中國儲能網(wǎng)訊：配置高效的儲熱系統(tǒng)可使光熱電站發(fā)揮更可靠的調峰能力，為電網(wǎng)提供更為穩(wěn)定的電力。在當前的光熱發(fā)電領域，熔鹽作為儲熱介質已經得到了成熟的商業(yè)化應用，業(yè)界對熔鹽儲熱技術的認可度也愈來愈高。
在光熱發(fā)電系統(tǒng)中普遍使用的二元熔鹽（60%硝酸鈉+40%硝酸鉀）及三元熔鹽（53%硝酸鉀+40%亞硝酸鈉+7%硝酸鈉）中都包含了一定量的強腐蝕性化學成分，其作為介質具有運行溫度高、凝固點較高、運行溫差變化大等特點。熔鹽閥作為儲能系統(tǒng)中的關鍵設備，在整個系統(tǒng)運行的安全性和可靠性方面扮演著至關重要的角色。
哪種形式的閥門更適用于光熱熔鹽儲熱系統(tǒng)？熔鹽閥泄露和凍堵問題該怎樣應對？在高溫熔鹽儲熱系統(tǒng)嚴苛的工況下，生產出合格的熔鹽閥產品需要考量哪些關鍵點？熔鹽閥成本如何降低？國內外熔鹽閥產品在技術與價格上的差異將對國內首批光熱示范項目采購產生何種影響？帶著種種疑問，CSPPLAZA記者采訪了部分海內外知名熔鹽閥廠商以進一步了解熔鹽閥在光熱發(fā)電領域中的應用情況及發(fā)展現(xiàn)狀。
熔鹽閘閥、截止閥和蝶閥各有優(yōu)劣勢與適用領域
事實上，熔鹽閥并不是一個專門的閥門類別，簡單來說熔鹽閥即應用于熔鹽介質控制的閥門（部分廠商生產的熔鹽閥同樣適用于導熱油介質），需要根據(jù)所需的具體參數(shù)進行設計生產。
從閥門形式來看，熔鹽閥主要包括閘閥、截止閥以及蝶閥等幾種形式。根據(jù)工藝設計，開關工況可以選用閘閥或是三偏心蝶閥的形式，調節(jié)工況可選用角式截止閥形式。
北京佳潔能新節(jié)能技術有限公司（以下簡稱北京佳潔能）董事長陳金環(huán)認為，鑒于光熱電站高溫熔鹽的物性以及其輸送管道的設計特點，截止閥和蝶閥最適用于光熱電站。Flowserve Flow Control Operations（以下簡稱Flowserve）工程師王延波向記者介紹，閘閥主要在工藝中作為開關閥門使用，但以閘閥作為熔鹽閥來使用存在較多問題。截止閥也可作為開關閥使用，截止閥一般采用Globe的形式，這個類型可以達到V級密封。而按照閥門功能分類的調節(jié)閥則主要應用于熔鹽流量、壓力或者溫度的調節(jié)，是最主要的設備之一。
“閘閥、截止閥、蝶閥都有各自的優(yōu)勢，但熔鹽閥門一般不會選擇球閥。熔鹽光熱項目在選擇閥門種類時需要考慮很多因素，如安裝空間、管線流阻、綜合成本、管線伴熱、管線節(jié)流、管線熱膨脹、介質設計溫度、壓力條件等等，因此選型哪種閥門種類應依據(jù)設計院設計準則。”北京市閥門總廠股份有限公司（以下簡稱北京閥門總廠）董事長陳金普如是表示。
記者根據(jù)受訪各方觀點，對三種常用的熔鹽閥形式做了如下總結：
如何解決熔鹽凍堵難題？國內外企業(yè)各有妙招
隨著熔鹽儲熱在光熱發(fā)電行業(yè)的不斷普及，熔鹽閥的重要性也不言而喻，系統(tǒng)中單個熔鹽閥出現(xiàn)質量問題即有可能影響整個電站的正常運行，造成不可估量的損失。由于熔鹽系統(tǒng)的特性，光熱電站中所使用的熔鹽閥普遍存在凍堵、腐蝕、高溫卡澀、汽蝕等方面的技術難題。
熔鹽凝固后容易導致閥門無法開關，甚至損壞填料，因此在填料的設計與選擇上國內外熔鹽閥企業(yè)都進行了大量的研究。蘇州安特威閥門有限公司（以下簡稱蘇州安特威）市場經理吳俊杰告訴記者，針對填料損壞的問題，如何對閥體進行有效的加熱熱場計算和散熱的熱場計算、進行有效的試驗驗證，并且選擇合適的加熱控制方案是最為關鍵的技術。硝酸鹽熔鹽和石墨會發(fā)生氧化反應，在光熱電站中的使用受限。
針對凍堵問題，多數(shù)公司都建議使用電伴熱作為解決方案。濱特爾流體控制（北京）有限公司（以下簡稱濱特爾）技術工程師季春麗向CSPPLAZA記者介紹了其公司為防止熔鹽閥凍堵所采取的一系列措施，例如；工藝系統(tǒng)良好的疏鹽設計，如定期蒸汽吹掃；閥門及管道的伴熱（需要閥門做熱計算）；閥門形式以及內部結構的特殊設計；采用低熔融點熔鹽等。
生產合格熔鹽閥的“八項注意”
據(jù)CSPPLAZA記者咨詢了解發(fā)現(xiàn)，填料的選擇、閥芯設計、閥體密封性、閥桿電加熱設計以及閥門的裝配工藝和經驗都是影響閥門質量的關鍵因素。
據(jù)統(tǒng)計，設計生產出合格的熔鹽閥門需要考慮一下幾個關鍵點：
1.材料的選擇必須滿足耐高溫和相應的耐腐蝕性。
2.原材料的控制，鑄件和鍛件質量符合相應標準要求。
3.閥門結構防止存在死角，保持必要的流動性。
4.閥桿動密封處采用波紋管和耐高溫填料的雙密封形式。
5.閥門密封副的密封材料封面硬度達到相應的標準要求。
6.閥桿的選材，既要耐高溫和腐蝕，而且在高溫工況下也要有較高的化學性能。
7.避免高溫材料和交變溫度工況時螺栓的蠕變對密封性能的影響。
8.閥門預防凍堵需要有電伴熱裝置。
批量化、標準化、國產化或可有效降低熔鹽閥生產成本
據(jù)了解，在熔鹽閥使用數(shù)量方面，槽式光熱電站和塔式光熱電站區(qū)別較大。槽式用量較多而口徑相對較小，塔式用量較小但口徑較大，總體來看整體投資差別不算大。
以熔鹽塔式50MW項目為例：需熔鹽調節(jié)閥20-30臺左右，熔鹽截止閥50-70臺左右；以熔鹽槽式50MW項目為例：需熔鹽調節(jié)閥400臺左右，熔鹽截止閥450臺左右。
鑒于目前光熱發(fā)電成本仍較高，能夠參與其中的各環(huán)節(jié)供應商也都希望能夠通過進一步降低成本以提升行業(yè)整體競爭力，促進市場進一步做大，閥門廠商自然也不例外，針對該問題CSPPLAZA記者也征詢了部分企業(yè)的意見。
Flowserve王延波指出，熔鹽閥作為工程閥門（單獨設計和非批量生產）在降低成本方面有很大的難處，若能形成批量化的生產則可攤平部分成本。
北京閥門總廠陳金普也表達了類似觀點，據(jù)其介紹，光熱電站中熔鹽閥的使用數(shù)量、價格和投資占比根據(jù)項目的大小和項目的各種客觀因素決定，國內一般由設計院統(tǒng)籌確定。目前熔鹽閥門的設計和生產處于快速增長期，合理的閥門選型和選材以及閥門的標準化建立促成閥門批量化生產是降低閥門成本的有效途徑。
此外，北京佳潔能與蘇州安特威兩方面均表示加快熔鹽閥的國產化將是降低熔鹽閥成本的有效途徑。他們認為，熔鹽閥工況苛刻，在設計與生產制造方面均有較高要求，目前而言其成本下降確實存在一定難度。若日后熔鹽閥生產能建立標準化，批量化的生產模式，加之國產化產品推動的市場競爭，熔鹽閥在保證質量的同時仍具有較大的成本下降潛力。
首批示范項目熔鹽閥采購：進口VS國產
與熔鹽泵等裝備類似，由于光熱發(fā)電國內外市場的發(fā)展成熟度不同等原因，國內外熔鹽閥供應商在技術與業(yè)績方面也有較大差別。對于項目業(yè)主來說，也面臨著：是選擇價格較高，但應用案例較多、理應更有保障的國外產品，還是選擇價格更具優(yōu)勢但缺乏案例與業(yè)績的國產產品的問題。
讓我們先來聽聽國內外供應商對此問題的看法。
蘇州安特威吳俊杰表示，雖其公司可提供包括溫度檢測，伴熱，伴熱控制在內的一整套解決方案，但是在光熱發(fā)電領域依然缺乏實際應用經驗。
北京佳潔能方面也表達了類似觀點，據(jù)其介紹，國外產品除實際應用案例豐富外，其原材料材質可能相比國產較好。雖其自身產品在幾個試驗平臺和回路有過小范圍應用，但總體而言，國內熔鹽閥廠商確實鮮有案例。但其認為海外熔鹽閥也并非十全十美，采用海外產品價格偏高、交貨周期長、售后服務響應也相對較慢。而國產熔鹽閥則恰恰相反，其優(yōu)勢在于合理的價格、較短的生產周期以及快速的售后服務。
受訪的海外企業(yè)則普遍認為，熔鹽系統(tǒng)的故障可能導致整個機組的停運，因此采用可靠性及穩(wěn)定性強的海外技術產品才能使國內首批示范項目更好地完成使命，更好地摸索經驗為以后的光熱項目打下堅實的基礎。
總體來說，國外品牌業(yè)績多，經驗豐富，在質量方面有顯著優(yōu)勢。但國產熔鹽閥價格優(yōu)勢明顯，據(jù)濱特爾季春麗介紹，國產熔鹽閥的價格比進口熔鹽閥低至少30%。此外，交貨周期、售后服務等方面也需要業(yè)主重點關注。
