光熱設備國產(chǎn)化率穩(wěn)步提升,國產(chǎn)熔鹽閥實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)突破

　“由于國內(nèi)光熱熔鹽系統(tǒng)閥門產(chǎn)業(yè)無前例可循，國內(nèi)熔鹽光熱電站熔鹽儲罐泵出口大多會選用進口電液動快關(guān)蝶閥代替逆止閥。”北京佳潔能新節(jié)能技術(shù)有限公司董事長陳金環(huán)說，這種閥門結(jié)構(gòu)較為復雜，特別是驅(qū)動裝置容易出現(xiàn)故障，且維修價格昂貴。該閥國產(chǎn)化后，不僅作為熔鹽專用閥門提高了運行可靠性，同時也降低了成本。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，對于100兆瓦光熱電站而言，可在此項節(jié)省投資近五百萬元。

光熱設備國產(chǎn)化率穩(wěn)步提升

　　隨著第一批光熱示范項目的建成，光熱產(chǎn)業(yè)進入到追求“降本增效，平價上網(wǎng)”的發(fā)展階段。近年來，部分光熱發(fā)電投產(chǎn)項目已完成調(diào)試工作進入商業(yè)化運行階段，發(fā)電能力良好，并成功達到額定出力和最小技術(shù)出力，實現(xiàn)連續(xù)發(fā)電兩百小時以上。

　　近幾年，光熱產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)出掌握光熱發(fā)電集成能力的國內(nèi)企業(yè)，這些企業(yè)還通過自主研發(fā)在核心技術(shù)領域形成了自主知識產(chǎn)權(quán)，成功走出國門幫助中東、北非等“一帶一路”沿線地區(qū)建設光熱項目。此外，國內(nèi)光熱產(chǎn)業(yè)已建立起光熱發(fā)電設備制造全產(chǎn)業(yè)鏈，相關(guān)企事業(yè)單位超過500家，反射鏡、槽式集熱管等主要設備產(chǎn)能均超過200萬千瓦，國內(nèi)已投運項目的設備國產(chǎn)化率超過90%。

　　在國家首批光熱示范項目的進程中，當時的諸多客觀因素掣肘了項目開發(fā)進度，而在新的項目中，這些客觀影響因素都已不復存在，國內(nèi)光熱行業(yè)的成敗將完全取決于產(chǎn)業(yè)自身。此時，對于國產(chǎn)化技術(shù)路線的摸索就顯得尤為重要。

　　首航高科敦煌100兆瓦熔鹽塔式光熱電站作為全國首個100兆瓦級光熱項目，自投運以來，以積累運行示范數(shù)據(jù)為主，短期收益為輔，有效積累各大系統(tǒng)的各大核心裝備不同工況的運行數(shù)據(jù)、運行曲線和運行規(guī)律，有序推進各項系統(tǒng)性能優(yōu)化和發(fā)電量穩(wěn)步提升，積累了大量運行經(jīng)營并取得良好的示范效果。

　　該熔鹽光熱電站應用的“100兆瓦級塔式光熱電站熔鹽儲熱裝置技術(shù)”不僅實現(xiàn)了讓發(fā)電與天氣解耦，使光熱發(fā)電輸出更加穩(wěn)定，并且沒有配置政策允許的天然氣補燃系統(tǒng)，使得在平價上網(wǎng)背景下，該系統(tǒng)將實現(xiàn)更高的經(jīng)濟效益。

　　同時，作為目前國內(nèi)單體儲罐儲熱容量最大的熔鹽儲熱系統(tǒng)，具有容量大、成本低、參數(shù)高、損耗小等特點，其核心技術(shù)將可應用于火電靈活性改造等領域，未來應用前景廣闊。

國產(chǎn)熔鹽閥實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)突破

　　自2016年開始，北京佳潔能新節(jié)能技術(shù)有限公司（以下簡稱“佳潔能”）與蘇州德蘭能源科技股份有限公司攜手聯(lián)合研發(fā)，同時聯(lián)合多個科研院所，通過多年的技術(shù)攻關(guān)，結(jié)合光熱熔鹽物性和具體工況，通過計算機模擬計算，對材料腐蝕性能、力學評定、冷熱交變材料匹配等方面進行分析，成功研發(fā)了高溫熔鹽截止閥、熔鹽調(diào)節(jié)閥、下降管大壓差熔鹽調(diào)節(jié)閥、熔鹽逆止閥、熔鹽蝶閥及熔鹽儀表閥，取得了十多項熔鹽閥門的專利，并在多個試驗平臺和首批示范項目應用近300臺。

　　在熔鹽光熱技術(shù)中，熔鹽閥門占有舉足輕重的地位。據(jù)了解，熔鹽閥門一直被國際少數(shù)品牌壟斷，首批發(fā)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，特別是在國外出現(xiàn)新冠肺炎疫情后，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(guān)鍵設備，不僅要在復雜苛刻的工況下運行，還要避免閥門內(nèi)漏外漏、啟閉卡澀及沖蝕等問題?！标惤瓠h(huán)指出，熔鹽閥的可靠性和安全性關(guān)乎整個電站的正常運行和電站效益的保證，關(guān)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(tǒng)對高溫熔鹽閥的質(zhì)量提出了相當高的要求。

　　據(jù)介紹，作為熔鹽儲罐的熔鹽泵出口，為了防止泵停機反轉(zhuǎn)，熔鹽光熱系統(tǒng)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(guān)蝶閥代替逆止閥。電液動快關(guān)蝶閥液壓驅(qū)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(tǒng)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(shù)團隊與項目現(xiàn)場技術(shù)團隊協(xié)作開發(fā)出一種新型熔鹽專用逆止閥。該閥門依靠介質(zhì)本身流動而自動開、閉閥瓣，用來防止介質(zhì)倒流，結(jié)構(gòu)簡單，無熔鹽殘留死角，無需外部動力，故障率低。

　　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(nèi)聯(lián)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(chǎn)品。試驗臺從2018年6月開始運行，已運行45個月，運行期間無出現(xiàn)內(nèi)漏和外漏，無出現(xiàn)動作滯澀等質(zhì)量問題，啟閉順暢，調(diào)節(jié)性能較好，達到設計要求。佳潔能熔鹽閥可以滿足光熱發(fā)電集熱儲熱換熱系統(tǒng)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。

　　塔式下降管調(diào)節(jié)閥是全電站最貴的技術(shù)含量最高的一臺熔鹽閥門，是保證電站正常運行的關(guān)鍵，目前需要定期更換閥內(nèi)件，且價格昂貴，交貨周期長。2018年底，我們了解到某項目該閥出現(xiàn)一些問題，通過和項目技術(shù)人員充分溝通，了解現(xiàn)場實際運行工況，技術(shù)團隊經(jīng)過多月努力，終于取得了重大技術(shù)突破，德蘭工廠趕制了一臺下降管大壓差調(diào)節(jié)閥，并順利了發(fā)到現(xiàn)場安裝，經(jīng)過一年多的運行，該閥并無出現(xiàn)閥內(nèi)件沖刷和汽蝕、調(diào)節(jié)卡澀等現(xiàn)象，運行可靠，調(diào)節(jié)性能良好。該閥也是世界上第一臺以循環(huán)對流為特點的下塔下降管大壓差調(diào)節(jié)閥。

　　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(xiàn)故障?！凹褲嵞苡?019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(chǎn)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(shù)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。

　　2019年4月15日，蘭州大成敦煌50兆瓦光熱發(fā)電示范項目首批運行集熱系統(tǒng)建成，并成功實現(xiàn)550攝氏度高溫運行測試。系統(tǒng)各項指標均達到設計要求，全部實驗系統(tǒng)運行正常，為項目全面建成運行打下了堅實基礎。該試驗系統(tǒng)所用熔鹽閥門皆為佳潔能國產(chǎn)熔鹽閥。

　　得益于國產(chǎn)熔鹽閥在該實驗系統(tǒng)的成功應用和蘭州大成對國產(chǎn)化產(chǎn)品的信心，隨后蘭州大成敦煌50兆瓦光熱發(fā)電示范項目采用了佳潔能近200臺的熔鹽閥門，這也是國內(nèi)首批示范項目較大規(guī)模采用國產(chǎn)熔鹽閥的光熱發(fā)電，為后續(xù)光熱發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)國產(chǎn)化開了個好頭。

　　近期，光伏、風電的快速發(fā)展為光熱發(fā)電帶來了發(fā)展機遇，同時也對行業(yè)提出了新的要求。在構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的發(fā)展目標下，各相關(guān)行業(yè)領域都在積極努力，爭取有所作為。其中，光熱發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)的國產(chǎn)化勢必在我國走向“3060”目標中成為披荊斬棘的“利劍”，為示范項目添翼，開辟屬于光熱發(fā)電的新生態(tài)。熔鹽閥門作為光熱發(fā)電的關(guān)鍵設備，其關(guān)鍵技術(shù)的成功國產(chǎn)化，也將為后續(xù)光熱發(fā)電項目的投資成本的降低發(fā)揮舉足輕重的作用。（據(jù)中國電力報）