打破国外垄断!川仪流量仪表攻克熔盐流量测量“卡脖子”难题
发布者:admin | 0评论 | 212查看 | 2026-08-21 11:22:46    

在成都举办的第十三届中国国际光热大会上,重庆川仪自动化股份有限公司流量仪表分公司(简称“川仪股份”)首席应用技术工程师申毅带来《攻克熔盐测量难点,打破垄断实现国产替代》主题分享,详解国产SFC系列高温超声波流量计研发历程、核心指标与落地实践效果,展示了我国光热发电熔盐测量装备自主化的重要突破。


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图:申 毅


背靠国机仪器仪表集团,打造仪器仪表“国家队”


川仪股份隶属于中国机械工业仪器仪表集团。该集团是世界500强、中央直管国有骨干企业中国机械工业集团有限公司的全资子公司,2025年4月正式挂牌成立,肩负打造仪器仪表自主可控产业链供应链的使命,旗下汇聚6家成员单位,兼顾制造企业与多家研究院所,打通产业与技术研发链条,是国内规模最大、产品门类最全、系统集成能力最强的综合性仪器仪表产业集群之一。


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国机仪器仪表集团揭牌现场


川仪股份源自三线建设,1965年搬迁至重庆,历经数十年发展,成长为国内经营规模领先、产品门类齐备、系统集成能力突出,集测量、分析、控制、工业软件研发制造与服务于一体的龙头企业。公司布局4个重庆产业园、1个上海产业园,拥有5300名员工,建有4个创新示范智能工厂、7个数字化车间、46条智能化生产线,是工信部首批智能化融合示范企业,承接600余项国家级重大项目,产品与服务覆盖全球260+客户,部件及电子元件国产化率超98%。


业务层面,川仪股份构建完整工业自动化解决方案,覆盖感知层测量分析设备、执行层执行机构、控制层控制系统及工业软件,同时拓展电气设备、电子信息材料、轨道交通装备等业务。流量仪表分公司作为核心业务单元,拥有国内门类最齐全的流量仪表产品线,产品广泛应用于核电、光热发电、流程工业等关键领域,曾承担多项国家重点研发计划、重大专项研发任务,积累深厚的高温介质测量技术储备。


直面熔盐工况痛点,破解行业“卡脖子”难题


光热发电、熔盐储能场景中,熔盐介质工况极其严苛:


高温特性:工作温度区间290‑565℃,远超常规流量仪表适用边界;


温度变化特性:温度波动可导致最高约最高15%的密度变化,直接影响测量精度;


凝固特性:介质低于220℃就会发生凝固,极易造成仪表腔体堵塞失效。


上述物性特点,远超常规流量仪表的适用边界,长期以来,高温熔盐流量测量装备高度依赖进口,制约国内光热与熔盐储能产业发展。


依托在核电高温介质流量测量领域的技术积淀,川仪股份将核电领域成熟的高温水、钠介质超声波流量计技术进行“核转民用”二次开发,推出SFC系列管段式高温超声波流量计,专门针对熔盐工况定制开发,打破国外产品垄断局面。


该产品采用时差法超声波测量原理,通过检测超声波顺流、逆流传播时间差计算介质流速,结合管道截面积得到体积流量,具备无压力损失、无运动部件、可双向测量、维护成本低的基础优势。


对比插入式、外夹式超声波流量计,管段式一体化结构优势显著:出厂整体标定可确保0.5级精度(插入式/外夹式一般最高仅1级),不受现场安装水平干扰,免维护可长期使用,支持双向测量,测量稳定性更强,更适配熔盐高温恶劣工况。


五大核心技术,适配熔盐极端工况


1、高温适应性设计:600℃耐温,模块化在线维护


采用金属波导耦合技术,设计耐温可达600℃,压力等级覆盖ANSI150#‑2500#;创新GH4145碟簧预紧结构、类万向节结构,搭配多层热管理材料与空气背衬隔热层,实现高温隔离,大幅降低声波高温衰减;模块化结构支持探头在线更换,不锈钢壳体可承受4mm/s振动,现场运维便捷。


2、集成电伴热保温:从根源避免熔盐凝固


自带电伴热功能,保证测量腔温度稳定维持在250℃以上,从根源上避免熔盐凝固堵塞测量面。


3、智能补偿算法:全工况精度±0.5%


实现温度-密度-声速实时补偿,抵消熔盐温度变化带来物性漂移误差,保障全工况测量精度可达±0.5%读数。


4、多声道流场优化技术:短直管段适配复杂工况


采用高斯-勒让德算法优化的四声道/八声道矩阵布局,通过多声道流速加权积分消除管道流速分布不均带来的测量偏差,适配项目现场空间受限场景。


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八声道流量计实物与多声道测量原理


同时设置冗余声道设计,单次更换探头带来测量误差仅±0.06%,累计十次更换误差仅±0.18%,几乎不影响生产运行,解决高温工况探头老化更换难题。


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单次更换探头


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十次更换探头


5、权威标定与智能自诊断:0.06级实验室校准,0.3级最高精度


依托CNAS认可国家级流量校准实验室完成出厂标定,实验室校准精度达0.06级,校准口径覆盖DN2-DN2400;设备内置完善自诊断体系,可对换能器、压力传感器、温度传感器、流量状态、数据交互进行全方位故障自检;防护等级IP66/IP67,量程比最高50:1,口径覆盖DN100‑DN1200,最高精度可达0.3级,满足室外工业现场使用需求。


多个重大项目落地,国产熔盐流量计经受实战检验


目前SFC系列高温超声波流量计已经在国内多个光热、熔盐储能标杆项目实现工程应用。


1.国家能源集团安徽宿州热电熔盐储能项目


在该项目中,川仪流量计在高温、腐蚀、振动、电磁干扰、流量大幅波动的复杂工况下稳定运行。现场运行数据显示,川仪流量计测量曲线与海外品牌产品变化趋势高度一致,与阀门开度变化精准对应,客户反馈设备测量可靠、人机交互友好、运维简单,性能满足项目全部技术要求。


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宿州热电熔盐储能项目

    

2、青豫直流10万千瓦光热工程


产品落地青豫直流光热工程,现场安装运行稳定,流量变化曲线跟踪精准,为光热电站熔盐系统控制提供可靠测量支撑。


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青豫直流光热项目现场安装情况


3.其他标杆项目


产品还应用于中科院上海应用物理研究所熔盐实验装置、三峡集团三峡皓日新能源项目、延庆50平米智能定日镜及镜场控制系统实证研究项目、中船重工集团新能源公司熔盐项目、中国电建西北勘测设计研究院熔盐槽项目等项目,覆盖熔盐储能、光热发电、熔盐实验科研等多元场景,国产装备的可靠性得到全面工程实证。


回应行业关切,国产替代未来可期


国产装备已经在多个项目完成工程实证,但在实际落地过程中,行业内依旧存在不少现实关切。在本次报告会的交流环节,申毅也针对产业普遍关注的成本、现场校验、介质杂质干扰等问题作出解答。


1、关于国产化成本:当前国内熔盐高温超声波流量计国产化产品供给较少,市场价格整体偏高,随着后续产品实现规模化落地,国产装备的成本优势将进一步凸显。


2、关于现场精度校验:高温熔盐工况缺少可靠的高精度现场比对基准,熔盐储罐自身计量精度还低于流量计,很难实现实介质现场校验。产品性能主要依靠CNAS实验室出厂标定来保障,现场工况下,可以结合熔盐泵额定流量作为辅助参考。


3、关于介质杂质的测量影响:细小杂质对测量影响有限;但杂质含量过高会带来声波衰减,只要设备接收信号强度充足,流量计依旧可以保持正常工作。随着光热发电、熔盐储能产业加速发展,熔盐流量测量作为系统控制的关键环节,装备自主化意义重大。


川仪SFC系列高温超声波流量计的成功落地,补齐国内熔盐流量测量短板,摆脱对海外进口产品依赖。未来随着规模化应用,国产装备将进一步降本增效,助力国内光热与长时储能产业高质量发展。


注:欲与川仪股份对接合作,可联系CSPPLAZA平台张中原(13261472218/微信同号)获取专项支持。

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