光热电站熔盐阀国产化渐成气候
来源:CSPPLAZA光热发电网 | 0评论 | 1293查看 | 2017-09-06 18:58:00    
      ——CSPPLAZA会员单位巡回调研走进北京佳洁能新节能技术有限公司

  CSPPLAZA光热发电网讯:“我们迫切希望国内首批示范项目能够多给予国产熔盐阀一些机会。比如在200台熔盐阀的需求量中,即使分给国产熔盐阀10台的份额,这对国内厂商而言已经是极大的机遇。只有拥有实际案例,国产熔盐阀才能及时发现不足,然后才能在国外垄断的熔盐阀市场中逐步提高竞争力。”北京佳洁能新节能技术有限公司(以下简称北京佳洁能)陈金环座谈会上呼吁道。

  上述座谈会举办于9月4日下午,是CSPPLAZA会员单位全国性巡回调研活动第一阶段的第八站——北京佳洁能新节能技术有限公司(以下简称“北京佳洁能”)的主要构成部分,此次系列调研活动由CSPPLAZA主办、北京天瑞星光热技术有限公司协办。

  由于CSPPLAZA会员单位北京佳洁能与苏州的德兰能源科技有限公司(以下简称苏州德兰)于2016年5月在苏州签订长期战略合作伙伴关系,并在此前联合组建了一支针对光热发电储热传热熔盐阀研发团队。因此,此次针对北京佳洁能的调研在苏州德兰开展。

  图:调研团合影

  光热电站熔盐阀必备哪“四好”?

  相对于其他介质,熔盐的运行温度更高,更有利于提升光热电站的整体运行效率。因此,就目前而言,熔盐不论作为传热介质,还是储热介质,其赢得的关注热度和应用规模都十分领先。但是熔盐的高熔点、腐蚀性等特质使得系统的运行工况条件更为复杂,对整个电站上的相关设备都提出了更高的挑战。

  熔盐阀作为光热发电站中的关键设备,由于具有一定技术难度,再加上此前国内市场始终未能兴起,一直以来这一市场都被海外企业垄断。为了进一步降低成本,提升光热设备的国产化率,熔盐阀生产商北京佳洁能与产业链上的其他供货商一样,数年来投入大量的研发资金,以实现熔盐阀产品的品质和性能的大幅提高。

  北京佳洁能董事长陈金环指出,在为光热电站采购熔盐阀时,如果只按照通用阀门的温度压力等级来进行选择,是远远不够的,高温熔盐的腐蚀性给光热电站熔盐阀和相关装备都提出了更高的要求。

  据了解,光热电站中熔盐阀必须具备“四好”——流动性好、密封性好、耐腐蚀性好以及启闭与调节性能好。其中启闭与调节方面是目前最易出现问题的地方。熔盐阀在较低温度时开关、调节均无问题,但温度一旦达到500摄氏度以上,其调节难度将大大增强。因此,界定熔盐阀品质好坏的最简单的方法就是观察其在高运行温度下能否开关自如。

  为更好地检测与证明熔盐阀产品质量,会上有专家指出,光热电站熔盐阀的检测模式可借鉴核电用阀门。以截止阀为例,可预先设定正常开关3000次的指标,辅以相应的温度、压力、测试时间等相关测试要求,通过第三方检测机构召开鉴定会,最终证明试验通过,此后产品便可运用于实际项目中。光热用熔盐阀可借鉴相关方式,通过数据报道,真实反应产品性能。

  现有熔盐阀普遍存在的5种问题

  陈金环介绍道,目前项目上所使用的熔盐阀普遍存在一些问题,具体主要包括:1、熔盐残留在阀体内部,造成阀体内漏;2、波纹管上端部分熔盐结晶;3、填料盒被腐蚀;4、阀杆变形以及高温卡涩。调节杆阀杆通常比关断阀阀杆细得多,德兰根据实验经验认为,调节阀阀杆比较细,存在热交变,在阀杆材料选择上要慎重;5、熔盐气蚀现象。

  针对气蚀现象,陈金环展开了具体的说明。如果阀门上的压差大于了介质的最大饱和压差(△Pmax),那么就会产生闪蒸,由此再产生汽蚀,并对阀门内部及相邻近的管道结构造成破坏。判断是否会出现汽蚀现象,简单的方法是:P1-P2值小于最大熔盐饱和蒸汽压(△Pmax),这时就不会产生汽蚀现象。那么熔盐饱和蒸汽压是多少呢,这就要求阀门厂与有条件的科研部门合作测试。没有此参数,只能从阀门的结构选择,提高材料的机械性能来防止汽蚀。对此,佳洁能与上海应用物理所建立了合作研发关系,测试熔盐饱和蒸气压相关参数及其他方面相关参数并应用到实际生产上。

  从最初进入光热领域到现在为止,佳洁能在人力、资金方面投入颇多,虽然截止目前尚未赢得示范项目实质性订单,但陈金环认为,在国内厂商的不懈努力下,熔盐阀的国产化必然是大势所趋,光热熔盐阀市场被外企垄断的局面也一定被改变。

  图:座谈会现场

  谈及佳洁能在光热领域的经历,陈金环分享道,“在2015年8月,在某个15MW光热发电项目中,我们注意到了调节阀的发展空间,由此正式进入了光热发电领域的阀门生产领域,进行熔盐阀攻关,至今已在熔盐阀的研发上投入了约四百万的资金。”陈金环表示,“目前,佳洁能熔盐阀产品参与了多项实验平台及测试回路测试:与国外公司达成合作,在国外某电站进行试用;兰州大成10MW试验回路也采用佳洁能的熔盐阀,山东电建三委托浙大热能研究所进行的塔式回路项目测试中所有熔盐阀都由佳洁能提供;和上海交通大学太阳能中心与华东理工大学等均有合作。目前佳洁能正在承担一个带蓄热超临界二氧化碳太阳能发电试验回路高温调节阀的研发,该回路中的高温罐温度可达720℃,低温罐达520℃,盐的熔点在450℃左右。这一研发的成功将可有力佐证佳洁能作为国产熔盐阀的超高品质。而在此前,佳洁能熔盐阀门在测试平台中应用时间最久的要属在中科院实验平台上的实验:在300-570摄氏度温度范围内,无故障测试使用1个月。同时获得多项有关熔盐阀的发明专利和实用专利。

  “我们迫切希望国内首批示范项目能够多给予国产熔盐阀一些机会。比如在200台熔盐阀的需求量中,即使分给国产熔盐阀10台的份额,这对国内厂商而言已经是极大的机遇。只有拥有实际案例,国产熔盐阀才能进行进一步优化,才能在国外垄断的熔盐阀市场中逐步提高竞争力。”陈金环表示。

  光热电站熔盐阀发展中的两大问题与三大优化方向

  针对目前国内熔盐阀市场的发展现状,陈金环提出了最值得注意的两点:高额的研发经费以及低价中标的普遍现象。

  “熔盐阀在测试应用中1个小时需要1000度电,一天需要2万多度,试验的经费支出相当大。”

  而针对最低价中标,他认为最重要原因是由于缺乏严格的技术门槛。对此,他表示:“目前熔盐阀产品招标首先应要求供应商拥有小型测试回路业绩,其次是技术要求,且这一要求不能是口说无凭的温度、压力范围,必须设定具体的指标要求。”

  围绕上述两大问题以及多年的从业经验,陈金环对国内熔盐阀发展给出3点建议:

  1、优化熔盐管线设计,选择合适的熔盐阀,减少阻力损失,节约能源。尤其是槽式熔盐技术路线,熔盐阀数量特别多,对于降低冻堵风险和自用电是很有帮助。

  2、熔盐的冻堵是光热发电储能系统最致命的事情,堵了严重影响系统的安全性,但关键你得知道它堵在哪里,除了充分考虑熔盐的自身特性外,重视管道的布置和阀门的选型,可有利克服或者说降低堵的风险。

  3、热电厂的自用电占比是(8~10)%,光热还要加上电伴热的用电量2.4%(这个数据仅针对塔式技术路线),自用电的占比超过12%,自用电占比降低一个百分比,按4000小时计算,那是千万元级。建议熔盐阀单独做伴热,与管道伴热分开,设置一个独立的控制系统。

  佳洁能作为CSPPLAZA平台会员单位,董事长陈金环作为其代表在本次调研活动中接受了由CSPPLAZA主编颁发的会员单位牌匾。

  图:授牌图片

  来自沈阳市中色测温仪表材料研究所有限公司、北京天瑞星光热技
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