在熔鹽光熱技術中,熔鹽閥門占有舉足輕重的地位。據了解,熔鹽閥門一直被國際少數品牌壟斷,首批發電的示范項目熔鹽閥門大多依賴進口。該閥門價格昂貴,交貨周期長,售后亦無保障,交貨周期更是被無限期延長,售后服務更是無從談起。
熔鹽閥門作為熔鹽光熱電站中的關鍵設備,不僅要在復雜苛刻的工況下運行,還要避免閥門內漏外漏、啟閉卡澀及沖蝕等問題。熔鹽閥的可靠性和安全性關乎整個電站的正常運行和電站效益的保證,關鍵部位熔鹽閥出了問題,可能導致整個電站停運,很可能拖累整個工程,熔鹽系統對高溫熔鹽閥的質量提出了相當高的要求。熔鹽閥選擇不當,將給后面運維帶來很大的工作量,且電站效益大打折扣。
作為領先的光熱發電熔鹽控制閥技術解決方案提供商,北京佳潔能是國內最早致力于在光熱發電行業中為用戶和合作伙伴提供優質、專業、可靠的熔鹽控制閥產品及改造維修等相關的服務。佳潔能與蘇州德蘭能源科技股份有限公司聯合開發,通過與中國科學院上海應用物理研究所、浙江大學等科研院所合作,為多個熔鹽試驗回路提供各種高溫熔鹽閥,并為多個首批示范項目提供了熔鹽截止閥、熔鹽調節閥、熔鹽儀表閥、熔鹽大壓差調節閥及進口品牌熔鹽閥維修,熔鹽閥供貨已近300臺,最大口徑22",大部分已無故障運行時間超過兩年。
通過多年持續性投入和不斷研發攻關,截至目前,北京佳潔能擁有十多項授權專利,可為各種技術路線的光熱電站提供壓力150lb~2500lb、最高工作溫度720℃、通徑1"~26"的各種高溫熔鹽閥產品及熔鹽系統改造維修服務。
抓住“硬骨頭”--專注嚴苛工況熔鹽閥研發
熔鹽閥在國際國內并無設計規范和制造標準等體系,屬于空白,對于閥門設計制造廠家來說更是一個陌生的領域。早在2016年,佳潔能與蘇州德蘭建立研發團隊,并與科研院所加強合作,通過持續的人力物力財力的投入,已獲得十多項熔鹽閥國家授權專利。
其中與中科院上海應用物理研究所合作研發,熔鹽制備上截止閥,MCSH超高溫熔鹽調節閥等先后應用在各自系統上。MCSH超高溫熔鹽調節閥工作溫度達到720℃,也是行業里從未涉及到的熔鹽高溫工況。
2017年,哈鍋與浙江大學、山東電力建設第三工程公司共同合作,在浙江大學校內聯合搭建了一個塔式光熱實驗平臺,該平臺主要進行熔鹽儲熱釋熱試驗,試驗運行過程中熔鹽最低溫度為235攝氏度,最高溫度為565攝氏度,所用熔鹽閥門26臺全部采用佳潔能的產品。試驗臺從2018年6月開始運行至今,運行期間無出現內漏和外漏,無出現動作滯澀等質量問題,啟閉順暢,調節性能較好,達到設計要求。佳潔能熔鹽閥可以滿足光熱發電集熱儲熱換熱系統使用,該項目負責人浙江大學熱能工程研究所教授周昊對佳潔能熔鹽閥給予高度評價。
2021年,首航高科與西交大合作的高溫吸熱器項目,所涉及的是另一種熔點更高的熔鹽,使用溫度更高。佳潔能和德蘭團隊從材料選擇,閥門結構的設計,以及密封填料等方面進行優化,并于2021年年底順利交貨。
以現場改造為抓手--實現熔鹽閥關鍵技術國產化
作為熔鹽儲罐的熔鹽泵出口,為了防止泵停機反轉,熔鹽光熱系統需要一臺熔鹽專用逆止閥做保護。由于在第一批光熱示范項目期間,放眼全球都找不到適用熔鹽的逆止閥,所以大部分熔鹽光熱示范項目只能在冷泵和熱泵出口都選用進口品牌電液動快關蝶閥代替逆止閥。電液動快關蝶閥液壓驅動裝置由液壓泵站、控制閥組、蓄能器、快速油缸、電氣控制箱等5部分組成,系統復雜,實際運行中故障不少,且價格昂貴。
針對這種情況,佳潔能與蘇州德蘭技術團隊與項目現場技術團隊協作開發出一種新型熔鹽專用逆止閥。該閥門依靠介質本身流動而自動開、閉閥瓣,用來防止介質倒流,結構簡單,無熔鹽殘留死角,無需外部動力,故障率極低。并在某10MW和100MW光熱項目上運行兩年多時間,效果非常好。
塔式下降管大壓差調節閥是塔式光熱發電熔鹽系統工況最苛刻的調節閥之一,是保證電站正常運行的關鍵。至少包括以下工況:最大流量工況,額定流量工況,最小流量工況,既是流量調節,又嚴控進熱罐熱熔鹽的壓力;同時還有熔鹽系統啟動吸熱器充鹽工況,熔鹽介質逆流工況,熔鹽系統停運疏鹽工況等多種工況。2018年底,佳潔能團隊針對某項目該閥出現一些問題,通過和項目技術人員充分溝通,了解現場實際運行工況,技術團隊經過多月努力,終于取得了重大技術突破,驗證樣機發到現場安裝,經過多年的運行,該閥并無出現閥內件沖刷和汽蝕、調節卡澀等現象,流量曲線并無發生改變,反饋反復出現給定區間上下波動、跳變的現象得到了解決,運行可靠,調節性能良好。
在首航的一期二期項目改造上,大范圍采用佳潔能熔鹽閥門,運行良好,未出現故障。“佳潔能于2019年5月投入項目的閥門使用效果良好,就使用情況來看,國產熔鹽閥完全可以代替進口熔鹽閥。”首航高科熔鹽光熱項目技術負責人于2021年12月4日在《佳潔能熔鹽閥使用評價》文件中表示。
以運行業績為基礎---讓更多用戶關注國產熔鹽閥
光熱發電是新時代下建設新型能源體系的有效支撐,推動光熱發電與風電、光伏發電基地一體化建設運行,可有效提升新能源發電的穩定性和可靠性。目前越來越多的光熱項目業主開始接受并采用國產熔鹽閥。用戶接受國產化,到信任國產化,再到徹底國產化是一個循序暫進的過程,作為相關的公司,目前要做的是讓用戶看到實際的應用運行效果,打消用戶心中的顧慮,而不是白菜價的競爭,甚至會把行業推進死胡同。
表:佳潔能相關業績
2019年4月15日,蘭州大成敦煌50兆瓦發電示范項目首批運行集熱系統建成,并成功實現550攝氏度高溫運行測試,系統各項指標均達到設計要求。該系統所用熔鹽閥門皆為佳潔能國產熔鹽閥。在此基礎上,蘭州大成敦煌50兆瓦光熱發電示范項目采用了佳潔能近200臺閥門,這也是國內首批光熱發電示范項目較大規模采用國產熔鹽閥。
佳潔能熔鹽閥驕人的成績得到了電力領域媒介平臺的多方關注。2022年3月22日《中國電力報》以《熔鑄示范“利劍”——佳潔能攻破高溫熔鹽卡脖子技術,助力光熱關鍵技術國產化進程》為題、5月2日《中國能源報》以《高溫熔鹽閥突破關鍵技術》為題進行專題報道佳潔能熔鹽閥,并在人民網同時轉載。
通過多年持續性投入和不斷研發攻關,截至目前,北京佳潔能擁有十多項授權專利,可為各種技術路線的光熱電站提供壓力150lb~2500lb、最高工作溫度720℃、通徑1"~26"的各種高溫熔鹽閥產品及熔鹽系統改造維修服務。
針對大基地光熱光熱項目,佳潔能推出一個熔鹽閥門增值計劃:
1、整個光熱項目除熔鹽安全閥外,我們提供其他所有熔鹽閥總承包(不包括安裝),承諾熔鹽閥總價低于進口品牌近3000萬;
2、佳潔能承諾運行5年之內所有配件是免費提供并提供免費現場服務;
3、定期不定期派出技術服務人員到現場,與現場運維技術人員對熔鹽閥進行維護;
4、運行5年后配件收取成本費,并派技術人員協作現場運維人員進行更換或維修。
佳潔能積極參與標準制定,其中參與中廣核和中南院主編的《光伏與熔鹽儲能一體化發電設計導則》,后續將參與多個公司熔鹽閥相關課題及超高溫(800℃以上)熔鹽閥的合作研發。
佳潔能團隊將繼續與科研院所、終端用戶、工程公司和設計院合作,加大研發力度,繼續致力于熔鹽閥整機的國產自主創新,不斷提高解決制約光熱熔鹽積儲換熱系統的熔鹽閥難題能力,為熔鹽儲能各種技術路線制定滿足工況要求的解決方案。