循环对流为核心来研发下降管大压差调节阀。产品在某项目运行一年多，未出现阀内件冲刷和汽蚀、调节卡涩等现象，运行可靠，调节性能良好。

  “熔盐阀门作为熔盐光热电站中的关键设备，不仅要在复杂苛刻的工况下运行，还要避免阀门内漏外漏、启闭卡涩及冲蚀等问题。”陈金环指出，熔盐阀的可靠性和安全性关乎整个电站的正常运行和效益，关键部位熔盐阀出了问题，可能会引起整个电站停运，甚至有可能拖累整个工程。

  据陈金环介绍，作为熔盐储罐的熔盐泵出口，为防止泵停机反转，熔盐光热系统要一台熔盐专用逆止阀做保护，由于在第一批光热示范项目期间，放眼全球都找不到适用熔盐的逆止阀，所以大部分项目只能选用进口品牌电液动快关蝶阀代替。

  针对这样的一种情况，佳洁能与苏州德兰技术团队和项目现场技术团队协作，开发出一种新型熔盐专用逆止阀。该阀门依靠介质本身流动而自动开、闭阀瓣，结构相对比较简单，无熔盐残留死角，无需外部动力，故障率低。

  该产品国产化后，不仅作为熔盐专用阀门提高了运行可靠性，同时也降低了成本。有关数据显示，对于100兆瓦光热电站而言，此项可节省投资近500万元。

  2017年，哈尔滨锅炉厂与浙江大学、山东电力建设第三工程公司合作，在浙江大学联合搭建了塔式光热实验平台。该平台试验运行过程中熔盐最低温度为235摄氏度，最高温度为565摄氏度，所用26台熔盐阀门全部采用佳洁能产品。试验台运行45个月，启闭顺畅，调节性能较好，达到设计要求。“佳洁能熔盐阀可以满足光热发电集热储热换热系统使用。”该项目负责人、浙江大学热能工程研究所教授周昊说。

  据悉，首航一期二期项目改造大范围采用佳洁能熔盐调节阀、截止阀、蝶阀等。“佳洁能于2019年5月投入项目的阀门使用效果良好，完全可以代替进口熔盐阀。”首航高科熔盐光热项目技术负责人在《佳洁能熔盐阀使用评价》中表示。

  2019年4月15日，兰州大成敦煌50兆瓦光热发电示范项目首批运行集热系统建成，并成功实现550摄氏度高温运行测试，系统各项指标均达到设计要求。该系统所用熔盐阀门皆为佳洁能国产熔盐阀。

  得益于国产熔盐阀在实验系统的成功应用，兰州大成敦煌50兆瓦光热发电示范项目采用了佳洁能近200台的熔盐阀门，这也是国内首批光热发电示范项目较大规模采用国产熔盐阀，为后续光热发电关键技术国产化开了个好头。

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