“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。”“佳潔能于2019年5月投入項目的閥門使用效果良好，完全可以替代進口熔鹽閥。”這是北京佳潔能新節(jié)能技術有限公司（下文簡稱：佳潔能）董事長陳金環(huán)聽到最好的反饋，這也是他帶領團隊通過多年的技術攻關，攻破高溫熔鹽太陽能熱發(fā)電中“熔鹽閥”卡脖子技術取得的豐碩成果。

陳金環(huán)介紹，自2016年至今，佳潔能取得了10多項熔鹽閥門的專利，并在多個試驗平臺和首批多個示范項目應用近300臺，絕大部分已經無故障運行超兩年，目前具備塔式、線性菲涅耳式和槽式光熱電站熔鹽系統(tǒng)除安全閥以外所有熔鹽閥門的設計制造能力。

在熔鹽光熱技術中，熔鹽閥門占有舉足輕重的地位。熔鹽控制閥的可靠性和安全性就關乎整個電站的正常運行和效益保證。一旦關鍵部位出現故障，就會導致整個電站停運。“關鍵核心技術要不來、買不來、討不來的。只有把光熱發(fā)電產業(yè)中關鍵核心技術掌握在自己手中，才能真正實現光熱發(fā)電降低成本。”陳金環(huán)說，熔鹽閥門就是一直被少數國際品牌壟斷，不但價格昂貴，而且售后亦無保障；但國內光熱熔鹽系統(tǒng)閥門產業(yè)無前例可循，特別是塔式電站下降管調閥是全電站最貴、技術含量最高的一臺熔鹽閥門，是保證塔式熔鹽電站正常運行的關鍵。基于此，自2016年起，佳潔能與蘇州德蘭能源科技股份有限公司聯合多家科研院所，結合光熱熔鹽特性和具體工況，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，經過6年技術攻關，成功研發(fā)了高溫熔鹽截止閥、熔鹽調節(jié)閥、下降管大壓差熔鹽調節(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專利，并在多個試驗平臺和首批示范項目應用近300臺。

佳潔能又根據現場運行要求，以降壓和控制流速的循環(huán)對流為核心來研發(fā)下降管大壓差調節(jié)閥。產品在某項目運行一年多未出現閥內件沖刷和汽蝕、調節(jié)卡澀等現象，運行可靠，調節(jié)性能良好。

塔式光熱電站下降管大壓差調節(jié)閥是整個熔鹽系統(tǒng)工況最苛刻、技術難度最高，同時也是價格最高的一臺熔鹽閥門，運行時大多出現閥籠堵塞調節(jié)卡澀，反饋出現給定區(qū)間上下波動、跳變等現象，嚴重影響系統(tǒng)正常運行。

“要解決渣滓堵塞在多層套筒之間的間隙或節(jié)流孔上的問題，就得讓渣滓能順利通過節(jié)流件，但前提要預知鹽里顆粒和渣滓的大小才能針對節(jié)流件的開孔大小，這似乎是不可能的；大壓差調節(jié)閥的沖蝕問題，主要是熱鹽的壓差與較大流速造成的，只有掌握了熱熔鹽與流速沖蝕的臨界點，通過計算降壓的級數，就能有效地解決了沖蝕問題，但前提要知道熱熔鹽與流速沖蝕的臨界點是多少。”陳金環(huán)指出，為此，佳潔能與某項目技術人員通過研究，決定改變閥的節(jié)流件結構，改多層籠式為循環(huán)對流式的結構，順利解決了這些問題，并在某項目成功運行兩年多。

此外，熔鹽儲罐的熔鹽泵出口，為防止泵停機反轉，熔鹽光熱系統(tǒng)需要一臺熔鹽專用逆止閥做保護，由于在國家首批太陽能熱示范項目建設期間，放眼全球都找不到適用熔鹽的逆止閥，所以大部分項目只能選用進口品牌電液快動快關蝶閥代替。該閥結構復雜，小故障經常，成本較高。陳金環(huán)介紹，“我們團隊研發(fā)一種新型熔鹽專用逆止閥，依靠介質本身流動而自動開、閉閥瓣，結構簡單，無熔鹽殘留死角，無需外部動力，故障率低，并成功在首航10MW和100MW的所有熱罐和冷罐系統(tǒng)上無故障運行近兩年，使用效果良好。通過以上的技術創(chuàng)新，不僅解決了卡脖子技術問題，而且對于一個100MW的塔式光熱項目，僅此兩項可節(jié)約投資成本近千萬元。”

從試驗項目到100MW大型光熱電站，佳潔能闖過一關又一關，走過的是一條無比艱辛的研發(fā)創(chuàng)新之路，終于“當看到熔鹽閥無故障實際工況下運行超2年的良好效果，我們更堅定了要建立起屬于中國光熱發(fā)電制造與技術的決心和動力。”

2017年，浙江大學熱能研究所塔式太陽能熱發(fā)電實驗平臺建成，該平臺試驗運行過程中熔鹽最低溫度為235℃，最高溫度為565℃，所用26臺熔鹽閥門全部采用佳潔能產品。試驗臺運行45個月，啟閉順暢，調節(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評價道。

首航高科一期10MW和二期100MW熔鹽塔式項目改造時采用了佳潔能大壓差熔鹽調節(jié)閥、熔鹽調節(jié)閥、截止閥、蝶閥及逆止閥近30臺。“佳潔能于2019年5月投入項目的閥門使用效果良好，完全可以替代進口熔鹽閥。”首航高科熔鹽光熱項目技術負責人在《佳潔能熔鹽閥使用評價》中表示。

2019年4月15日，蘭州大成敦煌50MW熔鹽線性菲涅爾光熱發(fā)電示范項目首批運行集熱系統(tǒng)建成，并成功實現550℃高溫運行測試，系統(tǒng)各項指標均達到設計要求。該系統(tǒng)所用熔鹽閥門皆為佳潔能國產熔鹽閥。在此基礎上，該示范項目采用了佳潔能近200臺閥門，這也是國內首批光熱發(fā)電示范項目較大規(guī)模采用國產熔鹽閥。

佳潔能國產化熔鹽閥的優(yōu)異表現也吸引了電力領域媒介平臺的多方關注。

2022年3月22日《中國電力報》以《熔鑄示范“利劍”——佳潔能攻破高溫熔鹽卡脖子技術，助力光熱關鍵技術國產化進程》為題；5月2日《中國能源報》以《高溫熔鹽閥突破關鍵技術》為題進行專題報道佳潔能熔鹽閥，并在人民網等多家主流媒體轉載。

針對大基地光熱發(fā)電項目，佳潔能推出一個熔鹽閥門增值計劃：

通過產業(yè)鏈的全面國產化快速降本，讓光熱技術具備市場競爭力，將是“十四五”乃至更長時期內保證中國光熱發(fā)電產業(yè)得以進一步發(fā)展的核心要務。

熔鹽閥作為光熱發(fā)電熔鹽系統(tǒng)的關鍵設備，其投資占比雖小，但關系到整個電站效益，以及項目發(fā)電后的運維成本。佳潔能在攻克了高溫熔鹽閥“卡脖子”技術后，又將如何拓展布局呢？對此，陳金環(huán)這樣表示，企業(yè)是創(chuàng)新的主體，項目方精準把控市場、科技的需求，因此，光熱發(fā)電行業(yè)的進一步發(fā)展，需要產業(yè)界和科技界的共同努力下，在關鍵技術和設備制造等領域形成厚積薄發(fā)之勢。

來自國家太陽能光熱產業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯盟