發(fā)布者:陳金環(huán) | 來(lái)源:北京佳潔能新節(jié)能技術(shù)有限公司 | 0評(píng)論 | 7170查看 | 2018-01-31 15:22:00
傳統(tǒng)槽式為槽式導(dǎo)熱油,熔鹽槽式(包括菲涅爾熔鹽)主要區(qū)別是把傳統(tǒng)導(dǎo)熱介質(zhì)換成熔鹽,減少了一次油鹽換熱,由于熔鹽的使用溫度可以達(dá)到565℃,可以帶來(lái)更高的蒸汽溫度,可以提高汽輪機(jī)的效率,提高發(fā)電量。同時(shí)也降低了儲(chǔ)熱系統(tǒng)容量和投資。采用熔鹽作為傳熱儲(chǔ)熱介質(zhì),后續(xù)的集熱儲(chǔ)熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)的溫度變得更高,集熱儲(chǔ)熱島設(shè)備的耐溫、耐腐蝕可靠性要求更高。
業(yè)界普遍認(rèn)為由于熔鹽槽式(包括菲涅爾熔鹽)電站儲(chǔ)熱、換熱系統(tǒng)設(shè)備、管路眾多,分散布置,對(duì)于設(shè)備本身及防凝系統(tǒng)都是很大的考驗(yàn),其實(shí)從國(guó)內(nèi)外試驗(yàn)回路的情況來(lái)看,更多的問(wèn)題還是出現(xiàn)在熔鹽閥以及相關(guān)的測(cè)量計(jì)量設(shè)備的附件上,而且是客觀存在著的,假如像試驗(yàn)回路上這些熔鹽閥頻頻出現(xiàn)問(wèn)題,整個(gè)電站運(yùn)行本身就很困難,且頻繁的問(wèn)題還會(huì)導(dǎo)致防凝系統(tǒng)失效,導(dǎo)致整個(gè)電站停運(yùn),甚至設(shè)備報(bào)廢。
熔鹽槽式國(guó)內(nèi)外處于試驗(yàn)階段,以一個(gè)5萬(wàn)千瓦的槽式熔鹽電站為例,熔鹽管路長(zhǎng)達(dá)100多千米,就集熱島每個(gè)回路起碼設(shè)置一個(gè)進(jìn)口調(diào)節(jié)熔鹽閥,出口熔鹽關(guān)斷閥和排鹽閥,152個(gè)回路上設(shè)置著四百個(gè)熔鹽閥,加上安裝在儀表上的熔鹽幾百個(gè)儀表閥,如果哪個(gè)熔鹽閥出現(xiàn)失效或故障,該回路就得停運(yùn)排鹽更換閥門(mén),同時(shí)幾個(gè)或者更多同時(shí)出現(xiàn)問(wèn)題的可能還是存在的,由于現(xiàn)在的示范項(xiàng)目都采用進(jìn)口熔鹽閥,進(jìn)口產(chǎn)品價(jià)格高交貨周期長(zhǎng),備件不可能采購(gòu)得太多,如果沒(méi)有備件,該回路就得停運(yùn)幾個(gè)月甚至更長(zhǎng)時(shí)間,這樣電站就很難正常運(yùn)行,更不能談收益了。
業(yè)界大多數(shù)人說(shuō)如何實(shí)施經(jīng)濟(jì)的可靠的防凝措施是槽式熔鹽電站的成功關(guān)鍵。
槽式熔鹽晚上排空目前還沒(méi)有相對(duì)成熟的設(shè)計(jì)和經(jīng)驗(yàn),基本上采用熱熔鹽隔段時(shí)間通過(guò)熔鹽泵打到管道慢速運(yùn)行,讓管道及管道上相關(guān)設(shè)備溫度保持在熔鹽的熔點(diǎn)之上,不會(huì)因?yàn)闇囟鹊南陆祵?dǎo)致熔鹽結(jié)晶,再者管道及設(shè)備設(shè)置電伴熱,管道的凍堵幾率也是較小的。對(duì)于集熱島的集熱管與聚光系統(tǒng)運(yùn)行故障幾率很小,因此,槽式熔鹽主要故障應(yīng)該出在熔鹽閥上面。
熔鹽閥的可靠性安全性是槽式熔鹽電站的成功關(guān)鍵,主要體現(xiàn)在閥的本身質(zhì)量和防凝措施。
熔鹽閥自身的可靠性安全性是首要關(guān)鍵,一個(gè)本身有問(wèn)題的熔鹽閥防凝措施再好也是沒(méi)有用的。熔鹽閥在其工況下存在著介質(zhì)高溫、介質(zhì)腐蝕、介質(zhì)熔點(diǎn)較高、長(zhǎng)期冷熱交變及自然氣候的冷凝現(xiàn)象等問(wèn)題,現(xiàn)實(shí)中的熔鹽閥是不堵即漏,閥門(mén)內(nèi)漏外漏、閥桿變形、汽蝕等現(xiàn)象普遍存在。因此我們必須攻克熔鹽閥防凍堵技術(shù)、熔鹽閥高溫調(diào)節(jié)可靠性技術(shù)、高溫防腐蝕密封技術(shù)、冷熱交變材料匹配技術(shù)、高溫?zé)釕?yīng)力評(píng)定和最大飽和蒸汽壓測(cè)定、電伴熱設(shè)計(jì)技術(shù)。
其次做好熔鹽閥的防凝措施確保熔鹽閥的可靠性安全性。目前大家普遍認(rèn)為閥門(mén)的防凝與管道的伴熱一起做,通過(guò)伴熱帶給熔鹽閥加熱,如果熔鹽閥伴熱拿出來(lái)單獨(dú)做一個(gè)系統(tǒng),給項(xiàng)目增加了一定的投資。其實(shí)熔鹽閥與管道的伴熱是有很大本質(zhì)上的區(qū)別,管道半身完全在保溫層的包裹中,管道本身壁厚比較薄,伴熱帶可以滿(mǎn)足要求,不會(huì)導(dǎo)致管道殘留的熔鹽不至于結(jié)晶。但熔鹽閥與管道有著很大的不同,首先熔鹽閥的閥桿及閥體支架無(wú)法做保溫措施,等于是一個(gè)散熱體;其次由于閥門(mén)是個(gè)承壓件,溫度壓力等級(jí)與閥體壁厚有很大的關(guān)系,小口徑閥門(mén)都采用鍛造體,即使是大一點(diǎn)的口徑采用鑄造體,壁厚都在十好幾個(gè)厚;其三受到閥體的體積影響,纏繞在閥體上的伴熱帶是有限,一米的伴熱帶正常的功率在80W左右,我們?cè)?jīng)在DN100的熔鹽閥做過(guò)試驗(yàn),閥體保溫層200mm,常溫下要讓閥體溫度升到280℃,需要用時(shí)18~20個(gè)小時(shí),假如遇到一個(gè)回路檢修重新運(yùn)行,需要回路管道上設(shè)備的溫度要上升到熔鹽的熔點(diǎn)之上才能注鹽,那采用這種伴熱方案,就得等上近二十個(gè)小時(shí),浪費(fèi)太多時(shí)間;閥體在沒(méi)有伴熱的作用下從280℃自然降到230℃,用時(shí)2個(gè)小時(shí)左右。從實(shí)驗(yàn)情況來(lái)看,對(duì)于DN100以下的熔鹽閥,閥體的散熱量大于補(bǔ)充的伴熱量,采用伴熱帶做熔鹽閥的防凝帶有一定的風(fēng)險(xiǎn)的;其四管道一般是不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題的,不需要更換,作為熔鹽閥肯定是有更換的時(shí)候,如果伴熱與管道伴熱連在一起做,更換閥門(mén)時(shí)勢(shì)必會(huì)破壞到管道的伴熱線(xiàn),造成不必要的麻煩。
針對(duì)槽式熔鹽集熱島熔鹽閥的問(wèn)題,我們公司通過(guò)與科研單位合作,研制的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型熔鹽閥,其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是熔鹽閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為Y型,近似直線(xiàn)的流道和自清潔防汽蝕的閥芯設(shè)計(jì),減少壓降,消除沉降作用和腐蝕作用,有效防止熔鹽殘留;波紋管設(shè)置在閥腔內(nèi),受壓及溫度一致,閥桿長(zhǎng)度較T型閥低得多;沒(méi)有閥帽、墊片或壓力密封件,閥桿具有四道密封,保證介質(zhì)不會(huì)外漏,確保熔鹽閥的可靠性和安全性。同時(shí)我們的熔鹽閥采用一個(gè)系統(tǒng)單獨(dú)伴熱和獨(dú)立控制系統(tǒng),方式采用電加熱。通過(guò)與電加熱器廠家合作,計(jì)算閥體的合理伴熱功率,減少電站廠用電。我們采取一個(gè)PLC連接相鄰的幾十個(gè)熔鹽閥,一個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)熔鹽閥,然后PLC通過(guò)遠(yuǎn)程信號(hào)與中控連接,當(dāng)伴熱出現(xiàn)故障時(shí),檢查PLC就能及時(shí)找出伴熱故障的熔鹽閥,方便檢修維護(hù),確保了熔鹽閥的防凝措施的可靠性安全性。
一個(gè)槽式熔鹽電站,如果集熱島能正常運(yùn)行,常規(guī)島和儲(chǔ)熱換熱島和塔式基本一樣的,就可以說(shuō)槽式熔鹽是成功的,只是發(fā)電量達(dá)到設(shè)計(jì)值和其他技術(shù)路線(xiàn)一樣,要通過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的各個(gè)系統(tǒng)的聯(lián)合調(diào)試了。
實(shí)施經(jīng)濟(jì)的可靠的防凝措施是槽式熔鹽電站的成功關(guān)鍵,說(shuō)到底還是熔鹽閥的可靠性安全性是槽式熔鹽電站的成功關(guān)鍵。
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