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CSPPLAZA光熱發電網訊：近日，北京(jing)佳潔能新節能技(ji)術(shu)有限公(gong)司董(dong)事長陳金環出席(xi)了于杭州召開的2023中國國際光(guang)熱(re)大(da)會(hui)暨(ji)CSPPLAZA第十屆年會(hui)，并(bing)作主題報告《塔式下(xia)降管大(da)壓(ya)差閥組問(wen)題探(tan)討與應用》。

圖：陳金環

首批示范項目大壓差閥組問題分析

據(ju)陳(chen)金環介紹，下降管大壓(ya)差調(diao)節(jie)閥(fa)組(zu)至少包括以下工(gong)(gong)況(kuang)：既是(shi)流量調(diao)節(jie)，又是(shi)大壓(ya)差壓(ya)力(li)調(diao)節(jie)，各(ge)種工(gong)(gong)況(kuang)熱熔鹽(yan)進熱罐壓(ya)力(li)控制在(zai)0.3MPa左(zuo)右，保證儲罐的安全；最(zui)大流量工(gong)(gong)況(kuang)；額定流量工(gong)(gong)況(kuang)；最(zui)小流量工(gong)(gong)況(kuang)；熔鹽(yan)系統啟動后吸熱器充(chong)鹽(yan)工(gong)(gong)況(kuang)；熔鹽(yan)介質逆流工(gong)(gong)況(kuang)；熔鹽(yan)系統停運疏鹽(yan)工(gong)(gong)況(kuang)等。工(gong)(gong)況(kuang)繁多，下降管大壓(ya)差調(diao)節(jie)閥(fa)組(zu)的復雜性(xing)和技術(shu)難度可見一斑。

▋問題分析

1、渣滓堵塞

高溫熔(rong)鹽(yan)運(yun)行不可能(neng)純凈(jing)無渣滓，孔的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)小與套筒之間的(de)(de)(de)(de)(de)縫隙大(da)小，決定這(zhe)些渣滓是(shi)否能(neng)流(liu)出或(huo)殘留(liu)。運(yun)行過程中(zhong)很難預知熔(rong)鹽(yan)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)渣滓或(huo)其他東(dong)西的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)小，且每個(ge)項(xiang)目的(de)(de)(de)(de)(de)渣滓也不可能(neng)完全一樣；其次閥(fa)籠上的(de)(de)(de)(de)(de)孔是(shi)根(gen)據(ju)(ju)給(gei)定的(de)(de)(de)(de)(de)CV值、流(liu)量特性，來確定孔的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)小、數(shu)量及(ji)排列形式(shi)，計(ji)算出一個(ge)最合理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)據(ju)(ju)是(shi)理(li)想化的(de)(de)(de)(de)(de)情況(kuang)。

渣滓(zi)堵塞的(de)(de)情況(kuang)可能會發生的(de)(de)。

2、確定沖蝕臨界點

陳金(jin)環指出，要想(xiang)控制流(liu)速，就要知(zhi)道熱熔(rong)鹽的溫(wen)度與流(liu)速對閥內(nei)件沖蝕的臨(lin)界點是多少(shao)。

當(dang)溫度一定(ding)時，流(liu)速的(de)增(zeng)加(jia)熔(rong)鹽對閥內件沖蝕率成倍(bei)增(zeng)加(jia)。

當流速一定(ding)時，溫度的升高(gao)熔(rong)鹽對閥內件磨(mo)損(sun)率成(cheng)倍增(zeng)加(jia)。

沖蝕主要出(chu)(chu)現在大(da)壓差(cha)，含渣滓介(jie)質場合。在這些場合閥(fa)(fa)(fa)的(de)(de)節流(liu)(liu)口處(chu)(chu)的(de)(de)介(jie)質流(liu)(liu)速非常(chang)高，具有很(hen)大(da)動能(neng)，可以很(hen)快(kuai)的(de)(de)將閥(fa)(fa)(fa)芯、閥(fa)(fa)(fa)座表面沖出(chu)(chu)流(liu)(liu)線行(xing)細槽(cao)，從而使密封面被破壞(huai)，造成閥(fa)(fa)(fa)出(chu)(chu)現故障或報廢。同(tong)時(shi)經常(chang)伴隨堵塞(sai)尤其當閥(fa)(fa)(fa)處(chu)(chu)于小開度工作時(shi)，節流(liu)(liu)間隙(xi)更(geng)(geng)(geng)小，流(liu)(liu)體速度更(geng)(geng)(geng)快(kuai)，沖刷破壞(huai)作用(yong)更(geng)(geng)(geng)大(da)，閥(fa)(fa)(fa)使用(yong)壽命(ming)則更(geng)(geng)(geng)短。因此，耐沖蝕閥(fa)(fa)(fa)應盡量避免小開度工作。

熱熔鹽的溫(wen)(wen)度也是吸熱器出口溫(wen)(wen)度，不可能通過調節閥把溫(wen)(wen)度降下(xia)來(lai)，

因此(ci)就要靠降低熱熔鹽通過節流(liu)件的(de)流(liu)速(su)。

相同的(de)(de)條件下流速(su)越(yue)(yue)快，發生(sheng)汽蝕的(de)(de)幾率越(yue)(yue)大(da)，對閥內件的(de)(de)沖蝕就越(yue)(yue)大(da)。

控(kong)制(zhi)流(liu)速(su)也(ye)是(shi)克服(fu)汽蝕沖(chong)刷(shua)最有效的(de)途(tu)徑。熱熔鹽的(de)溫(wen)度與流(liu)速(su)對閥內件沖(chong)蝕的(de)臨界點是(shi)至關重要的(de)參數，陳金環建議可(ke)以通過實驗或其他途(tu)徑來(lai)獲得(de)參數。

控制流(liu)速在(zai)臨(lin)界點之(zhi)內(nei)是保證(zheng)大壓差調節閥(fa)使(shi)用壽命最關鍵技術之(zhi)一。

多種大壓差閥組選型對比

▋多層孔結構大壓差調節閥

多層套(tao)筒(tong)(tong)(tong)式調節(jie)閥典型結構特征是閥芯部分節(jie)流(liu)件由數層加工有小孔(kong)的套(tao)筒(tong)(tong)(tong)構成，每層套(tao)筒(tong)(tong)(tong)之(zhi)間(jian)都留有一定(ding)(ding)的間(jian)隙，使(shi)流(liu)體流(liu)經套(tao)筒(tong)(tong)(tong)時得以緩沖，從而將流(liu)體速度控制在一定(ding)(ding)范圍(wei)內。陳(chen)金環(huan)總結了多層孔(kong)結構大壓差(cha)調節(jie)閥的特點，如下：

1）多級(ji)套筒式調節閥降壓(ya)級(ji)數可以設計得較大(da)，降壓(ya)能(neng)力與(yu)串(chuan)級(ji)式相比較強(qiang)，能(neng)夠勝任高(gao)壓(ya)差的場(chang)合。

2）多層(ceng)套筒式結構既能(neng)滿(man)足較高的(de)壓降要求，同時(shi)又能(neng)在(zai)工作時(shi)保證(zheng)較大的(de)流量。

3）抗汽蝕性(xing)能(neng)良好(hao)，用(yong)于液體介(jie)質時，流(liu)體由最(zui)外側(ce)套(tao)筒流(liu)向最(zui)內(nei)(nei)側(ce)，液體介(jie)質在套(tao)筒中逐級降壓以減輕(qing)空化(hua)汽蝕現象(xiang)的發生(sheng)，并(bing)且流(liu)體最(zui)終從內(nei)(nei)側(ce)套(tao)筒上的小(xiao)孔中噴射至中心閥腔(qiang)區域，使(shi)汽泡(pao)在套(tao)筒中心部(bu)位破(po)裂，不直接對閥門金屬表面(mian)產生(sheng)傷害。

4）套(tao)筒加工過程比較復雜，成本較高。但(dan)安(an)裝與維護簡(jian)便(bian)，易于更換。由于熔鹽(yan)介質(zhi)是有渣(zha)(zha)滓的，很容易積存在套(tao)筒之間間隙(xi)，或者卡在套(tao)筒小孔上(shang)，造成閥芯擦傷。渣(zha)(zha)滓堵塞(sai)改變原(yuan)先流量(liang)曲線，反饋(kui)反復出現給(gei)定區間上(shang)下波動、跳變。

盡管如此，他(ta)表示(shi)(shi)在(zai)首批示(shi)(shi)范項目運行過程中，大壓差調(diao)節閥(fa)基本上都出現了問題。

▋串級式結構大壓差調節閥

串級式(shi)多(duo)(duo)級降壓(ya)(ya)(ya)結構(gou)這種結構(gou)把原本的(de)(de)一個整(zheng)體的(de)(de)節流(liu)區(qu)域(yu)以(yi)(yi)多(duo)(duo)個分開的(de)(de)節流(liu)區(qu)域(yu)互相串聯，從而使較(jiao)大(da)的(de)(de)壓(ya)(ya)(ya)差(cha)轉換為多(duo)(duo)個較(jiao)小(xiao)的(de)(de)壓(ya)(ya)(ya)差(cha)，使每(mei)一次的(de)(de)降壓(ya)(ya)(ya)范(fan)圍都控制(zhi)在飽和蒸(zheng)汽壓(ya)(ya)(ya)以(yi)(yi)上，使空化現(xian)象不(bu)再(zai)出現(xian)。下為串級式(shi)結構(gou)大(da)壓(ya)(ya)(ya)差(cha)調節閥的(de)(de)特點：

1）啟閉過程中能夠減輕持續壓差，每一級節流(liu)口(kou)(kou)的動作均滯后于(yu)上一級節流(liu)口(kou)(kou)，可以使

在啟閉過程時作用于(yu)閥(fa)口的持續高壓(ya)逐級(ji)減輕，分擔了(le)第一級(ji)節流口的壓(ya)力。

2）流(liu)阻較(jiao)小(xiao)，可以勝任(ren)流(liu)體清潔度不高(gao)，甚(shen)至(zhi)固液兩(liang)相流(liu)的(de)場合(he)。

3）串級式閥芯一(yi)般進行碳化鎢噴涂(tu)硬化處理(li)，抗沖刷汽蝕性能良好(hao)。

4）制造過(guo)程與其他多級降壓(ya)調節閥相(xiang)比(bi)工(gong)藝較為(wei)簡單，加工(gong)方便，制造成本也較為(wei)低(di)廉。

5）串級(ji)(ji)式調(diao)節閥一般降壓(ya)級(ji)(ji)數(shu)有限，多為(wei)3～4級(ji)(ji)，不能應用于壓(ya)差(cha)過高的(de)場合。

但熔鹽介質帶有渣滓(zi)的，如果存在較大渣滓(zi)或其他焊渣，會導致閥芯(xin)擦傷或卡死。

▋迷宮式結構大壓差調節閥

迷(mi)宮(gong)盤片式(shi)多(duo)級降壓(ya)結構如圖所示，其核心(xin)節流部分(fen)由多(duo)個(ge)開有迷(mi)宮(gong)式(shi)溝(gou)槽的金(jin)屬盤片疊(die)加而成。流體流經迷(mi)宮(gong)流道(dao)中(zhong)經過(guo)多(duo)次碰撞轉折，消耗能量，在逐級降壓(ya)過(guo)程的同時，使流速也(ye)得到(dao)了控(kong)制。迷(mi)宮(gong)式(shi)結構大壓(ya)差調節閥特點如下(xia)：

1）迷(mi)宮流(liu)道的拐(guai)彎級數就是迷(mi)宮式調節閥的降(jiang)壓(ya)(ya)級數，一(yi)般可達十幾到二十幾級，所以(yi)迷(mi)宮式多級降(jiang)壓(ya)(ya)結構是常見(jian)多級降(jiang)壓(ya)(ya)調節閥中降(jiang)壓(ya)(ya)能力最(zui)強的，國外有產品最(zui)高(gao)可以(yi)達40mpa。

2）出色的抗汽蝕沖刷及消聲減(jian)振性能，多級拐彎迷宮(gong)式流(liu)道(dao)可以有(you)效地控(kong)制流(liu)體流(liu)速，避免空化、噪聲及振動等(deng)不良現象的發生。

3）通過使用不(bu)同形式(shi)(shi)的迷(mi)宮盤片進行組合，迷(mi)宮式(shi)(shi)調(diao)節(jie)閥(fa)可以達到不(bu)同的流(liu)量特性調(diao)節(jie)曲(qu)線。

4）迷宮(gong)式盤片制造精度要求(qiu)很高，一(yi)般由司(si)太立合金堆焊，有較長的使用壽(shou)命(ming)；安裝(zhuang)與維(wei)護比較簡便，盤片易更換。

5）迷(mi)宮式(shi)流(liu)道(dao)對流(liu)體(ti)介質的清潔(jie)度要(yao)求較(jiao)高，否(fou)則迷(mi)宮流(liu)道(dao)容易發生堵塞。

該結構每個流(liu)道(dao)進口截面積大，出口截面積小，加(jia)上流(liu)道(dao)拐(guai)彎多，可能會導致(zhi)熔(rong)鹽渣滓堵塞(sai)流(liu)道(dao)。

大壓差調節閥布置方式對比

?一用一備

陳(chen)金環表(biao)明，一(yi)用(yong)一(yi)備是首批示范(fan)項(xiang)目典型的布置(zhi)方式，后(hou)續(xu)項(xiang)目也將延續(xu)這種布置(zhi)。

主路和旁路采用三偏心(xin)金屬密封蝶(die)閥(fa)（截止閥(fa)）+大壓差調節閥(fa)。

圖：100%流量大(da)壓差調節閥(fa)計算表

?兩用一備

兩路50%運(yun)行，一路50%作為備用，采(cai)用熔鹽截(jie)止閥(fa)+大壓差調節閥(fa)模(mo)式。管徑小可(ke)以不采(cai)用三(san)偏心(xin)金屬密封(feng)蝶閥(fa)，設計成截(jie)止閥(fa)形式，可(ke)以解(jie)決蝶閥(fa)內(nei)漏問題；大壓差調節閥(fa)口(kou)徑變小，整套閥(fa)組造價也相應降(jiang)低。

?主(zhu)路100%流量(liang)+旁路小流量(liang)

主(zhu)路：熔鹽蝶閥(fa)+大壓差調(diao)節閥(fa)；旁(pang)路：截止(zhi)閥(fa)+大壓差調(diao)節閥(fa)

主路100%流(liu)量(liang)，用于最大流(liu)量(liang)和額定流(liu)量(liang)調(diao)節，旁路用于小流(liu)量(liang)調(diao)節。

主路(lu)關(guan)斷(duan)依然采用(yong)三偏心金屬密封蝶閥，蝶閥內漏問題，大壓差(cha)調節閥開(kai)度大，克服了沖蝕。旁路(lu)管徑較小，關(guan)斷(duan)采用(yong)截止閥，大壓差(cha)調節閥開(kai)度大，使用(yong)壽命大大提高。

陳金(jin)環指出，此方式在幾種布置方案中造價最(zui)低，運(yun)行最(zui)可靠(kao)，唯(wei)一的缺點是沒有備用。

?一用一備+節流孔板(ban)

陳金環介紹針對首批示(shi)范項(xiang)目(mu)出(chu)現的(de)問(wen)題，有項(xiang)目(mu)業(ye)主(zhu)方提(ti)出(chu)一用一備基(ji)礎上，在下降管(guan)管(guan)道加(jia)裝(zhuang)幾級節流(liu)孔板(ban)，降低壓差防止(zhi)調閥汽蝕(shi)。

節(jie)流孔(kong)(kong)板(ban)可(ke)用于調節(jie)管路壓力、降(jiang)低流量。但(dan)如果這些板(ban)上節(jie)流孔(kong)(kong)直徑與來流參數(shu)匹(pi)配不(bu)當(dang)或節(jie)流孔(kong)(kong)位置(zhi)不(bu)合理，則可(ke)能會出(chu)現節(jie)流過(guo)度的(de)現象。這將增加節(jie)流孔(kong)(kong)上下游的(de)速度差，強化管道(dao)中的(de)湍流和壓力波動(dong)，從而引(yin)起管路振動(dong)，產生噪聲，最(zui)終加速節(jie)流管道(dao)的(de)疲勞。

經過對比，最后，陳(chen)金環分別按照運行(xing)可靠性和(he)運行(xing)經濟性給上述幾種大壓差調節閥布置(zhi)方(fang)式排(pai)序。

從(cong)運行可靠性依次排列(lie)：

從運行經濟性依次排列：

創新型大壓差閥組研發與應用

無論是堵(du)塞的(de)控制，還是流速的(de)控制，終歸是結構問題。

為(wei)優化(hua)大(da)壓(ya)差閥組的結構問題，陳(chen)金環提(ti)出了(le)新(xin)的研發思路，可提(ti)煉為(wei)兩(liang)個(ge)字：避(bi)讓(rang)(rang)(rang)。避(bi)讓(rang)(rang)(rang)是(shi)最簡單、行之(zhi)有效(xiao)(xiao)的方法(fa)：改變結構是(shi)避(bi)讓(rang)(rang)(rang)堵塞最有效(xiao)(xiao)的途徑；控制(zhi)流速是(shi)避(bi)讓(rang)(rang)(rang)沖蝕最有效(xiao)(xiao)的方法(fa)。兩(liang)者結合，可以完(wan)美解(jie)決下降管(guan)調閥所遇(yu)到的主要問題。

?循環(huan)對流盤片式大(da)壓(ya)差熔鹽(yan)調(diao)節閥

1.避讓渣滓結構

循環對流迷宮式盤片(pian)的進口(kou)截面積(ji)尺(chi)寸(cun)和出口(kou)截面積(ji)尺(chi)寸(cun)相同，大(da)顆(ke)渣(zha)滓(zi)不會(hui)進去，小顆(ke)渣(zha)滓(zi)也不會(hui)卡在流道(dao)內部。盤片(pian)內的流道(dao)為圓環形，拐角無死區，保(bao)證雜(za)質不會(hui)堆積(ji)，長久產(chan)生堵(du)塞(sai)。

底(di)部(bu)可以(yi)根據小流量要(yao)求(qiu)，將流道(dao)設計得(de)小一點(dian)，并提(ti)高小流量時調閥的開度。

2.控制流速

流體在盤片內部經過轉彎和(he)碰撞后，逐級(ji)降壓和(he)減速，消耗(hao)能量(liang)，從而起到(dao)減速的效果。

出口流(liu)速(su)是由壓差和(he)降壓級數經過計算而得。公(gong)式為(wei)：

其中：v—盤(pan)片出口速度（m/s）

△P=ρgh，壓差（m）

n—流體轉彎次數

3.降壓效果

上圖為壓(ya)(ya)力(li)(li)分布(bu)云圖，經過流體分析(xi)軟件模擬而(er)得。從圖中可以看出(chu)，顏(yan)色深的為高(gao)壓(ya)(ya)（入口(kou)(kou)(kou)壓(ya)(ya)力(li)(li)），藍色為低壓(ya)(ya)（出(chu)口(kou)(kou)(kou)壓(ya)(ya)力(li)(li)）。出(chu)口(kou)(kou)(kou)壓(ya)(ya)力(li)(li)是根據設計提供的參數確定(ding)的。壓(ya)(ya)力(li)(li)的分布(bu)是逐(zhu)級減小，而(er)在(zai)兩股液(ye)體相撞(zhuang)時會(hui)偏高(gao)。

4.防止閥芯卡死

盤(pan)片組件(jian)與閥芯(xin)接(jie)觸(chu)面有相應的溝槽，如(ru)果有小顆粒(li)流到(dao)與閥芯(xin)接(jie)觸(chu)面，會被閥芯(xin)擋住，并

暫(zan)時(shi)儲(chu)存在盤(pan)片的(de)溝槽內，當閥芯打(da)開后，顆(ke)粒(li)便被沖走，從(cong)而(er)克服了(le)閥芯的(de)卡死(si)問題(ti)。

5.抗流體沖刷

在經過循(xun)環對流迷宮盤片組件多級降壓減速后(hou)，流經密(mi)封(feng)面的(de)速度(du)控制臨界點之內。同時閥座(zuo)和(he)閥芯(xin)密(mi)封(feng)面堆焊(han)stellite6合金，硬(ying)度(du)達到40-45HRC，高硬(ying)度(du)和(he)耐(nai)腐蝕密(mi)封(feng)面提(ti)高了閥門的(de)抗沖刷性(xing)能。

陳(chen)金(jin)環總(zong)結，以上(shang)改進和(he)創新效果顯著(zhu)，自(zi)應用于某(mou)10MW光熱項目(mu)并運行三年以來(lai)，原本明顯的振(zhen)動小時，調(diao)節性(xing)能良(liang)好，反饋不再反復出現給定區間(jian)上(shang)下波動、跳變，并未出現任何故障。

關于大壓差閥組切斷閥問題

?三偏心(xin)金屬密封(feng)蝶閥

首批示范(fan)項目均采用(yong)三偏(pian)心金屬密封蝶閥，幾乎(hu)都出現內漏現象。

高溫(wen)熔鹽的(de)溫(wen)度(du)接(jie)近材料回火溫(wen)度(du)，加上運行工(gong)況長期溫(wen)變(bian)(bian)，閥座與(yu)閥板變(bian)(bian)形

是不可避免的，即遲早會出現蝶閥內(nei)漏現象。

?雙桿式金屬密(mi)封(feng)蝶閥

蝶閥(fa)內漏現象避無可(ke)(ke)避，可(ke)(ke)在閥(fa)體(ti)上(shang)直接(jie)加工閥(fa)座密(mi)封面，再堆(dui)焊司太立合(he)(he)金，代(dai)替(ti)鑲(xiang)嵌(qian)的(de)閥(fa)座，只要閥(fa)體(ti)不變形，閥(fa)座也不會變形。也可(ke)(ke)在閥(fa)板(ban)上(shang)直接(jie)加工閥(fa)板(ban)密(mi)封面，再堆(dui)焊司太立合(he)(he)金，代(dai)替(ti)螺栓(shuan)固定的(de)密(mi)封圈，閥(fa)板(ban)整塊鑄(zhu)造或鍛(duan)造，只要有足夠的(de)強(qiang)度，閥(fa)板(ban)是(shi)不會變形的(de)，如此一來，蝶閥(fa)在目(mu)前熔鹽的(de)工況就可(ke)(ke)以得到滿足。

該結構既(ji)解決了(le)(le)熔鹽內漏問(wen)題，同時也克服了(le)(le)三偏(pian)心蝶(die)閥(fa)的兩個漏點；執行機(ji)構扭矩小了(le)(le)，閥(fa)桿無需電伴(ban)熱，節省了(le)(le)能(neng)源。

?先導式熔鹽截止閥

截止閥是強(qiang)制(zhi)密封的，不平衡力結構(gou)，特別是口徑≥DN300的截止閥重(zhong)量大(da)，閥桿粗，開啟和關閉需(xu)要(yao)執行(xing)器力矩(ju)非常大(da)。

可(ke)通過對閥(fa)(fa)芯的(de)結構的(de)改(gai)變，把不平衡力(li)(li)改(gai)為(wei)平衡力(li)(li)；閥(fa)(fa)門(men)啟閉為(wei)平衡力(li)(li)，閥(fa)(fa)桿就不那么粗(cu)大了，所需執行(xing)器的(de)扭(niu)力(li)(li)就大大減小了；力(li)(li)可(ke)控，則閥(fa)(fa)門(men)的(de)可(ke)控性增強。但也(ye)要(yao)需要(yao)考慮熔鹽結構上殘(can)留的(de)解(jie)決辦法(fa)。

關于大壓差閥組密封問題

大(da)壓差(cha)調節閥(fa)和其他熔鹽閥(fa)一樣，外漏(lou)部(bu)分(fen)主要(yao)為兩個(ge)地(di)方：閥(fa)桿密封(feng)填料處與(yu)閥(fa)體(ti)與(yu)閥(fa)蓋密封(feng)處，主要(yao)是(shi)密封(feng)的(de)結構與(yu)密封(feng)材料選擇的(de)問題。

石墨墊片在高溫下的氧化燒失，由于石墨的氧化，石墨墊片會發生應力損失。溫度越高，應力損失越快。

如果(guo)閥頸加長，使得閥桿密封填(tian)料(liao)處的(de)溫(wen)(wen)度低(di)于300℃，采用(yong)石(shi)墨作為密封材料(liao)。熔(rong)(rong)鹽系統運行(xing)，565℃的(de)熔(rong)(rong)鹽溫(wen)(wen)度加上熔(rong)(rong)鹽閥外部(bu)保溫(wen)(wen)，傳熱的(de)作用(yong)很難把閥桿填(tian)料(liao)處溫(wen)(wen)度降低(di)到300℃，高溫(wen)(wen)造(zao)成石(shi)墨材料(liao)氧化(hua)，導(dao)致閥桿填(tian)料(liao)處漏(lou)鹽。

佳潔能參(can)考國(guo)外材料(liao)對(dui)比了石墨墊片和(he)蛭石墊片的泄露率。

圖：石墨墊片泄漏率

圖：蛭石墊片泄漏率

蛭(zhi)石(shi)(shi)(shi)(shi)墊(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)片泄漏(lou)率(lv)在40 bar氦(hai)氣條(tiao)件，160 MPa墊(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)片應力(li)下(xia)(xia)(xia)為(wei)1×10-7 mg/(s·m-1)；石(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)墊(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)片在同等條(tiao)件下(xia)(xia)(xia)，160 MPa墊(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)片應力(li)作用下(xia)(xia)(xia)，泄漏(lou)率(lv)為(wei)5.6×10-5 mg/(s·m-1)。石(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)墊(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)片和蛭(zhi)石(shi)(shi)(shi)(shi)墊(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)片在安裝(zhuang)和應用工況下(xia)(xia)(xia)的(de)(de)密(mi)(mi)封性能(neng)表(biao)現(xian)，而上(shang)圖很好地顯示了蛭(zhi)石(shi)(shi)(shi)(shi)墊(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)片更優(you)異的(de)(de)密(mi)(mi)封性能(neng)。其性能(neng)曲線的(de)(de)平行段，表(biao)現(xian)的(de)(de)是墊(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)片在應力(li)減(jian)小的(de)(de)情況下(xia)(xia)(xia)密(mi)(mi)封性能(neng)表(biao)現(xian)，蛭(zhi)石(shi)(shi)(shi)(shi)墊(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)片表(biao)現(xian)出在這(zhe)種情況下(xia)(xia)(xia)的(de)(de)優(you)異密(mi)(mi)封性能(neng)。作為(wei)填料(liao)或墊(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)片，明顯看出在熔鹽系統閥門上(shang)，石(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)材料(liao)是不可取的(de)(de)，蛭(zhi)石(shi)(shi)(shi)(shi)材料(liao)能(neng)適應各種高溫工況。

圖：云母與蛭石對比

從圖表上可(ke)以看出，隨著(zhu)填(tian)料或墊片表面應力(li)的增加，蛭石(shi)板材的泄漏率持續下降到可(ke)以忽略不(bu)計(ji)的數值。而同樣的測試(shi)條(tiao)件(jian)(jian)下，云母(mu)板材墊片即(ji)使在50 MPa的應力(li)下，泄漏率任(ren)然大于(yu)200 mL/min.同樣的溫壓工況、測試(shi)條(tiao)件(jian)(jian)、安裝載荷、墊片尺寸(cun)等測試(shi)條(tiao)件(jian)(jian)下，膨(peng)化蛭石(shi)為基礎(chu)的墊片的密封(feng)性都遠遠好于(yu)云母(mu)墊片。

通過以上試驗數據對比，可以總結(jie)出(chu)以下幾點，作為熔鹽介質閥(fa)桿密(mi)封材料：

1.不可(ke)以選擇(ze)石墨材(cai)料。

2.慎重選擇云母+石墨材料。

3.云母(mu)是一(yi)種較好的選擇。

4.高純度蛭(zhi)石是最佳選擇(ze)。

閥芯與閥籠(long)密封、閥體與閥蓋(gai)密封

自(zi)適應密(mi)(mi)封技術是(shi)解決這兩(liang)處熔鹽內漏和閥(fa)體(ti)與閥(fa)蓋密(mi)(mi)封處漏鹽的關鍵

O型金屬密封圈

需(xu)要(yao)計(ji)(ji)算(suan)各(ge)種溫度(du)變化的(de)(de)膨脹量來(lai)配合密封結構，以(yi)及螺(luo)栓的(de)(de)預緊(jin)力，才不(bu)會導致O型圈變形，失去密封效果。材(cai)料選(xuan)擇625或718.需(xu)要(yao)復雜的(de)(de)彈力計(ji)(ji)算(suan)和(he)預緊(jin)力的(de)(de)計(ji)(ji)算(suan)。

C型金屬密封圈

C形環密封屬于自緊(jin)式密封，一方面(mian)密封環回彈張開，另一方面(mian)在內壓作用下，線接(jie)觸處越(yue)壓越(yue)緊(jin)。

選擇適當的C形(xing)環，并保證(zheng)其具有合適的預緊，即(ji)可保證(zheng)C形(xing)環接觸壓(ya)力(li)大于被密封(feng)介質壓(ya)力(li)，實現密封(feng)。

C型圈材料(liao)可(ke)選擇625或718.彈(dan)力計(ji)(ji)算(suan)和預緊(jin)力的計(ji)(ji)算(suan)比O型圈簡單。

關于北京佳潔能新節能技術有限公司

2016年，北京佳潔(jie)能新節(jie)能技(ji)術(shu)有限公司（以下簡稱(cheng)“佳潔(jie)能”）與(yu)蘇州德蘭(lan)建立研(yan)發團隊，并與(yu)科研(yan)院所加強合作，通過持續(xu)的(de)(de)人力物(wu)力財力的(de)(de)投(tou)入，已獲得十多(duo)項(xiang)熔(rong)(rong)鹽(yan)閥(fa)(fa)國(guo)家授權專利。其中與(yu)中科院上(shang)海應用(yong)(yong)物(wu)理研(yan)究所合作研(yan)發，熔(rong)(rong)鹽(yan)制(zhi)備上(shang)截止(zhi)閥(fa)(fa)，MCSH超高溫(wen)熔(rong)(rong)鹽(yan)調節(jie)閥(fa)(fa)等先后應用(yong)(yong)在各自(zi)系統上(shang)。MCSH超高溫(wen)熔(rong)(rong)鹽(yan)調節(jie)閥(fa)(fa)工(gong)作溫(wen)度達到720℃，也是行業里從未(wei)涉(she)及到的(de)(de)熔(rong)(rong)鹽(yan)高溫(wen)工(gong)況。

2017年(nian)，哈鍋與浙江大學、山(shan)東電(dian)力(li)建(jian)設第三(san)工程(cheng)公司共同合作(zuo)，在浙江大學校(xiao)內聯(lian)合搭建(jian)了一個(ge)塔式光熱實驗平臺，該平臺主要進行(xing)(xing)熔(rong)(rong)鹽(yan)儲(chu)熱釋熱試驗，試驗運(yun)行(xing)(xing)過(guo)程(cheng)中熔(rong)(rong)鹽(yan)最(zui)低溫(wen)度(du)為(wei)235攝(she)氏(shi)度(du)，最(zui)高溫(wen)度(du)為(wei)565攝(she)氏(shi)度(du)，所用(yong)熔(rong)(rong)鹽(yan)閥(fa)門26臺全部采用(yong)佳(jia)潔能(neng)(neng)的產品。試驗臺從2018年(nian)6月開(kai)始(shi)運(yun)行(xing)(xing)至(zhi)今，運(yun)行(xing)(xing)期間無出現內漏和外漏，無出現動作(zuo)滯澀等(deng)質量問題，啟閉順暢，調(diao)節性能(neng)(neng)較好，達到(dao)設計要求。佳(jia)潔能(neng)(neng)熔(rong)(rong)鹽(yan)閥(fa)可以(yi)滿足光熱發電(dian)集熱儲(chu)熱換熱系統使用(yong)，該項目(mu)負責人浙江大學熱能(neng)(neng)工程(cheng)研究所教授周昊(hao)對佳(jia)潔能(neng)(neng)熔(rong)(rong)鹽(yan)閥(fa)給予高度(du)評價。

2019年(nian)4月(yue)15日，蘭州(zhou)大(da)成敦煌50兆(zhao)瓦(wa)發電(dian)示(shi)范(fan)項目(mu)首批(pi)運行(xing)集熱系統(tong)建成，并成功實現550攝氏(shi)度高溫運行(xing)測試，系統(tong)各項指標(biao)均達(da)到設計要求。該系統(tong)所用(yong)熔鹽閥門(men)皆為(wei)佳潔能(neng)國(guo)(guo)產(chan)熔鹽閥。在(zai)此(ci)基礎(chu)上，蘭州(zhou)大(da)成敦煌50兆(zhao)瓦(wa)光熱發電(dian)示(shi)范(fan)項目(mu)采用(yong)了(le)佳潔能(neng)近200臺(tai)閥門(men)，這也是國(guo)(guo)內首批(pi)光熱發電(dian)示(shi)范(fan)項目(mu)較大(da)規模采用(yong)國(guo)(guo)產(chan)熔鹽閥。

2021年，首航高科與西交大合作的高溫(wen)吸熱器項目，所涉及的是另一種熔點(dian)更(geng)高的熔鹽，使(shi)用溫(wen)度更(geng)高。佳(jia)潔能和(he)德蘭團隊從材料(liao)選擇，閥門(men)結構(gou)的設計，以及密封填料(liao)等方(fang)面進行優化(hua)，并于(yu)2021年年底順利交貨。

月前，北京佳潔能(neng)新節(jie)能(neng)技(ji)術有限公(gong)司(si)收(shou)到中(zhong)國電力工程顧問集團華東電力設計院有限公(gong)司(si)發來的四個中(zhong)標(biao)通(tong)知書，確定其中(zhong)標(biao)阿(a)克塞(sai)哈薩克族(zu)自治縣匯東新能(neng)源(yuan)有限責任公(gong)司(si)750MW光熱+光伏試(shi)點項(xiang)目(mu)EPC工程總承包項(xiang)目(mu)熔(rong)鹽(yan)止(zhi)回(hui)閥(fa)、熔(rong)鹽(yan)下塔大壓差調閥(fa)、熔(rong)鹽(yan)截止(zhi)閥(fa)、熔(rong)鹽(yan)調節(jie)閥(fa)。

表：佳潔能相關業績

針對大基地光熱光熱項目，佳潔能推出(chu)一個熔鹽閥(fa)門增值計(ji)劃(hua)：

1、整(zheng)個光熱項目除(chu)熔(rong)鹽(yan)安全閥(fa)外，我們(men)提(ti)供其他所有熔(rong)鹽(yan)閥(fa)總承(cheng)包（不包括安裝(zhuang)），承(cheng)諾熔(rong)鹽(yan)閥(fa)總價(jia)低于進口品牌近3000萬；

2、佳潔能(neng)承諾運行5年之內所(suo)有配件(jian)是免(mian)費(fei)提(ti)供并提(ti)供免(mian)費(fei)現場服(fu)務；

3、定(ding)期不定(ding)期派(pai)出技(ji)術(shu)服務人(ren)員(yuan)到現場，與現場運維(wei)(wei)技(ji)術(shu)人(ren)員(yuan)對熔(rong)鹽閥進行維(wei)(wei)護；

4、運(yun)行5年(nian)后配(pei)件收取(qu)成(cheng)本(ben)費(fei)，并(bing)派技(ji)術人(ren)員協(xie)作(zuo)現場運(yun)維人(ren)員進行更(geng)換或維修(xiu)。