CSPPLAZA光熱發電網訊：近日，北京佳潔能新節能技(ji)術有限公(gong)司董(dong)事長陳金(jin)環出席了于杭州(zhou)召開的(de)2023中國國際光(guang)熱大(da)會暨(ji)CSPPLAZA第十(shi)屆年會，并作主題報告《塔式下降(jiang)管大(da)壓差閥組問題探討(tao)與(yu)應(ying)用》。
圖：陳金環
首批示范項目大壓差閥組問題分析
據(ju)陳金環(huan)介(jie)紹(shao)，下降(jiang)(jiang)管(guan)大壓(ya)(ya)(ya)(ya)差(cha)調節閥(fa)組(zu)至少包括以下工(gong)(gong)(gong)況(kuang)：既是(shi)流(liu)(liu)量(liang)(liang)調節，又是(shi)大壓(ya)(ya)(ya)(ya)差(cha)壓(ya)(ya)(ya)(ya)力調節，各種工(gong)(gong)(gong)況(kuang)熱(re)熔(rong)鹽(yan)進(jin)熱(re)罐(guan)壓(ya)(ya)(ya)(ya)力控制在0.3MPa左右，保證(zheng)儲罐(guan)的安全；最(zui)大流(liu)(liu)量(liang)(liang)工(gong)(gong)(gong)況(kuang)；額定(ding)流(liu)(liu)量(liang)(liang)工(gong)(gong)(gong)況(kuang)；最(zui)小流(liu)(liu)量(liang)(liang)工(gong)(gong)(gong)況(kuang)；熔(rong)鹽(yan)系(xi)統啟動(dong)后吸(xi)熱(re)器(qi)充鹽(yan)工(gong)(gong)(gong)況(kuang)；熔(rong)鹽(yan)介(jie)質逆流(liu)(liu)工(gong)(gong)(gong)況(kuang)；熔(rong)鹽(yan)系(xi)統停運疏鹽(yan)工(gong)(gong)(gong)況(kuang)等。工(gong)(gong)(gong)況(kuang)繁多，下降(jiang)(jiang)管(guan)大壓(ya)(ya)(ya)(ya)差(cha)調節閥(fa)組(zu)的復雜性和技術難度可見一斑。
▋問題分析
1、渣滓堵塞
高溫熔鹽(yan)運行(xing)不可能(neng)(neng)純(chun)凈(jing)無渣(zha)滓，孔的(de)大(da)小(xiao)與套筒之間(jian)的(de)縫(feng)隙大(da)小(xiao)，決定這些渣(zha)滓是(shi)否能(neng)(neng)流出(chu)或殘留(liu)。運行(xing)過程中很難預知熔鹽(yan)中的(de)渣(zha)滓或其他東(dong)西的(de)大(da)小(xiao)，且每個項目的(de)渣(zha)滓也不可能(neng)(neng)完全一樣；其次閥籠上的(de)孔是(shi)根(gen)據(ju)給定的(de)CV值、流量(liang)(liang)特性(xing)，來(lai)確定孔的(de)大(da)小(xiao)、數(shu)量(liang)(liang)及排(pai)列形式，計算出(chu)一個最(zui)合(he)理(li)的(de)數(shu)據(ju)是(shi)理(li)想化的(de)情況(kuang)。
渣滓堵塞的情況可能(neng)會發(fa)生的。
2、確定沖蝕臨界點
陳金環(huan)指(zhi)出，要想控制流速(su)，就要知道熱熔鹽的溫度與流速(su)對閥內(nei)件沖(chong)蝕的臨界點是多少。
當(dang)溫度(du)一定時，流速的增(zeng)加(jia)熔鹽對閥內件沖蝕率成倍增(zeng)加(jia)。
當流速一定時(shi)，溫度(du)的升高熔鹽對閥內件磨損(sun)率成倍增(zeng)加。
沖(chong)蝕(shi)主要出(chu)現在(zai)大(da)壓差，含渣滓介(jie)質(zhi)場合。在(zai)這些場合閥(fa)的節(jie)流(liu)口(kou)處(chu)的介(jie)質(zhi)流(liu)速非常高(gao)，具有很大(da)動能，可以(yi)很快(kuai)的將閥(fa)芯(xin)、閥(fa)座表(biao)面沖(chong)出(chu)流(liu)線行細槽，從(cong)而使密(mi)封(feng)面被破壞(huai)，造成(cheng)閥(fa)出(chu)現故障或報廢。同時經(jing)常伴隨堵塞尤其當閥(fa)處(chu)于小開(kai)度(du)工作時，節(jie)流(liu)間隙更小，流(liu)體(ti)速度(du)更快(kuai)，沖(chong)刷破壞(huai)作用更大(da)，閥(fa)使用壽(shou)命則更短(duan)。因此，耐沖(chong)蝕(shi)閥(fa)應(ying)盡量避免小開(kai)度(du)工作。
熱熔鹽的(de)溫(wen)度也是吸熱器出口(kou)溫(wen)度，不可能通過調(diao)節(jie)閥把溫(wen)度降下(xia)來(lai)，
因此就要(yao)靠(kao)降低熱熔鹽通過(guo)節(jie)流件的(de)流速。
相(xiang)同的(de)(de)條件下流(liu)速越(yue)快，發生汽蝕(shi)的(de)(de)幾率越(yue)大，對閥內件的(de)(de)沖蝕(shi)就越(yue)大。
控制流速也是(shi)克(ke)服(fu)汽蝕(shi)沖(chong)刷最有效的途(tu)(tu)徑。熱熔(rong)鹽的溫度與流速對(dui)閥內件沖(chong)蝕(shi)的臨界點是(shi)至(zhi)關重要的參數，陳金環(huan)建議可以(yi)通過實驗或其他途(tu)(tu)徑來獲得參數。
控制流(liu)速在臨界(jie)點之(zhi)(zhi)內是(shi)保證大壓差(cha)調節閥使用(yong)壽(shou)命最關鍵技術之(zhi)(zhi)一。
多種大壓差閥組選型對比
▋多層孔結構大壓差調節閥
多(duo)層(ceng)套(tao)筒式調節(jie)閥(fa)典型結構特征是閥(fa)芯部分節(jie)流件(jian)由(you)數層(ceng)加(jia)工有(you)(you)小孔的套(tao)筒構成，每層(ceng)套(tao)筒之間都(dou)留有(you)(you)一定(ding)(ding)的間隙，使流體(ti)流經套(tao)筒時(shi)得以緩沖(chong)，從(cong)而將流體(ti)速度(du)控(kong)制在一定(ding)(ding)范圍內。陳金環(huan)總結了多(duo)層(ceng)孔結構大壓差調節(jie)閥(fa)的特點，如下：
1）多級套筒(tong)式調節閥(fa)降壓(ya)級數可以(yi)設計(ji)得較(jiao)大，降壓(ya)能力與串級式相比較(jiao)強，能夠(gou)勝任高壓(ya)差的場合。
2）多層(ceng)套筒式(shi)結構既(ji)能滿足較(jiao)高的壓降要求，同時(shi)又能在(zai)工作(zuo)時(shi)保證較(jiao)大(da)的流量。
3）抗汽(qi)蝕(shi)性能良好(hao)，用于液(ye)體(ti)介(jie)質時，流體(ti)由最(zui)(zui)外(wai)側套(tao)筒流向最(zui)(zui)內側，液(ye)體(ti)介(jie)質在套(tao)筒中(zhong)逐級(ji)降(jiang)壓以(yi)減輕(qing)空化汽(qi)蝕(shi)現(xian)象的發生，并且流體(ti)最(zui)(zui)終(zhong)從內側套(tao)筒上的小孔中(zhong)噴射至中(zhong)心閥腔區域，使汽(qi)泡在套(tao)筒中(zhong)心部位(wei)破裂，不直接(jie)對(dui)閥門金屬表面產生傷害。
4）套(tao)筒加(jia)工過程比較(jiao)復雜，成(cheng)(cheng)本(ben)較(jiao)高。但安(an)裝與維(wei)護簡便，易于(yu)更換。由(you)于(yu)熔(rong)鹽介質是有渣滓(zi)的，很容(rong)易積存在套(tao)筒之間(jian)間(jian)隙，或者(zhe)卡在套(tao)筒小孔(kong)上，造成(cheng)(cheng)閥芯(xin)擦傷。渣滓(zi)堵塞改(gai)變(bian)(bian)原先流(liu)量曲線(xian)，反饋反復出(chu)現給定區間(jian)上下波動、跳變(bian)(bian)。
盡管如此，他表示(shi)在首批示(shi)范項目(mu)運行過程中(zhong)，大壓差調(diao)節閥基本上都出現(xian)了問(wen)題。
▋串級式結構大壓差調節閥
串(chuan)(chuan)級(ji)式(shi)多(duo)級(ji)降壓(ya)結構(gou)這種(zhong)結構(gou)把原本的(de)(de)一(yi)個整體的(de)(de)節流區(qu)域(yu)(yu)以(yi)多(duo)個分開的(de)(de)節流區(qu)域(yu)(yu)互(hu)相串(chuan)(chuan)聯(lian)，從而使(shi)較大的(de)(de)壓(ya)差(cha)轉換(huan)為(wei)多(duo)個較小的(de)(de)壓(ya)差(cha)，使(shi)每一(yi)次的(de)(de)降壓(ya)范圍都控制在飽和蒸汽壓(ya)以(yi)上(shang)，使(shi)空(kong)化現象不再出現。下(xia)為(wei)串(chuan)(chuan)級(ji)式(shi)結構(gou)大壓(ya)差(cha)調(diao)節閥的(de)(de)特點：
1）啟(qi)閉過程中(zhong)能夠減輕持續壓(ya)差，每一級節流口的動作均(jun)滯(zhi)后于(yu)上一級節流口，可以(yi)使
在啟閉過程時作(zuo)用于閥口的(de)持續高壓逐級(ji)減(jian)輕(qing)，分擔了第一(yi)級(ji)節流(liu)口的(de)壓力。
2）流阻較小(xiao)，可以勝任流體清潔度不高，甚至固液(ye)兩相(xiang)流的場(chang)合。
3）串級式閥芯(xin)一般進行碳化鎢噴涂硬化處理，抗沖刷汽蝕性能良好。
4）制造(zao)過程與其他多級降壓調節閥相比工藝較(jiao)為(wei)簡單(dan)，加工方便，制造(zao)成本也較(jiao)為(wei)低廉。
5）串級式(shi)調節閥一般降壓(ya)級數有(you)限，多為3～4級，不能應(ying)用于壓(ya)差過高的場(chang)合。
但(dan)熔鹽(yan)介質帶有渣滓(zi)的，如果(guo)存在較大(da)渣滓(zi)或(huo)(huo)其他(ta)焊渣，會導致(zhi)閥芯(xin)擦傷或(huo)(huo)卡(ka)死(si)。
▋迷宮式結構大壓差調節閥
迷宮盤片式多(duo)級降(jiang)壓(ya)結構(gou)(gou)如圖所示(shi)，其核心節(jie)流部(bu)分由多(duo)個開有迷宮式溝槽的(de)金屬盤片疊加(jia)而成。流體流經迷宮流道(dao)中經過多(duo)次碰撞轉折，消耗(hao)能(neng)量，在逐級降(jiang)壓(ya)過程(cheng)的(de)同時，使流速也得到(dao)了控制。迷宮式結構(gou)(gou)大壓(ya)差調節(jie)閥(fa)特點如下：
1）迷(mi)宮(gong)流(liu)道的(de)拐彎級(ji)數就是迷(mi)宮(gong)式(shi)調節閥的(de)降壓級(ji)數，一般可達十幾(ji)到二十幾(ji)級(ji)，所(suo)以迷(mi)宮(gong)式(shi)多級(ji)降壓結構是常見多級(ji)降壓調節閥中降壓能力最(zui)強(qiang)的(de)，國外有產品(pin)最(zui)高可以達40mpa。
2）出色(se)的(de)抗(kang)汽蝕沖刷(shua)及消聲減振性(xing)能，多級拐(guai)彎迷宮式流(liu)道可(ke)以有效地控(kong)制流(liu)體(ti)流(liu)速，避免空化、噪聲及振動(dong)等不(bu)良現(xian)象的(de)發生。
3）通過使(shi)用不(bu)同形(xing)式的迷宮(gong)(gong)盤片進行組合(he)，迷宮(gong)(gong)式調(diao)(diao)節(jie)(jie)閥可以達到不(bu)同的流量特性調(diao)(diao)節(jie)(jie)曲線。
4）迷宮式盤(pan)片制造(zao)精度(du)要求很高，一般由(you)司太立(li)合(he)金堆(dui)焊，有較(jiao)長(chang)的使用(yong)壽命；安裝與維(wei)護比(bi)較(jiao)簡便，盤(pan)片易更(geng)換(huan)。
5）迷(mi)宮式流(liu)道對流(liu)體介質(zhi)的清潔度要求較(jiao)高(gao)，否則迷(mi)宮流(liu)道容易(yi)發(fa)生堵塞。
該(gai)結(jie)構每個流道進口截面(mian)積大，出口截面(mian)積小，加上流道拐(guai)彎多，可能會導致熔(rong)鹽渣(zha)滓堵(du)塞流道。
大壓差調節閥布置方式對比
▋一用一備
陳金環(huan)表明，一(yi)用一(yi)備是首批示范項目典型的布置方式(shi)，后續(xu)項目也將延續(xu)這種(zhong)布置。
主(zhu)路和旁路采用三偏心金(jin)屬(shu)密封蝶閥(fa)(fa)（截止閥(fa)(fa)）+大壓(ya)差(cha)調節閥(fa)(fa)。
圖(tu)：100%流量(liang)大(da)壓差調節(jie)閥(fa)計算表
▋兩用一備
兩路(lu)50%運(yun)行(xing)，一(yi)路(lu)50%作(zuo)為備用，采(cai)用熔鹽截(jie)止(zhi)閥(fa)+大壓差調節(jie)閥(fa)模(mo)式。管徑小可以不采(cai)用三偏心金屬密封蝶(die)閥(fa)，設計成截(jie)止(zhi)閥(fa)形式，可以解決蝶(die)閥(fa)內漏(lou)問(wen)題(ti)；大壓差調節(jie)閥(fa)口徑變小，整套(tao)閥(fa)組造價也相應降低。
▋主路100%流量+旁路小流量
主路：熔鹽(yan)蝶閥+大壓差(cha)調(diao)節(jie)閥；旁路：截(jie)止(zhi)閥+大壓差(cha)調(diao)節(jie)閥
主路100%流(liu)量(liang)，用(yong)于最大流(liu)量(liang)和額(e)定流(liu)量(liang)調節，旁路用(yong)于小流(liu)量(liang)調節。
主路關(guan)斷(duan)(duan)依然采(cai)用三偏心金屬密封(feng)蝶閥，蝶閥內漏問(wen)題(ti)，大壓差(cha)調(diao)節閥開(kai)度(du)大，克(ke)服了沖蝕。旁路管徑較小，關(guan)斷(duan)(duan)采(cai)用截止(zhi)閥，大壓差(cha)調(diao)節閥開(kai)度(du)大，使用壽(shou)命大大提高(gao)。
陳金環指出，此方式(shi)在(zai)幾種布(bu)置方案中造價最低，運行最可靠，唯一的缺點是沒(mei)有備用。
▋一用一備+節流孔板
陳(chen)金環介紹針(zhen)對首批示范項目出現(xian)的問題，有項目業主方提出一用一備基礎上，在下降管管道加裝幾級節流(liu)孔板(ban)，降低(di)壓差防止調閥(fa)汽(qi)蝕。
節流(liu)孔(kong)板可用于調節管(guan)(guan)路(lu)壓(ya)力、降低(di)流(liu)量。但如果這(zhe)些板上(shang)節流(liu)孔(kong)直徑與來(lai)流(liu)參數匹(pi)配不當(dang)或節流(liu)孔(kong)位置不合理，則可能會出現(xian)節流(liu)過度(du)的現(xian)象(xiang)。這(zhe)將增加節流(liu)孔(kong)上(shang)下(xia)游的速度(du)差，強化管(guan)(guan)道中的湍流(liu)和壓(ya)力波動，從而引起管(guan)(guan)路(lu)振動，產生噪聲(sheng)，最終加速節流(liu)管(guan)(guan)道的疲勞。
經(jing)過對比，最后，陳(chen)金環分別(bie)按照(zhao)運行可靠性(xing)和運行經(jing)濟(ji)性(xing)給上(shang)述幾種(zhong)大壓差調節閥(fa)布(bu)置(zhi)方式排序。
從(cong)運行可(ke)靠(kao)性依次排列：
從(cong)運行經(jing)濟性依次排列：
創新型大壓差閥組研發與應用
無(wu)論是堵塞(sai)的(de)控制(zhi)，還(huan)是流(liu)速的(de)控制(zhi)，終歸(gui)是結(jie)構(gou)問題。
為優化(hua)大壓差閥組(zu)的結構問(wen)題，陳金環(huan)提出了新的研發思路，可(ke)提煉為兩個字(zi)：避(bi)讓。避(bi)讓是最(zui)簡單(dan)、行之有效(xiao)(xiao)的方(fang)法(fa)：改變結構是避(bi)讓堵塞最(zui)有效(xiao)(xiao)的途徑；控(kong)制流速是避(bi)讓沖蝕(shi)最(zui)有效(xiao)(xiao)的方(fang)法(fa)。兩者結合(he)，可(ke)以完(wan)美(mei)解決下降管調閥所遇到的主(zhu)要問(wen)題。
▋循環對流盤片式大壓差熔鹽調節閥
1.避讓渣滓結構
循(xun)環對流迷宮式盤(pan)(pan)片(pian)的進(jin)口截(jie)面積尺寸(cun)(cun)和出(chu)口截(jie)面積尺寸(cun)(cun)相同，大顆(ke)渣(zha)(zha)滓(zi)不(bu)會進(jin)去，小顆(ke)渣(zha)(zha)滓(zi)也不(bu)會卡(ka)在流道(dao)內部。盤(pan)(pan)片(pian)內的流道(dao)為圓環形，拐角無死區，保證雜(za)質不(bu)會堆(dui)積，長久產生堵塞。
底部可以根據小(xiao)流(liu)(liu)量要求，將流(liu)(liu)道設計得小(xiao)一點，并提(ti)高小(xiao)流(liu)(liu)量時調閥的開度(du)。
2.控制流速
流體在(zai)盤(pan)片內部(bu)經過轉彎和(he)碰撞后，逐級降壓和(he)減速(su)，消耗能量，從而起到減速(su)的效(xiao)果。
出口流速(su)是由壓(ya)差和降壓(ya)級數經過計算(suan)而得。公式(shi)為：
其中：v—盤(pan)片出口速度（m/s）
△P=ρgh，壓(ya)差（m）
n—流體轉彎次數
3.降壓效果
上圖(tu)(tu)為壓(ya)力(li)分(fen)布云圖(tu)(tu)，經(jing)過流(liu)體分(fen)析軟(ruan)件(jian)模擬(ni)而得。從圖(tu)(tu)中可以看出，顏(yan)色(se)深的(de)(de)為高(gao)壓(ya)（入口(kou)(kou)壓(ya)力(li)），藍(lan)色(se)為低壓(ya)（出口(kou)(kou)壓(ya)力(li)）。出口(kou)(kou)壓(ya)力(li)是根(gen)據設(she)計提(ti)供的(de)(de)參數確(que)定(ding)的(de)(de)。壓(ya)力(li)的(de)(de)分(fen)布是逐級減小，而在(zai)兩股液(ye)體相撞時(shi)會偏高(gao)。
4.防止閥芯卡死
盤片組件與(yu)閥(fa)(fa)(fa)芯接觸面(mian)(mian)有(you)相應的溝(gou)槽，如(ru)果有(you)小顆粒流到與(yu)閥(fa)(fa)(fa)芯接觸面(mian)(mian)，會被閥(fa)(fa)(fa)芯擋住，并暫時儲(chu)存在盤片的溝(gou)槽內，當閥(fa)(fa)(fa)芯打開后，顆粒便被沖走，從而克服了閥(fa)(fa)(fa)芯的卡死問題。
5.抗流體沖刷
在(zai)經(jing)過循環對流迷宮盤片組件多級降壓減(jian)速后(hou)，流經(jing)密封(feng)面(mian)的(de)速度控制臨界點之內。同(tong)時閥(fa)座和閥(fa)芯(xin)密封(feng)面(mian)堆焊stellite6合(he)金，硬度達到40-45HRC，高硬度和耐腐蝕密封(feng)面(mian)提高了閥(fa)門的(de)抗沖(chong)刷(shua)性能(neng)。
陳金(jin)環總(zong)結，以(yi)(yi)上(shang)改進和創新效果顯(xian)著，自應用(yong)于某(mou)10MW光熱項目并(bing)運(yun)行(xing)三(san)年以(yi)(yi)來，原本明顯(xian)的(de)振動小時，調節性能良好，反(fan)饋不再反(fan)復出現(xian)給(gei)定區間上(shang)下波動、跳變，并(bing)未出現(xian)任何故障。
關于大壓差閥組切斷閥問題
▋三偏心金屬密封蝶閥
首批示范(fan)項目(mu)均采用三偏(pian)心金屬(shu)密(mi)封蝶閥，幾(ji)乎都出現內(nei)漏現象。
高(gao)溫(wen)熔鹽的溫(wen)度(du)接近材料回(hui)火溫(wen)度(du)，加上運行(xing)工況長期溫(wen)變，閥座與閥板變形是不可(ke)避免(mian)的，即遲早會出現(xian)蝶閥內漏現(xian)象(xiang)。
▋雙桿式金屬密封蝶閥
蝶閥(fa)內(nei)漏現象避無可(ke)(ke)避，可(ke)(ke)在閥(fa)體上(shang)(shang)直接加(jia)工閥(fa)座密封面(mian)，再堆(dui)(dui)焊司太(tai)立(li)合金，代替(ti)鑲(xiang)嵌的(de)(de)閥(fa)座，只(zhi)要閥(fa)體不變(bian)形，閥(fa)座也(ye)不會變(bian)形。也(ye)可(ke)(ke)在閥(fa)板(ban)上(shang)(shang)直接加(jia)工閥(fa)板(ban)密封面(mian)，再堆(dui)(dui)焊司太(tai)立(li)合金，代替(ti)螺(luo)栓固定的(de)(de)密封圈，閥(fa)板(ban)整(zheng)塊鑄造或(huo)鍛造，只(zhi)要有足夠的(de)(de)強度(du)，閥(fa)板(ban)是不會變(bian)形的(de)(de)，如此一來，蝶閥(fa)在目前(qian)熔鹽的(de)(de)工況就可(ke)(ke)以得到(dao)滿足。
該結構(gou)既解決了熔(rong)鹽內漏(lou)問題(ti)，同時也克服了三偏心蝶閥(fa)的(de)兩個漏(lou)點；執行機構(gou)扭矩小了，閥(fa)桿無需(xu)電伴熱，節省(sheng)了能(neng)源。
▋先導式熔鹽截止閥
截止閥是(shi)強制(zhi)密(mi)封的(de)，不(bu)平衡力結構，特別是(shi)口徑≥DN300的(de)截止閥重(zhong)量大(da)(da)，閥桿粗，開啟和關閉需(xu)要執(zhi)行器力矩非常大(da)(da)。
可通過對閥芯的(de)結(jie)構的(de)改變，把(ba)不(bu)(bu)平(ping)衡力改為平(ping)衡力；閥門(men)啟閉為平(ping)衡力，閥桿(gan)就不(bu)(bu)那么粗(cu)大(da)(da)了，所需執行器的(de)扭力就大(da)(da)大(da)(da)減(jian)小了；力可控，則閥門(men)的(de)可控性增強。但也要(yao)(yao)需要(yao)(yao)考慮熔鹽結(jie)構上殘留的(de)解決辦法。
關于大壓差閥組密封問題
大壓差調節閥(fa)和其他熔鹽閥(fa)一樣，外漏部分主(zhu)要為兩(liang)個地方(fang)：閥(fa)桿(gan)密(mi)封填料處與(yu)閥(fa)體與(yu)閥(fa)蓋密(mi)封處，主(zhu)要是(shi)密(mi)封的(de)結構(gou)與(yu)密(mi)封材(cai)料選擇的(de)問題。
石(shi)墨墊片在高溫(wen)下的氧(yang)化(hua)燒失，由于(yu)石(shi)墨的氧(yang)化(hua)，石(shi)墨墊片會(hui)發生應力(li)損(sun)失。溫(wen)度越高，應力(li)損(sun)失越快(kuai)。
如果閥頸加長，使得閥桿(gan)密封(feng)填料(liao)處(chu)的(de)溫度低(di)于(yu)300℃，采用石墨(mo)作(zuo)為密封(feng)材料(liao)。熔鹽(yan)(yan)系統(tong)運行，565℃的(de)熔鹽(yan)(yan)溫度加上熔鹽(yan)(yan)閥外部(bu)保溫，傳熱的(de)作(zuo)用很難把閥桿(gan)填料(liao)處(chu)溫度降低(di)到(dao)300℃，高溫造成石墨(mo)材料(liao)氧化，導致閥桿(gan)填料(liao)處(chu)漏鹽(yan)(yan)。
佳潔能參考國外材料對比了石墨墊片和蛭石墊片的泄露率(lv)。
圖：石墨墊片泄漏率
圖：蛭石墊片泄漏率
蛭石墊(dian)(dian)片(pian)泄(xie)漏(lou)率(lv)在(zai)40 bar氦氣條件，160 MPa墊(dian)(dian)片(pian)應力下(xia)(xia)為(wei)1×10-7 mg/(s·m-1)；石墨墊(dian)(dian)片(pian)在(zai)同(tong)等條件下(xia)(xia)，160 MPa墊(dian)(dian)片(pian)應力作(zuo)用(yong)下(xia)(xia)，泄(xie)漏(lou)率(lv)為(wei)5.6×10-5 mg/(s·m-1)。石墨墊(dian)(dian)片(pian)和蛭石墊(dian)(dian)片(pian)在(zai)安裝和應用(yong)工況(kuang)下(xia)(xia)的(de)密封(feng)性能(neng)表現(xian)(xian)，而上圖很好地顯示了蛭石墊(dian)(dian)片(pian)更優異的(de)密封(feng)性能(neng)。其性能(neng)曲線的(de)平行段，表現(xian)(xian)的(de)是墊(dian)(dian)片(pian)在(zai)應力減(jian)小(xiao)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)(xia)密封(feng)性能(neng)表現(xian)(xian)，蛭石墊(dian)(dian)片(pian)表現(xian)(xian)出(chu)在(zai)這種情(qing)況(kuang)下(xia)(xia)的(de)優異密封(feng)性能(neng)。作(zuo)為(wei)填料(liao)或墊(dian)(dian)片(pian)，明(ming)顯看出(chu)在(zai)熔鹽系統閥門上，石墨材料(liao)是不可取的(de)，蛭石材料(liao)能(neng)適應各種高溫(wen)工況(kuang)。
圖：云母與蛭石對比
從(cong)圖(tu)表(biao)上(shang)可以看出，隨著填料或墊片(pian)表(biao)面(mian)應力的(de)(de)增加，蛭石(shi)板材的(de)(de)泄(xie)漏率持(chi)續下(xia)降到可以忽略不計的(de)(de)數值。而同樣的(de)(de)測(ce)試條件(jian)(jian)下(xia)，云母板材墊片(pian)即(ji)使在50 MPa的(de)(de)應力下(xia)，泄(xie)漏率任然大(da)于200 mL/min.同樣的(de)(de)溫(wen)壓工況、測(ce)試條件(jian)(jian)、安裝載荷、墊片(pian)尺寸(cun)等測(ce)試條件(jian)(jian)下(xia)，膨化蛭石(shi)為基礎的(de)(de)墊片(pian)的(de)(de)密封(feng)性都遠遠好于云母墊片(pian)。
通過以(yi)上(shang)試驗數據對比，可以(yi)總結出以(yi)下(xia)幾點，作(zuo)為熔鹽介質閥(fa)桿密封材(cai)料：
1.不可以選(xuan)擇石墨(mo)材料。
2.慎(shen)重選擇云母(mu)+石墨材料。
3.云(yun)母是一種較好的(de)選擇。
4.高(gao)純度蛭石是最(zui)佳選擇。
閥芯與(yu)閥籠密(mi)封、閥體(ti)與(yu)閥蓋密(mi)封自適應密(mi)封技術是解決這兩處熔鹽內(nei)漏和閥體(ti)與(yu)閥蓋密(mi)封處漏鹽的關鍵。
O型金屬密封圈
需(xu)要計(ji)算(suan)各種(zhong)溫度變(bian)化的(de)(de)膨脹量來配合密(mi)封結構(gou)，以(yi)及(ji)螺栓(shuan)的(de)(de)預緊力，才不會導(dao)致(zhi)O型圈變(bian)形，失去密(mi)封效果。材(cai)料(liao)選擇625或718.需(xu)要復雜的(de)(de)彈(dan)力計(ji)算(suan)和預緊力的(de)(de)計(ji)算(suan)。
C型金屬密封圈
C形環(huan)密(mi)封(feng)屬于(yu)自緊式密(mi)封(feng)，一方(fang)面密(mi)封(feng)環(huan)回彈(dan)張開，另一方(fang)面在內壓(ya)作用下，線接觸處越壓(ya)越緊。
選擇適(shi)當的C形環，并保證其具有合適(shi)的預緊(jin)，即可保證C形環接觸壓(ya)力(li)大于(yu)被(bei)密封介質壓(ya)力(li)，實(shi)現密封。
C型圈材料(liao)可選(xuan)擇625或718.彈力計算和預(yu)緊力的(de)計算比O型圈簡單。
關于北京佳潔能新節能技術有限公司
2016年，北(bei)京佳潔能(neng)新節能(neng)技(ji)術有限公(gong)司（以(yi)下簡稱(cheng)“佳潔能(neng)”）與蘇州德蘭建(jian)立研(yan)發團隊，并與科(ke)研(yan)院所(suo)加強合作(zuo)，通過持續的(de)(de)人力物力財力的(de)(de)投入，已獲得十(shi)多項熔(rong)鹽(yan)閥(fa)國家授權專利。其(qi)中與中科(ke)院上(shang)海應(ying)用物理研(yan)究所(suo)合作(zuo)研(yan)發，熔(rong)鹽(yan)制備(bei)上(shang)截止閥(fa)，MCSH超高溫熔(rong)鹽(yan)調(diao)節閥(fa)等先后(hou)應(ying)用在各(ge)自系統上(shang)。MCSH超高溫熔(rong)鹽(yan)調(diao)節閥(fa)工(gong)作(zuo)溫度(du)達到720℃，也是行業里從未(wei)涉及到的(de)(de)熔(rong)鹽(yan)高溫工(gong)況。
2017年，哈鍋(guo)與(yu)浙江(jiang)大學(xue)(xue)、山東電(dian)力建設第三工(gong)程(cheng)公(gong)司共(gong)同(tong)合(he)作，在浙江(jiang)大學(xue)(xue)校(xiao)內(nei)聯合(he)搭建了一個塔式光熱實驗平臺，該平臺主要(yao)進行(xing)熔(rong)鹽(yan)(yan)儲熱釋熱試驗，試驗運行(xing)過(guo)程(cheng)中熔(rong)鹽(yan)(yan)最低溫度(du)為(wei)235攝氏度(du)，最高溫度(du)為(wei)565攝氏度(du)，所用(yong)熔(rong)鹽(yan)(yan)閥門26臺全部采用(yong)佳(jia)潔能的產品。試驗臺從2018年6月開始運行(xing)至今，運行(xing)期間無出(chu)現(xian)內(nei)漏和(he)外漏，無出(chu)現(xian)動作滯澀等質量問題，啟閉順暢，調節性能較(jiao)好，達(da)到設計(ji)要(yao)求。佳(jia)潔能熔(rong)鹽(yan)(yan)閥可(ke)以滿足光熱發電(dian)集熱儲熱換(huan)熱系統使(shi)用(yong)，該項(xiang)目負責人浙江(jiang)大學(xue)(xue)熱能工(gong)程(cheng)研(yan)究(jiu)所教授周(zhou)昊對佳(jia)潔能熔(rong)鹽(yan)(yan)閥給予高度(du)評價。
2019年(nian)4月15日，蘭(lan)州大(da)成敦煌(huang)50兆(zhao)瓦(wa)(wa)發(fa)電(dian)(dian)示(shi)范(fan)項(xiang)目(mu)首批運行集(ji)熱系(xi)統建成，并(bing)成功實(shi)現550攝氏(shi)度高溫(wen)運行測試，系(xi)統各項(xiang)指標均達到設計要求。該(gai)系(xi)統所用熔鹽(yan)(yan)閥(fa)門皆為佳(jia)潔(jie)能國產熔鹽(yan)(yan)閥(fa)。在(zai)此基(ji)礎上，蘭(lan)州大(da)成敦煌(huang)50兆(zhao)瓦(wa)(wa)光熱發(fa)電(dian)(dian)示(shi)范(fan)項(xiang)目(mu)采(cai)用了佳(jia)潔(jie)能近200臺閥(fa)門，這也(ye)是國內首批光熱發(fa)電(dian)(dian)示(shi)范(fan)項(xiang)目(mu)較(jiao)大(da)規模采(cai)用國產熔鹽(yan)(yan)閥(fa)。
2021年(nian)(nian)，首航高(gao)(gao)科與西交大(da)合作的(de)高(gao)(gao)溫吸熱器(qi)項目(mu)，所涉及的(de)是(shi)另一種熔點更高(gao)(gao)的(de)熔鹽，使用溫度更高(gao)(gao)。佳潔能和德蘭團隊從材料選擇(ze)，閥門(men)結構的(de)設計(ji)，以(yi)及密封填料等(deng)方(fang)面進(jin)行優化，并(bing)于(yu)2021年(nian)(nian)年(nian)(nian)底順利交貨。
表：佳潔能相關業績
月前，北京佳(jia)潔能(neng)(neng)新節能(neng)(neng)技(ji)術有限公(gong)司(si)(si)收(shou)到中國電力工程顧問集團華東電力設計院有限公(gong)司(si)(si)發來的四個中標(biao)通(tong)知書，確定其中標(biao)阿克塞哈薩克族自治縣(xian)匯東新能(neng)(neng)源(yuan)有限責任公(gong)司(si)(si)750MW光(guang)熱+光(guang)伏試(shi)點項(xiang)目EPC工程總(zong)承(cheng)包項(xiang)目熔鹽(yan)止回閥(fa)、熔鹽(yan)下塔大壓差調(diao)閥(fa)、熔鹽(yan)截止閥(fa)、熔鹽(yan)調(diao)節閥(fa)。
此外(wai)，不得不提的是，針(zhen)對大基地(di)光(guang)熱光(guang)熱項目，佳潔能推出了一(yi)個熔鹽閥門增值計劃：
1、整個(ge)光熱項(xiang)目除熔(rong)(rong)鹽(yan)安(an)全閥(fa)外，我們提供(gong)其他所有(you)熔(rong)(rong)鹽(yan)閥(fa)總(zong)承(cheng)(cheng)包（不(bu)包括安(an)裝），承(cheng)(cheng)諾熔(rong)(rong)鹽(yan)閥(fa)總(zong)價低于進口品(pin)牌(pai)近3000萬；
2、佳(jia)潔能(neng)承諾運(yun)行5年之(zhi)內(nei)所(suo)有配(pei)件是(shi)免(mian)費提(ti)供(gong)并提(ti)供(gong)免(mian)費現場服務；
3、定期不定期派出技術(shu)服務人(ren)員到現場，與現場運維(wei)技術(shu)人(ren)員對(dui)熔鹽閥進行維(wei)護；
4、運行5年后配件收取成本費(fei)，并派(pai)技術人員(yuan)協(xie)作現場運維人員(yuan)進行更換(huan)或維修。
-
-
23小時前 17:29 -
昨天 09-24 15:54 -
昨天 09-24 15:11 -
昨天 09-24 10:23 -
昨天 09-24 09:36 -
昨天 09-24 09:06 -
前天 09-23 15:39 -
前天 09-23 13:37 -
前天 09-23 09:51 -
前天 09-23 09:39 -
前天 09-23 09:12 -
-
-
09-22 15:22
