“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(shù)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(lǐng)團隊通過多年的技術(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(yīng)用近300臺，絕大部分已經(jīng)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(shè)計制造能力。

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)乎整個電站的正常運行和效益保證。一旦關(guān)鍵部位出現(xiàn)故障，就會導(dǎo)致整個電站停運。“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)國際品牌壟斷，不但價格昂貴，而且售后亦無保障；但國內(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)含量最高的一臺熔鹽閥門，是保證塔式熔鹽電站正常運行的關(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，通過計算機模擬計算，對材料腐蝕性能、力學(xué)評定、冷熱交變材料匹配等方面進行分析，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，取得了十多項熔鹽閥門專利，并在多個試驗平臺和首批示范項目應(yīng)用近300臺。

佳潔能又根據(jù)現(xiàn)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(diào)節(jié)閥。產(chǎn)品在某項目運行一年多未出現(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)閥是整個熔鹽系統(tǒng)工況最苛刻、技術(shù)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(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、跳變等現(xiàn)象，嚴(yán)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(yù)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(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沖蝕的臨界點，通過計算降壓的級數(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(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)對流式的結(jié)構(gòu)，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(zhuǎn)，熔鹽光熱系統(tǒng)需要一臺熔鹽專用逆止閥做保護，由于在國家首批太陽能熱示范項目建設(shè)期間，放眼全球都找不到適用熔鹽的逆止閥，所以大部分項目只能選用進口品牌電液快動快關(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，“我們團隊研發(fā)一種新型熔鹽專用逆止閥，依靠介質(zhì)本身流動而自動開、閉閥瓣，結(jié)構(gòu)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(shù)創(chuàng)新，不僅解決了卡脖子技術(shù)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(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(shù)的決心和動力。”

2017年，浙江大學(xué)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(chǎn)品。試驗臺運行45個月，啟閉順暢，調(diào)節(jié)性能較好，達到設(shè)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(zé)人、浙江大學(xué)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(diào)節(jié)閥、熔鹽調(diào)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(shù)負責(zé)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(xiàn)550℃高溫運行測試，系統(tǒng)各項指標(biāo)均達到設(shè)計要求。該系統(tǒng)所用熔鹽閥門皆為佳潔能國產(chǎn)熔鹽閥。在此基礎(chǔ)上，該示范項目采用了佳潔能近200臺閥門，這也是國內(nèi)首批光熱發(fā)電示范項目較大規(guī)模采用國產(chǎn)熔鹽閥。

佳潔能國產(chǎn)化熔鹽閥的優(yōu)異表現(xiàn)也吸引了電力領(lǐng)域媒介平臺的多方關(guān)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(shù)，助力光熱關(guān)鍵技術(shù)國產(chǎn)化進程》為題；5月2日《中國能源報》以《高溫熔鹽閥突破關(guān)鍵技術(shù)》為題進行專題報道佳潔能熔鹽閥，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(chǎn)業(yè)鏈的全面國產(chǎn)化快速降本，讓光熱技術(shù)具備市場競爭力，將是“十四五”乃至更長時期內(nèi)保證中國光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)得以進一步發(fā)展的核心要務(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(shù)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(zhǔn)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(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。

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