——CSPPLAZA第二期會員單位巡回調研·走進浙江高中壓閥門有限公司
CSPPLAZA光熱發電網報道:“以八十年代主要從法國進口的用于氧化鋁高壓溶出的料漿閥為例,10″sJs545Y400Lb產品,當時進口產品價格超過30萬,但我們國產化研發成功之后,成功把該產品價格拉低至8萬左右。同樣,中國光熱發電產業若要實現大規模發展也離不開熔鹽閥等關鍵產品的國產化。目前,因為前期研發需要巨額投入,現階段我們并不看重利潤,更關注是否能夠真正實現光熱發電關鍵設備的成功國產化,從而促進中國光熱發電產業的良好發展。”浙江高中壓閥門有限公司(簡稱“高中壓閥門”)董事長邢生貴向調研團如是表示。
圖:高中壓閥門成功打破國外壟斷的料漿閥產品
11月8日,CSPPLAZA會員單位巡回調研第二期走進擁有五十多年閥門制造歷史的高中壓閥門,董事長邢生貴、技術處處長戴志偉、銷售處劉永紅、吳王丹蕾等接待了調研團一行。
據了解,當前國產熔鹽閥生產所需材料和設計理論都已經具備,價格較進口產品也更低,但很多國內供應商普遍缺乏應用業績,產品可靠性未經充分驗證,這成為光熱項目業主和EPC采購國產熔鹽閥的主要障礙。
但對于進入中國光熱發電市場較早的高中壓閥門來說,應用業績似乎并非短板甚至成為優勢。事實上,憑借50多年的特種閥門生產經驗,高中壓閥門目前已成功獲得國內多個光熱項目熔鹽閥訂單,且產品已在國內某商業化光熱項目中經過了26個月的商業化運行驗證。
秉承國產化理念 力促光熱發電熔鹽閥國產化并拿下多個訂單
據邢生貴介紹,從創建以來,高中壓閥門便始終致力于閥門的國產化發展。
作為原國家機械工業部定點的高中壓閥門生產廠,創建于1953年的高中壓閥門多次承擔特殊應用領域閥門產品的國產化任務,也多次成功打破國外技術封鎖,上文提到的礦山開采料漿閥便是其中的經典產品之一。
2013年,高中壓閥門通過國內某光熱發電項目接觸到光熱發電行業,同時敏銳地意識到該市場未來具有較大的發展潛力,自此開始長期致力光熱發電熔鹽閥產品的研發。
值得一提的是,長久以來尿素工業常用的保溫閥產品是高中壓閥門的主打產品,其與熔鹽閥相似,流通介質也具有腐蝕性和易結晶等特點。得益于尿素保溫閥產品的豐富設計與制造經驗,高中壓閥門在切入光熱發電高溫熔鹽閥領域時更具優勢。
同時,在可再生能源產業普遍面臨平價上網壓力的能源大環境下,目前仍處于示范階段的中國光熱發電行業發電成本依舊高企,整個產業鏈面臨非常迫切和較大的降本壓力。作為光熱電站中的關鍵設備,熔鹽閥等產品目前通過進口價格相對較高,國產化是擺脫對進口產品的依賴,降低成本的重要途徑。
邢生貴表示,當前,進口熔鹽截止閥產品相比國產化產品價格約高出十倍,國內項目采購進口熔鹽閥產品交貨期較長,售后服務較難保證。高中壓閥門熔鹽閥生產周期約45天,擁有國內多個項目供貨經驗和商業化運行經驗,在保證產品質量前提下,通過國產化進一步降低產品價格。”
截止目前,憑借在閥門領域的多年經驗積累和積極創新,高中壓閥門成功研制出光熱電站專用的Y型熔鹽截止閥并已獲得國家實用新型專利,且應用在國內某商業化光熱項目中至今已達26個月,運行情況良好。此外,該Y型熔鹽截止閥產品已成功中標玉門鑫能50MW塔式光熱發電項目與國內另一座50MW塔式光熱發電示范項目。
圖:高中壓閥門熔鹽閥產品
為何選擇Y型截止閥設計?針對特殊工況采用哪些措施應對?
在光熱發電系統上,熔鹽作為儲熱介質被廣泛應用,據了解,熔鹽閥在制造和選型過程中應注意以下三點:
一:熔鹽238℃結晶特性,為了防止熔鹽結晶,在設計熔鹽閥的時候,應盡量在閥門內部減少鈍邊、拐角類結構,保證閥門的壁厚均勻,以防止出現熱量傳遞不均,產生閥門內局部熔鹽結晶的現象;
二:熔鹽粘度大特性,熔鹽在600℃的時候流動性能較差,在閥門設計的時候應選擇流阻較小類型的閥門;
三:熔鹽儲熱后高溫特性,熔鹽儲熱后溫度高達600℃左右,而普通的石墨填料在高于350℃的熔鹽中侵蝕嚴重。
從閥門形式來看,熔鹽閥主要包括閘閥、截止閥以及蝶閥等幾種形式。其中,截止閥密封性能好,閥門內部平滑,不容易卡澀,占用空間相對較小,關閉時中腔不容易存壓,適用小于口徑300以下的熔鹽管道。但在光熱發電特殊的運行工況下,截止閥存在一定的流阻,閥體下半部分可能存留積液無法徹底排放,溫度小于200℃時容易固化,導致閥門堵塞。
高中壓閥門根據以往保溫閥以及料漿閥的設計理論以及實際運行結果分析,再結合熔鹽的特殊特性設計了一種滿足光熱發電系統實際工況的閥門——Y型熔鹽截止閥。
圖:三種閥門閥體結構
針對熔鹽238℃結晶特性和粘度大特性,高中壓閥門最終選擇了Y型熔鹽截止閥。普通截止閥由于流阻系數非常大,不易熔鹽的流通,很容易在閥門密封面堆積結晶,從而影響閥門密封。而Y型截止閥雖然流阻比閘閥稍大,但高中壓閥門在設計Y型截止閥閥體時,適當地將閥體通道口縮徑,從而加快熔鹽通過閥門密封面的流速,防止熔鹽在密封面堆積結晶。
針對熔鹽儲熱后溫度高達600℃,普通的石墨填料無法使用的特性。高中壓閥門在設計時,適當加長了位于填料墊底面與法蘭頂面之間的支撐部高度,并通過仿真模擬,保證閥門最底端的填料的溫度在350℃以下。同時公司采用了組合式的填料,解決了熔鹽儲熱后溫度高,石墨填料無法使用這一難題。
圖:高中壓閥門生產的光熱發電用熔鹽閥蓋
邢生貴介紹,“在抗結晶方面,高中壓閥門根據八十年代與浙江大學的閥門流阻實驗中得出的結論,優化了閥門的結構,可以更好地控制流體速度,適當加長了位于填料墊底面與法蘭頂面之間的支撐部高度,增加填料個數,減少了閥體內部承壓,閥桿部分不易結晶。”
圖:調研團合影
關于浙江高中壓閥門有限公司:
浙江高中壓閥門有限公司屬國家重點扶持的高新技術企業,原國家機械工業部定點的高中壓閥門生產廠,國家特種設備制造許可單位,國家電力公司、中國水利電力物資有限公司閥門供應網絡成員單位,中國石油天然氣集團公司一級供應網絡成員單位,浙江省火電建設公司合格供方單位,中國鋁業股份有限公司供應商、機電產品自營進出口企業,具有五十多年的閥門設計、開發、生產、服務的歷史和經驗。
公司產品主要按GB、APIANSI、BS、DIN、NF、JIS、JPI等國內外標準生產鑄鋼、鍛鋼等各類品種閘閥、截止閥、止回閥、球閥、蝶閥、電站閥、料漿閥、放料閥、排污閥、保溫閥、美標閥等多個系列的碳鋼、不銹鋼、合金鋼閥門,以及為航空航天設計研究院制造的大型切斷閥、調節閥、大型平板水冷閘閥等特種閥門,都屬國內首例,并申請多個專利。閥門規格有公稱通徑6~2000mm,公稱壓力1.0~42.0MPa,工作溫度-40~750℃。API美標閥門口徑2~24in,壓力等級150~2500Lb。也可按顧客要求設計、生產特殊要求的非標閥門。