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从试验回路走上光热发电示范项目的国产化熔盐阀

2019.09.11 来自:佳洁能

熔盐阀个头虽小,由于熔盐介质工况苛刻,熔盐控制阀出问题,很可能拖累整个工程,这也是导致国内示范项目宁可选购昂贵的进口阀门。熔盐阀可靠性和安全性关乎整个电站的正常运行和电站效益的保证。一个100MW光热电站,一天收益就是100万,如果因为重要部位熔盐阀出了问题,这一天100万就没了,如果没有备品备件,那就不知道要损失多少个100万了。因此对光热电站来说,熔盐阀的可靠性显得尤为重要。


北京佳洁能新节能技术有限公司与苏州德兰能源科技股份有限公司组建了一支针对光热发电集热储热高温熔盐阀研发团队,联合相关科研院所建立联合研发合作,经过潜心研究,在公司领先的高温高压Globe阀的基础上,开发出具有自主知识产权的应用于光热发电集热储热系统的Y型高温熔盐阀和塔式下降管大压差熔盐调节阀

Y型高温熔盐控制阀



  • Y 型阀结构,可以水平和垂直安装,减少因在垂直管道上安装导致熔盐大量残留。同时采用公司专利,进口端与出口段有一定的斜度向两边管道倾斜,加上近似直线的流道,熔盐不易存留阀座与阀腔。
  • 阀瓣密封面对焊硬质合金,该合金具有极佳的综合机械特性,耐磨损,耐冲蚀,可保持阀门长久的使用寿命。
  • 阀体中腔导向的阀瓣具有上下导引环,阀瓣的顶部和底部同时导向,构成全程在阀体中腔导向的活塞式阀瓣,可以消除因各种受力情况下产生的卡死,表面擦伤,阀瓣震颤等现象。阀瓣底部的导引环可以使流体近似直线的方式通过,有效的消除侧面冲击引起阀门故障。
  • 倾斜阀杆的构造和最佳的流道形状设计使介质近似直线的方式流动,阀门具有较高的 Cv 值和较低的压头损失。
  • 阀门本体上以特殊工艺堆焊硬质合金密封面,结构更紧凑,锥形密封面设计使较小的轴向力就可密封,能提供可靠耐久的密封效果。
  • 高精度的阀杆减少阀杆对填料的磨损,填料函采用特殊的结构,采用两层密封形式,达到延长填料的使用寿命。
  • 阀盖与阀体连接处密封采用航天级专用 C 型圈,保证熔盐不会从阀盖与阀体连接处泄漏。
  • 阀颈不需要电伴热,较好的流通性能,给用户节省大量的厂用电。


Y型高温熔盐截止阀和调节阀在兰州大成50MW示范项目首批运行集热系统以及多个试验回路成功应用。

大成项目首批运行集热系统

大压差熔盐调节阀

塔式电站下降管至热罐的调节阀工况是全厂最恶劣,除了要求耐高温耐腐蚀以外,最重要的还是克服在各种流量工况下阀后的压力保持在一定的范围所产生的高压差,耐冲刷、耐汽蚀是该阀的技术难点。之前项目上使用的套筒式或单座式结构的调节阀在该工况可靠性较差,使用寿命短,很难保证长期可靠运行。

团队利用获得上海市科技进步一等奖的《极端工况高端阀门关键技术及应用》的先进技术,结合熔盐物性和具体工况,通过计算机模拟计算,对材料腐蚀性能、力学评定、冷热交变材料匹配等方面进行分析,成功研发出一种新型的适用塔式技术路线的熔盐调节阀--循环对流熔盐调节阀。该调节阀具有较大抗汽蚀、抗冲刷、抗卡死、抗堵塞功能,特别适应塔式电站特殊位置调节阀,保证该系统的可靠性和安全性。

创新流速控制

最有效降压效果

抗堵塞功能

抗卡死结构

抗冲刷结构 

上海市科学技术进步一等奖

该阀在某10MW塔式光热示范项目得到成功应用,运行一年多无故障,各种性能达到或超过国外同类产品技术水平。

某10MW项目应用

持续科技创新,拓展服务领域

瞄准太阳能热发电更高温度利用的趋势,团队承担某科研单位研发超高温熔盐储能实验装置所需熔盐阀。该实验回路介质为高温熔盐,具有更高的熔点,工作温度达到730℃,高温熔盐对回路系统中水氧含量要求苛刻,阀门需要具备足够的密封性能,同时工作过程中还需要防止熔盐在阀门中发生冻堵,以防止阀门零部件发生损坏。该工况比光热电站的熔盐工况更加苛刻,具有盐的熔点更高、工作温度更高的特点,同时要求不采用昂贵的金属材料,使得后面规模化项目不增加大量投资。该批超高温熔盐控制阀已通过验收交付客户。

目前示范项目熔盐阀绝大部分采用进口产品,如果出现问题,现场不具备维修条件,需返厂维修,周期半年以上,且维修价格昂贵,与买个全新阀门差不多。公司具备各种熔盐阀的改造、维修能力,可对熔盐阀内件出现的各种问题提供维修服务,价格低交货期短。目前已获得某示范项目进口熔盐阀维修合同,部分维修好现场已安装使用。
 
经过持续性投入和不断研发攻关,截至目前,公司可为各种技术线路光热电站提供工作压力2500lb、最高工作温度730℃、公称通径DN15~DN600的高温熔盐截止阀、调节阀、仪表阀、蝶阀及导热油控制阀等产品。

公司希望与项目业主、设计院等建立良好长期合作关系,承担熔盐控制阀的改造维修与新的科研项目控制阀的研发。

应用案例-熔盐控制阀

  • 太阳能热发电聚光集热系统技术工程实验室(截止阀、调节阀)
  • 兰州大成50MW光热项目集热岛先期运行系统(截止阀、调节阀)
  • 浙大热能工程研究所塔式光热发电熔盐试验回路(截止阀、调节阀)
  • 中科院上海应用物理研究所高温熔盐试验回路(截止阀、调节阀)
  • 中科院上海应用物理研究所超高温(730℃)熔盐储能回路(调节阀)
  • 玉门鑫晨50MW光热示范项目1号模块(截止阀、调节阀)
  • 甘肃某10MW塔式光热发电项目(下降管大压差熔盐调节阀)
  • 甘肃某50MW光热示范项目(截止阀、调节阀)
  • 西北院哈密50MW光热示范项目(熔盐仪表截止阀)
  • 某光热发电示范项目高温高压熔盐控制阀维修(截止阀、调节阀)
  • 截止目前,公司为试验回路和多个示范项目提供熔盐控制阀超过210台


应用案例-常规岛控制阀

  • 北京兆阳15MW汽轮机旁路系统(高压旁路、低压旁路)
  • 青海海西州50MW塔式光热电站项目(常规岛高压调节阀)




相关线下活动:


第三届光热发电创新大会(2019.10.24-25,中国北京)

第十届光热发电中国聚焦大会(2020.3,中国北京)


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