“由于國內(nèi)光熱熔鹽系統(tǒng)閥門產(chǎn)業(yè)無前例可循，國內(nèi)熔鹽光熱電站熔鹽儲罐泵出口大多會選用進(jìn)口電液動快關(guān)蝶閥代替逆止閥�！北本┘褲嵞苄鹿�(jié)能技術(shù)有限公司董事長陳金環(huán)說，這種閥門結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，特別是驅(qū)動裝置容易出現(xiàn)故障，且維修價格昂貴。該閥國產(chǎn)化后，不僅作為熔鹽專用閥門提高了運(yùn)行可靠性，同時也降低了成本。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，對于100兆瓦光熱電站而言，可在此項(xiàng)節(jié)省投資近五百萬元。
光熱設(shè)備國產(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，平價上網(wǎng)”的發(fā)展階段。近年來，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)電集成能力的國內(nèi)企業(yè)，這些企業(yè)還通過自主研發(fā)在核心技術(shù)領(lǐng)域形成了自主知識產(chǎn)權(quán)，成功走出國門幫助中東、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500家，反射鏡、槽式集熱管等主要設(shè)備產(chǎn)能均超過200萬千瓦，國內(nèi)已投運(yùn)項(xiàng)目的設(shè)備國產(chǎn)化率超過90%。
在國家首批光熱示范項(xiàng)目的進(jìn)程中，當(dāng)時的諸多客觀因素掣肘了項(xiàng)目開發(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，國內(nèi)光熱行業(yè)的成敗將完全取決于產(chǎn)業(yè)自身。此時，對于國產(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首個100兆瓦級光熱項(xiàng)目，自投運(yùn)以來，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“100兆瓦級塔式光熱電站熔鹽儲熱裝置技術(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，并且沒有配置政策允許的天然氣補(bǔ)燃系統(tǒng)，使得在平價上網(wǎng)背景下，該系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)更高的經(jīng)濟(jì)效益。
同時，作為目前國內(nèi)單體儲罐儲熱容量大的熔鹽儲熱系統(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，未來應(yīng)用前景廣闊。
國產(chǎn)熔鹽閥實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)突破
自2016年開始，北京佳潔能新節(jié)能技術(shù)有限公司（以下簡稱“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)，同時聯(lián)合多個科研院所，通過多年的技術(shù)攻關(guān)，結(jié)合光熱熔鹽物性和具體工況，通過計算機(jī)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(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)熔鹽閥門的****，并在多個試驗(yàn)平臺和首批示范項(xiàng)目應(yīng)用近300臺。
在熔鹽光熱技術(shù)中，熔鹽閥門占有舉足輕重的地位。據(jù)了解，熔鹽閥門一直被國際少數(shù)品牌壟斷，首批發(fā)電的示范項(xiàng)目熔鹽閥門大多依賴進(jìn)口。該閥門價格昂貴，交貨周期長，售后亦無保障，特別是在國外出現(xiàn)新冠肺炎疫情后，交貨周期更是被無限期延長，售后服務(wù)更是無從談起。
“熔鹽閥門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，還要避免閥門內(nèi)漏外漏、啟閉卡澀及沖蝕等問題�！标惤瓠h(huán)指出，熔鹽閥的可靠性和安全性關(guān)乎整個電站的正常運(yùn)行和電站效益的保證，關(guān)鍵部位熔鹽閥出了問題，可能導(dǎo)致整個電站停運(yùn)，很可能拖累整個工程，熔鹽系統(tǒng)對高溫熔鹽閥的質(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)需要一臺熔鹽專用逆止閥做保護(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)口品牌電液動快關(guān)蝶閥代替逆止閥。電液動快關(guān)蝶閥液壓驅(qū)動裝置由液壓泵站、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，且價格昂貴。
針對這種情況，佳潔能與蘇州德蘭技術(shù)團(tuán)隊與項(xiàng)目現(xiàn)場技術(shù)團(tuán)隊協(xié)作開發(fā)出一種新型熔鹽專用逆止閥。該閥門依靠介質(zhì)本身流動而自動開、閉閥瓣，用來防止介質(zhì)倒流，結(jié)構(gòu)簡單，無熔鹽殘留死角，無需外部動力，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)合搭建了一個塔式光熱實(shí)驗(yàn)平臺，該平臺主要進(jìn)行熔鹽儲熱釋熱試驗(yàn)，試驗(yàn)運(yùn)行過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26臺全部采用佳潔能的產(chǎn)品。
試驗(yàn)臺從2018年6月開始運(yùn)行，已運(yùn)行45個月，運(yùn)行期間無出現(xiàn)內(nèi)漏和外漏，無出現(xiàn)動作滯澀等質(zhì)量問題，啟閉順暢，調(diào)節(jié)性能較好，達(dá)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(xiàng)目負(fù)責(zé)人浙江大學(xué)熱能工程研究所教授周昊對佳潔能熔鹽閥給予高度評價。
塔式下降管調(diào)節(jié)閥是全電站較貴的技術(shù)含量較高的一臺熔鹽閥門，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，且價格昂貴，交貨周期長。2018年底，我們了解到某項(xiàng)目該閥出現(xiàn)一些問題，通過和項(xiàng)目技術(shù)人員充分溝通，了解現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)行工況，技術(shù)團(tuán)隊經(jīng)過多月努力，終于取得了重大技術(shù)突破，德蘭工廠趕制了一臺下降管大壓差調(diào)節(jié)閥，并順利了發(fā)到現(xiàn)場安裝，經(jīng)過一年多的運(yùn)行，該閥并無出現(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以循環(huán)對流為特點(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，運(yùn)行良好，未出現(xiàn)故障�！凹褲嵞苡�2019年5月投入項(xiàng)目的閥門使用效果良好，就使用情況來看，國產(chǎn)熔鹽閥完全可以代替進(jìn)口熔鹽閥�！�
首航高科熔鹽光熱項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人于2021年12月4日在《佳潔能熔鹽閥使用評價》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)行測試。系統(tǒng)各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計要求，全部實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)運(yùn)行正常，為項(xiàng)目全面建成運(yùn)行打下了堅實(shí)基礎(chǔ)。該試驗(yàn)系統(tǒng)所用熔鹽閥門皆為佳潔能國產(chǎn)熔鹽閥。
得益于國產(chǎn)熔鹽閥在該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的成功應(yīng)用和蘭州大成對國產(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臺的熔鹽閥門，這也是國內(nèi)首批示范項(xiàng)目較大規(guī)模采用國產(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)國產(chǎn)化開了個好頭。
近期，光伏、風(fēng)電的快速發(fā)展為光熱發(fā)電帶來了發(fā)展機(jī)遇，同時也對行業(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，爭取有所作為。其中，光熱發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)的國產(chǎn)化勢必在我國走向“3060”目標(biāo)中成為披荊斬棘的“利劍”，為示范項(xiàng)目添翼，開辟屬于光熱發(fā)電的新生態(tài)。熔鹽閥門作為光熱發(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。
日前，北京佳潔能與CSPPLAZA達(dá)成合作，將以首席支持合作單位的身份參與將于4月在西安召開的2022中國風(fēng)光熱互補(bǔ)新能源基地開發(fā)大會，并將攜其研發(fā)生產(chǎn)的熔鹽閥、導(dǎo)熱油專用閥、汽機(jī)旁路閥等光熱領(lǐng)域?qū)Ｓ卯a(chǎn)品進(jìn)行現(xiàn)場展示，參會嘉賓可在現(xiàn)場與北京佳潔能公司代表進(jìn)行深入交流。
由中國電力工程顧問集團(tuán)西北電力設(shè)計院有限公司、國家太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟、CSPPLAZA光熱發(fā)電平臺共同主辦的2022中國風(fēng)光熱互補(bǔ)新能源基地開發(fā)大會將于4月在西安召開。
在風(fēng)光熱互補(bǔ)開發(fā)的大趨勢下，光熱發(fā)電市場正迎來新一波發(fā)展熱潮。截至目前，僅青海、甘肅和吉林三地，已有包括111萬千瓦光熱發(fā)電裝機(jī)的多個風(fēng)光熱互補(bǔ)新能源基地進(jìn)入開發(fā)階段。更多的類似項(xiàng)目正在醞釀中。
大會將邀請行業(yè)相關(guān)的領(lǐng)導(dǎo)、專家，光熱、光伏和風(fēng)電行業(yè)的主流企業(yè)，共同探討風(fēng)光熱互補(bǔ)新能源基地項(xiàng)目的開發(fā)之道。歡迎您的參與！