“由于國(guó)內(nèi)光熱熔鹽系統(tǒng)閥門(mén)產(chǎn)業(yè)無(wú)前例可循，國(guó)內(nèi)熔鹽光熱電站熔鹽儲(chǔ)罐泵出口大多會(huì)選用進(jìn)口電液動(dòng)快關(guān)蝶閥代替逆止閥?！北本┘褲嵞苄鹿?jié)能技術(shù)有限公司董事長(zhǎng)陳金環(huán)說(shuō)，這種閥門(mén)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，特別是驅(qū)動(dòng)裝置容易出現(xiàn)故障，且維修價(jià)格昂貴。該閥國(guó)產(chǎn)化后，不僅作為熔鹽專(zhuān)用閥門(mén)提高了運(yùn)行可靠性，同時(shí)也降低了成本。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，對(duì)于100兆瓦光熱電站而言，可在此項(xiàng)節(jié)省投資近五百萬(wàn)元。

光熱設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率穩(wěn)步提升

       隨著第一批光熱示范項(xiàng)目的建成，光熱產(chǎn)業(yè)進(jìn)入到追求“降本增效，平價(jià)上網(wǎng)”的發(fā)展階段。近年來(lái)，部分光熱發(fā)電投產(chǎn)項(xiàng)目已完成調(diào)試工作進(jìn)入商業(yè)化運(yùn)行階段，發(fā)電能力良好，并成功達(dá)到額定出力和最小技術(shù)出力，實(shí)現(xiàn)連續(xù)發(fā)電兩百小時(shí)以上。

       近幾年，光熱產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)出掌握光熱發(fā)電集成能力的國(guó)內(nèi)企業(yè)，這些企業(yè)還通過(guò)自主研發(fā)在核心技術(shù)領(lǐng)域形成了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，成功走出國(guó)門(mén)幫助中東、北非等“一帶一路”沿線地區(qū)建設(shè)光熱項(xiàng)目。此外，國(guó)內(nèi)光熱產(chǎn)業(yè)已建立起光熱發(fā)電設(shè)備制造全產(chǎn)業(yè)鏈，相關(guān)企事業(yè)單位超過(guò)500家，反射鏡、槽式集熱管等主要設(shè)備產(chǎn)能均超過(guò)200萬(wàn)千瓦，國(guó)內(nèi)已投運(yùn)項(xiàng)目的設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率超過(guò)90%。

       在國(guó)家首批光熱示范項(xiàng)目的進(jìn)程中，當(dāng)時(shí)的諸多客觀因素掣肘了項(xiàng)目開(kāi)發(fā)進(jìn)度，而在新的項(xiàng)目中，這些客觀影響因素都已不復(fù)存在，國(guó)內(nèi)光熱行業(yè)的成敗將完全取決于產(chǎn)業(yè)自身。此時(shí)，對(duì)于國(guó)產(chǎn)化技術(shù)路線的摸索就顯得尤為重要。

       首航高科敦煌100兆瓦熔鹽塔式光熱電站作為全國(guó)首個(gè)100兆瓦級(jí)光熱項(xiàng)目，自投運(yùn)以來(lái)，以積累運(yùn)行示范數(shù)據(jù)為主，短期收益為輔，有效積累各大系統(tǒng)的各大核心裝備不同工況的運(yùn)行數(shù)據(jù)、運(yùn)行曲線和運(yùn)行規(guī)律，有序推進(jìn)各項(xiàng)系統(tǒng)性能優(yōu)化和發(fā)電量穩(wěn)步提升，積累了大量運(yùn)行經(jīng)營(yíng)并取得良好的示范效果。

       該熔鹽光熱電站應(yīng)用的“100兆瓦級(jí)塔式光熱電站熔鹽儲(chǔ)熱裝置技術(shù)”不僅實(shí)現(xiàn)了讓發(fā)電與天氣解耦，使光熱發(fā)電輸出更加穩(wěn)定，并且沒(méi)有配置政策允許的天然氣補(bǔ)燃系統(tǒng)，使得在平價(jià)上網(wǎng)背景下，該系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)更高的經(jīng)濟(jì)效益。

       同時(shí)，作為目前國(guó)內(nèi)單體儲(chǔ)罐儲(chǔ)熱容量最大的熔鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng)，具有容量大、成本低、參數(shù)高、損耗小等特點(diǎn)，其核心技術(shù)將可應(yīng)用于火電靈活性改造等領(lǐng)域，未來(lái)應(yīng)用前景廣闊。

國(guó)產(chǎn)熔鹽閥實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)突破

       自2016年開(kāi)始，北京佳潔能新節(jié)能技術(shù)有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“佳潔能”）與蘇州德蘭能源科技股份有限公司攜手聯(lián)合研發(fā)，同時(shí)聯(lián)合多個(gè)科研院所，通過(guò)多年的技術(shù)攻關(guān)，結(jié)合光熱熔鹽物性和具體工況，通過(guò)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，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(mén)的專(zhuān)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)。

       在熔鹽光熱技術(shù)中，熔鹽閥門(mén)占有舉足輕重的地位。據(jù)了解，熔鹽閥門(mén)一直被國(guó)際少數(shù)品牌壟斷，首批發(fā)電的示范項(xiàng)目熔鹽閥門(mén)大多依賴(lài)進(jìn)口。該閥門(mén)價(jià)格昂貴，交貨周期長(zhǎng)，售后亦無(wú)保障，特別是在國(guó)外出現(xiàn)新冠肺炎疫情后，交貨周期更是被無(wú)限期延長(zhǎng)，售后服務(wù)更是無(wú)從談起。

       “熔鹽閥門(mén)作為熔鹽光熱電站中的關(guān)鍵設(shè)備，不僅要在復(fù)雜苛刻的工況下運(yùn)行，還要避免閥門(mén)內(nèi)漏外漏、啟閉卡澀及沖蝕等問(wèn)題。”陳金環(huán)指出，熔鹽閥的可靠性和安全性關(guān)乎整個(gè)電站的正常運(yùn)行和電站效益的保證，關(guān)鍵部位熔鹽閥出了問(wèn)題，可能導(dǎo)致整個(gè)電站停運(yùn)，很可能拖累整個(gè)工程，熔鹽系統(tǒng)對(duì)高溫熔鹽閥的質(zhì)量提出了相當(dāng)高的要求。

       據(jù)介紹，作為熔鹽儲(chǔ)罐的熔鹽泵出口，為了防止泵停機(jī)反轉(zhuǎn)，熔鹽光熱系統(tǒng)需要一臺(tái)熔鹽專(zhuān)用逆止閥做保護(hù)。由于在第一批光熱示范項(xiàng)目期間，放眼全球都找不到適用熔鹽的逆止閥，所以大部分熔鹽光熱示范項(xiàng)目只能在冷泵和熱泵出口都選用進(jìn)口品牌電液動(dòng)快關(guān)蝶閥代替逆止閥。電液動(dòng)快關(guān)蝶閥液壓驅(qū)動(dòng)裝置由液壓泵站、控制閥組、蓄能器、快速油缸、電氣控制箱等5部分組成，系統(tǒng)復(fù)雜，實(shí)際運(yùn)行中故障不少，且價(jià)格昂貴。

       針對(duì)這種情況，佳潔能與蘇州德蘭技術(shù)團(tuán)隊(duì)與項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)團(tuán)隊(duì)協(xié)作開(kāi)發(fā)出一種新型熔鹽專(zhuān)用逆止閥。該閥門(mén)依靠介質(zhì)本身流動(dòng)而自動(dòng)開(kāi)、閉閥瓣，用來(lái)防止介質(zhì)倒流，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)熔鹽殘留死角，無(wú)需外部動(dòng)力，故障率低。

       2017年，哈鍋與浙江大學(xué)、山東電力建設(shè)第三工程公司共同合作，在浙江大學(xué)校內(nèi)聯(lián)合搭建了一個(gè)塔式光熱實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，該平臺(tái)主要進(jìn)行熔鹽儲(chǔ)熱釋熱試驗(yàn)，試驗(yàn)運(yùn)行過(guò)程中熔鹽最低溫度為235攝氏度，最高溫度為565攝氏度，所用熔鹽閥門(mén)26臺(tái)全部采用佳潔能的產(chǎn)品。試驗(yàn)臺(tái)從2018年6月開(kāi)始運(yùn)行，已運(yùn)行45個(gè)月，運(yùn)行期間無(wú)出現(xiàn)內(nèi)漏和外漏，無(wú)出現(xiàn)動(dòng)作滯澀等質(zhì)量問(wèn)題，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對(duì)佳潔能熔鹽閥給予高度評(píng)價(jià)。

       塔式下降管調(diào)節(jié)閥是全電站最貴的技術(shù)含量最高的一臺(tái)熔鹽閥門(mén)，是保證電站正常運(yùn)行的關(guān)鍵，目前需要定期更換閥內(nèi)件，且價(jià)格昂貴，交貨周期長(zhǎng)。2018年底，我們了解到某項(xiàng)目該閥出現(xiàn)一些問(wèn)題，通過(guò)和項(xiàng)目技術(shù)人員充分溝通，了解現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行工況，技術(shù)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)多月努力，終于取得了重大技術(shù)突破，德蘭工廠趕制了一臺(tái)下降管大壓差調(diào)節(jié)閥，并順利了發(fā)到現(xiàn)場(chǎng)安裝，經(jīng)過(guò)一年多的運(yùn)行，該閥并無(wú)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。該閥也是世界上第一臺(tái)以循環(huán)對(duì)流為特點(diǎn)的下塔下降管大壓差調(diào)節(jié)閥。

       在首航的一期二期項(xiàng)目改造上，大范圍采用佳潔能熔鹽閥門(mén)，運(yùn)行良好，未出現(xiàn)故障。“佳潔能于2019年5月投入項(xiàng)目的閥門(mén)使用效果良好，就使用情況來(lái)看，國(guó)產(chǎn)熔鹽閥完全可以代替進(jìn)口熔鹽閥?！笔缀礁呖迫埯}光熱項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人于2021年12月4日在《佳潔能熔鹽閥使用評(píng)價(jià)》文件中表示。

       2019年4月15日，蘭州大成敦煌50兆瓦光熱發(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攝氏度高溫運(yùn)行測(cè)試。系統(tǒng)各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，全部實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)運(yùn)行正常，為項(xiàng)目全面建成運(yùn)行打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。該試驗(yàn)系統(tǒng)所用熔鹽閥門(mén)皆為佳潔能?chē)?guó)產(chǎn)熔鹽閥。

       得益于國(guó)產(chǎn)熔鹽閥在該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的成功應(yīng)用和蘭州大成對(duì)國(guó)產(chǎn)化產(chǎn)品的信心，隨后蘭州大成敦煌50兆瓦光熱發(fā)電示范項(xiàng)目采用了佳潔能近200臺(tái)的熔鹽閥門(mén)，這也是國(guó)內(nèi)首批示范項(xiàng)目較大規(guī)模采用國(guó)產(chǎn)熔鹽閥的光熱發(fā)電，為后續(xù)光熱發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)國(guó)產(chǎn)化開(kāi)了個(gè)好頭。

       近期，光伏、風(fēng)電的快速發(fā)展為光熱發(fā)電帶來(lái)了發(fā)展機(jī)遇，同時(shí)也對(duì)行業(yè)提出了新的要求。在構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的發(fā)展目標(biāo)下，各相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域都在積極努力，爭(zhēng)取有所作為。其中，光熱發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)的國(guó)產(chǎn)化勢(shì)必在我國(guó)走向“3060”目標(biāo)中成為披荊斬棘的“利劍”，為示范項(xiàng)目添翼，開(kāi)辟屬于光熱發(fā)電的新生態(tài)。熔鹽閥門(mén)作為光熱發(fā)電的關(guān)鍵設(shè)備，其關(guān)鍵技術(shù)的成功國(guó)產(chǎn)化，也將為后續(xù)光熱發(fā)電項(xiàng)目的投資成本的降低發(fā)揮舉足輕重的作用。