“佳潔能熔鹽閥可以滿足光熱發(fā)電集熱儲(chǔ)熱換熱系統(tǒng)使用。”“佳潔能于2019年5月投入項(xiàng)目的閥門使用效果良好，完全可以替代進(jìn)口熔鹽閥。”這是北京佳潔能新節(jié)能技術(shù)有限公司（下文簡(jiǎn)稱：佳潔能）董事長(zhǎng)陳金環(huán)聽到最好的反饋，這也是他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)通過多年的技術(shù)攻關(guān)，攻破高溫熔鹽太陽能熱發(fā)電中“熔鹽閥”卡脖子技術(shù)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(xiàng)熔鹽閥門的專利，并在多個(gè)試驗(yàn)平臺(tái)和首批多個(gè)示范項(xiàng)目應(yīng)用近300臺(tái)，絕大部分已經(jīng)無故障運(yùn)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(shè)計(jì)制造能力。

在熔鹽光熱技術(shù)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(guān)乎整個(gè)電站的正常運(yùn)行和效益保證。一旦關(guān)鍵部位出現(xiàn)故障，就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電站停運(yùn)。“關(guān)鍵核心技術(shù)要不來、買不來、討不來的。只有把光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)中關(guān)鍵核心技術(shù)掌握在自己手中，才能真正實(shí)現(xiàn)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(shù)國(guó)際品牌壟斷，不但價(jià)格昂貴，而且售后亦無保障；但國(guó)內(nèi)光熱熔鹽系統(tǒng)閥門產(chǎn)業(yè)無前例可循，特別是塔式電站下降管調(diào)閥是全電站最貴、技術(shù)含量最高的一臺(tái)熔鹽閥門，是保證塔式熔鹽電站正常運(yùn)行的關(guān)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(lián)合多家科研院所，結(jié)合光熱熔鹽特性和具體工況，通過計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算，對(duì)材料腐蝕性能、力學(xué)評(píng)定、冷熱交變材料匹配等方面進(jìn)行分析，經(jīng)過6年技術(shù)攻關(guān)，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(xiàng)熔鹽閥門專利，并在多個(gè)試驗(yàn)平臺(tái)和首批示范項(xiàng)目應(yīng)用近300臺(tái)。

佳潔能又根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行要求，以降壓和控制流速的循環(huán)對(duì)流為核心來研發(fā)下降管大壓差調(diào)節(jié)閥。產(chǎn)品在某項(xiàng)目運(yùn)行一年多未出現(xiàn)閥內(nèi)件沖刷和汽蝕、調(diào)節(jié)卡澀等現(xiàn)象，運(yùn)行可靠，調(diào)節(jié)性能良好。

塔式光熱電站下降管大壓差調(diào)節(jié)閥是整個(gè)熔鹽系統(tǒng)工況最苛刻、技術(shù)難度最高，同時(shí)也是價(jià)格最高的一臺(tái)熔鹽閥門，運(yùn)行時(shí)大多出現(xiàn)閥籠堵塞調(diào)節(jié)卡澀，反饋出現(xiàn)給定區(qū)間上下波動(dòng)、跳變等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響系統(tǒng)正常運(yùn)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(yù)知鹽里顆粒和渣滓的大小才能針對(duì)節(jié)流件的開孔大小，這似乎是不可能的；大壓差調(diào)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?zèng)_蝕的臨界點(diǎn)，通過計(jì)算降壓的級(jí)數(shù)，就能有效地解決了沖蝕問題，但前提要知道熱熔鹽與流速?zèng)_蝕的臨界點(diǎn)是多少。”陳金環(huán)指出，為此，佳潔能與某項(xiàng)目技術(shù)人員通過研究，決定改變閥的節(jié)流件結(jié)構(gòu)，改多層籠式為循環(huán)對(duì)流式的結(jié)構(gòu)，順利解決了這些問題，并在某項(xiàng)目成功運(yùn)行兩年多。

此外，熔鹽儲(chǔ)罐的熔鹽泵出口，為防止泵停機(jī)反轉(zhuǎn)，熔鹽光熱系統(tǒng)需要一臺(tái)熔鹽專用逆止閥做保護(hù)，由于在國(guó)家首批太陽能熱示范項(xiàng)目建設(shè)期間，放眼全球都找不到適用熔鹽的逆止閥，所以大部分項(xiàng)目只能選用進(jìn)口品牌電液快動(dòng)快關(guān)蝶閥代替。該閥結(jié)構(gòu)復(fù)雜，小故障經(jīng)常，成本較高。陳金環(huán)介紹，“我們團(tuán)隊(duì)研發(fā)一種新型熔鹽專用逆止閥，依靠介質(zhì)本身流動(dòng)而自動(dòng)開、閉閥瓣，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無熔鹽殘留死角，無需外部動(dòng)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(yùn)行近兩年，使用效果良好。通過以上的技術(shù)創(chuàng)新，不僅解決了卡脖子技術(shù)問題，而且對(duì)于一個(gè)100MW的塔式光熱項(xiàng)目，僅此兩項(xiàng)可節(jié)約投資成本近千萬元。”

從試驗(yàn)項(xiàng)目到100MW大型光熱電站，佳潔能闖過一關(guān)又一關(guān)，走過的是一條無比艱辛的研發(fā)創(chuàng)新之路，終于“當(dāng)看到熔鹽閥無故障實(shí)際工況下運(yùn)行超2年的良好效果，我們更堅(jiān)定了要建立起屬于中國(guó)光熱發(fā)電制造與技術(shù)的決心和動(dòng)力。”

2017年，浙江大學(xué)熱能研究所塔式太陽能熱發(fā)電實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建成，該平臺(tái)試驗(yàn)運(yùn)行過程中熔鹽最低溫度為235℃，最高溫度為565℃，所用26臺(tái)熔鹽閥門全部采用佳潔能產(chǎn)品。試驗(yàn)臺(tái)運(yùn)行45個(gè)月，啟閉順暢，調(diào)節(jié)性能較好，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。“佳潔能熔鹽閥可以滿足光熱發(fā)電集熱儲(chǔ)熱換熱系統(tǒng)使用。”該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、浙江大學(xué)熱能工程研究所教授周昊評(píng)價(jià)道。

首航高科一期10MW和二期100MW熔鹽塔式項(xiàng)目改造時(shí)采用了佳潔能大壓差熔鹽調(diào)節(jié)閥、熔鹽調(diào)節(jié)閥、截止閥、蝶閥及逆止閥近30臺(tái)。“佳潔能于2019年5月投入項(xiàng)目的閥門使用效果良好，完全可以替代進(jìn)口熔鹽閥。”首航高科熔鹽光熱項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人在《佳潔能熔鹽閥使用評(píng)價(jià)》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(xiàng)目首批運(yùn)行集熱系統(tǒng)建成，并成功實(shí)現(xiàn)550℃高溫運(yùn)行測(cè)試，系統(tǒng)各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。該系統(tǒng)所用熔鹽閥門皆為佳潔能國(guó)產(chǎn)熔鹽閥。在此基礎(chǔ)上，該示范項(xiàng)目采用了佳潔能近200臺(tái)閥門，這也是國(guó)內(nèi)首批光熱發(fā)電示范項(xiàng)目較大規(guī)模采用國(guó)產(chǎn)熔鹽閥。

佳潔能國(guó)產(chǎn)化熔鹽閥的優(yōu)異表現(xiàn)也吸引了電力領(lǐng)域媒介平臺(tái)的多方關(guān)注。

2022年3月22日《中國(guó)電力報(bào)》以《熔鑄示范“利劍”——佳潔能攻破高溫熔鹽卡脖子技術(shù)，助力光熱關(guān)鍵技術(shù)國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程》為題；5月2日《中國(guó)能源報(bào)》以《高溫熔鹽閥突破關(guān)鍵技術(shù)》為題進(jìn)行專題報(bào)道佳潔能熔鹽閥，并在人民網(wǎng)等多家主流媒體轉(zhuǎn)載。

針對(duì)大基地光熱發(fā)電項(xiàng)目，佳潔能推出一個(gè)熔鹽閥門增值計(jì)劃：

通過產(chǎn)業(yè)鏈的全面國(guó)產(chǎn)化快速降本，讓光熱技術(shù)具備市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，將是“十四五”乃至更長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)保證中國(guó)光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)得以進(jìn)一步發(fā)展的核心要?jiǎng)?wù)。

熔鹽閥作為光熱發(fā)電熔鹽系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，其投資占比雖小，但關(guān)系到整個(gè)電站效益，以及項(xiàng)目發(fā)電后的運(yùn)維成本。佳潔能在攻克了高溫熔鹽閥“卡脖子”技術(shù)后，又將如何拓展布局呢？對(duì)此，陳金環(huán)這樣表示，企業(yè)是創(chuàng)新的主體，項(xiàng)目方精準(zhǔn)把控市場(chǎng)、科技的需求，因此，光熱發(fā)電行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，需要產(chǎn)業(yè)界和科技界的共同努力下，在關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備制造等領(lǐng)域形成厚積薄發(fā)之勢(shì)。

來自國(guó)家太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟