CSPPLAZA光熱發電網訊：近日，北(bei)京佳潔能(neng)新節能(neng)技術有限公(gong)司董事(shi)長(chang)陳金(jin)環出席了于杭(hang)州召開的2023中國國際(ji)光熱大會(hui)暨CSPPLAZA第(di)十屆年(nian)會(hui)，并作(zuo)主(zhu)題報告(gao)《塔式下降管大壓(ya)差閥組(zu)問(wen)題探討(tao)與應用》。
圖：陳金環
首批示范項目大壓差閥組問題分析
據(ju)陳金環介紹(shao)，下(xia)降管大壓(ya)差(cha)調(diao)節(jie)閥(fa)組至少包(bao)括(kuo)以下(xia)工(gong)(gong)況：既(ji)是(shi)流量調(diao)節(jie)，又是(shi)大壓(ya)差(cha)壓(ya)力(li)調(diao)節(jie)，各種工(gong)(gong)況熱熔鹽進熱罐(guan)壓(ya)力(li)控制在0.3MPa左(zuo)右，保(bao)證儲罐(guan)的(de)安全；最(zui)大流量工(gong)(gong)況；額定流量工(gong)(gong)況；最(zui)小流量工(gong)(gong)況；熔鹽系統啟動后(hou)吸(xi)熱器充鹽工(gong)(gong)況；熔鹽介質逆流工(gong)(gong)況；熔鹽系統停運疏鹽工(gong)(gong)況等。工(gong)(gong)況繁多(duo)，下(xia)降管大壓(ya)差(cha)調(diao)節(jie)閥(fa)組的(de)復(fu)雜(za)性和技(ji)術難度可見一斑。
▋問題分析
1、渣滓堵塞
高溫熔(rong)鹽運行(xing)不(bu)可能純凈無渣滓(zi)(zi)，孔(kong)的(de)大(da)小與套筒之間(jian)的(de)縫隙大(da)小，決定這些渣滓(zi)(zi)是(shi)否能流出或殘留。運行(xing)過程中很難(nan)預知熔(rong)鹽中的(de)渣滓(zi)(zi)或其他東西(xi)的(de)大(da)小，且每(mei)個項目的(de)渣滓(zi)(zi)也不(bu)可能完全一樣；其次閥籠上(shang)的(de)孔(kong)是(shi)根據給定的(de)CV值、流量特性，來(lai)確定孔(kong)的(de)大(da)小、數量及排列形式，計算出一個最合理的(de)數據是(shi)理想化(hua)的(de)情況。
渣(zha)滓堵塞的情況可能會發生的。
2、確定沖蝕臨界點
陳金(jin)環指出，要想控制(zhi)流速(su)，就要知道熱熔鹽(yan)的(de)溫(wen)度(du)與(yu)流速(su)對閥(fa)內(nei)件沖(chong)蝕的(de)臨(lin)界點(dian)是多少。
當(dang)溫度一定時，流速的增加熔(rong)鹽(yan)對閥(fa)內件沖蝕率成倍(bei)增加。
當(dang)流速一定時，溫度的升高熔鹽對閥內件(jian)磨損率成倍增加。
沖(chong)蝕(shi)主(zhu)要出現(xian)在大(da)壓差，含渣滓介質場(chang)合。在這些場(chang)合閥(fa)的(de)節流(liu)口處的(de)介質流(liu)速(su)非常(chang)高，具有(you)很大(da)動能，可以很快的(de)將閥(fa)芯、閥(fa)座表面沖(chong)出流(liu)線行細槽，從而(er)使(shi)密(mi)封面被破壞(huai)，造(zao)成閥(fa)出現(xian)故障或報廢。同時經常(chang)伴隨堵塞尤其(qi)當閥(fa)處于小(xiao)(xiao)(xiao)開度(du)工(gong)作(zuo)時，節流(liu)間隙更小(xiao)(xiao)(xiao)，流(liu)體速(su)度(du)更快，沖(chong)刷破壞(huai)作(zuo)用(yong)更大(da)，閥(fa)使(shi)用(yong)壽命則更短。因此，耐沖(chong)蝕(shi)閥(fa)應盡量避免小(xiao)(xiao)(xiao)開度(du)工(gong)作(zuo)。
熱熔(rong)鹽的溫度也(ye)是吸熱器出(chu)口溫度，不可能通(tong)過調節閥(fa)把溫度降下來，
因(yin)此就要靠降(jiang)低熱熔鹽通(tong)過節流件的流速。
相(xiang)同的(de)條件下流(liu)速越(yue)快，發生汽蝕(shi)的(de)幾率(lv)越(yue)大，對閥內(nei)件的(de)沖(chong)蝕(shi)就越(yue)大。
控制流速也是(shi)克服(fu)汽蝕沖刷最有效的(de)途徑。熱熔鹽的(de)溫度與流速對閥(fa)內件沖蝕的(de)臨界(jie)點是(shi)至(zhi)關重要的(de)參(can)數，陳(chen)金環建議可(ke)以(yi)通過實驗或其(qi)他途徑來獲得參(can)數。
控制流速在臨(lin)界點之內是保證大壓差調節閥使用(yong)壽命最關鍵(jian)技術之一。
多種大壓差閥組選型對比
▋多層孔結構大壓差調節閥
多層(ceng)(ceng)套(tao)筒式調(diao)節(jie)閥(fa)典型結(jie)構特征(zheng)是閥(fa)芯部(bu)分節(jie)流件(jian)由數層(ceng)(ceng)加工有(you)小孔的套(tao)筒構成，每層(ceng)(ceng)套(tao)筒之間都留有(you)一定(ding)的間隙，使流體流經(jing)套(tao)筒時(shi)得(de)以緩沖，從而將流體速度(du)控制在一定(ding)范(fan)圍內。陳金環總結(jie)了多層(ceng)(ceng)孔結(jie)構大壓差調(diao)節(jie)閥(fa)的特點，如(ru)下：
1）多級(ji)套筒式調節閥(fa)降壓級(ji)數可以設計得(de)較(jiao)大(da)，降壓能力與串級(ji)式相(xiang)比較(jiao)強，能夠勝(sheng)任高(gao)壓差的場合。
2）多層套(tao)筒(tong)式結構既能(neng)滿足(zu)較(jiao)高的(de)壓(ya)降要求，同時又(you)能(neng)在工作時保證較(jiao)大的(de)流量。
3）抗(kang)汽(qi)蝕性能良好，用(yong)于液(ye)體(ti)介(jie)質時(shi)，流(liu)體(ti)由(you)最(zui)外(wai)側(ce)套(tao)筒流(liu)向最(zui)內側(ce)，液(ye)體(ti)介(jie)質在套(tao)筒中(zhong)逐級降壓(ya)以減輕空化汽(qi)蝕現(xian)象的發生，并且流(liu)體(ti)最(zui)終從內側(ce)套(tao)筒上的小孔中(zhong)噴射至中(zhong)心閥腔區域，使汽(qi)泡在套(tao)筒中(zhong)心部位(wei)破裂，不直接對閥門(men)金屬表(biao)面產生傷害。
4）套(tao)筒加工過程比(bi)較復雜，成(cheng)本較高。但安裝與(yu)維護簡便，易于更換。由于熔鹽(yan)介(jie)質(zhi)是(shi)有渣滓的(de)，很容易積存在(zai)套(tao)筒之間(jian)間(jian)隙，或者卡(ka)在(zai)套(tao)筒小孔(kong)上，造成(cheng)閥(fa)芯(xin)擦傷。渣滓堵(du)塞改變原(yuan)先流量(liang)曲線，反饋反復出現給定區間(jian)上下波動、跳(tiao)變。
盡管如(ru)此，他表示在首批示范項目運行(xing)過(guo)程中，大壓差(cha)調節閥基本上都出現了問題。
▋串級式結構大壓差調節閥
串(chuan)級(ji)式(shi)多(duo)級(ji)降(jiang)壓(ya)結構這種結構把(ba)原本的(de)(de)(de)一(yi)個整體(ti)的(de)(de)(de)節(jie)流區域以多(duo)個分開的(de)(de)(de)節(jie)流區域互相(xiang)串(chuan)聯，從(cong)而(er)使(shi)較大的(de)(de)(de)壓(ya)差轉(zhuan)換為多(duo)個較小的(de)(de)(de)壓(ya)差，使(shi)每一(yi)次的(de)(de)(de)降(jiang)壓(ya)范圍都控制在飽和蒸汽壓(ya)以上，使(shi)空化現象不再出現。下為串(chuan)級(ji)式(shi)結構大壓(ya)差調節(jie)閥的(de)(de)(de)特(te)點：
1）啟閉(bi)過程中能夠減輕持續壓差，每一(yi)級(ji)節流口的動作均滯后于上一(yi)級(ji)節流口，可(ke)以使
在啟閉過程(cheng)時作用于(yu)閥(fa)口(kou)的(de)持續高壓(ya)逐級(ji)減輕，分擔(dan)了第一級(ji)節流口(kou)的(de)壓(ya)力。
2）流阻較小(xiao)，可以勝任流體(ti)清潔(jie)度不(bu)高，甚至(zhi)固液兩相流的場合。
3）串級式閥芯一般(ban)進行碳化鎢噴(pen)涂硬化處理，抗(kang)沖刷(shua)汽蝕(shi)性(xing)能良好。
4）制(zhi)造過程與其他多級降壓調(diao)節閥相比(bi)工(gong)藝較(jiao)為簡單，加工(gong)方便(bian)，制(zhi)造成本也較(jiao)為低廉。
5）串級(ji)式調節閥一般降壓(ya)級(ji)數有限，多(duo)為(wei)3～4級(ji)，不(bu)能(neng)應(ying)用于壓(ya)差(cha)過高的場合。
但熔(rong)鹽介(jie)質(zhi)帶有渣(zha)滓的(de)，如果(guo)存(cun)在較(jiao)大渣(zha)滓或(huo)其他(ta)焊(han)渣(zha)，會導致(zhi)閥芯擦(ca)傷或(huo)卡死(si)。
▋迷宮式結構大壓差調節閥
迷宮(gong)盤片(pian)式(shi)多級(ji)降(jiang)壓(ya)結構(gou)如圖所示，其核心(xin)節(jie)流(liu)部分由多個開有迷宮(gong)式(shi)溝槽的(de)金屬盤片(pian)疊加而成(cheng)。流(liu)體流(liu)經(jing)迷宮(gong)流(liu)道中經(jing)過(guo)(guo)多次碰撞轉(zhuan)折(zhe)，消耗能量，在(zai)逐級(ji)降(jiang)壓(ya)過(guo)(guo)程(cheng)的(de)同(tong)時，使流(liu)速也得(de)到了控制。迷宮(gong)式(shi)結構(gou)大壓(ya)差調(diao)節(jie)閥特(te)點如下：
1）迷(mi)宮流道的(de)拐彎級數就是迷(mi)宮式(shi)調節(jie)閥的(de)降壓級數，一般可達十(shi)幾(ji)到二十(shi)幾(ji)級，所以(yi)迷(mi)宮式(shi)多級降壓結(jie)構是常見多級降壓調節(jie)閥中降壓能力最(zui)強的(de)，國外有產品最(zui)高可以(yi)達40mpa。
2）出色的(de)抗汽(qi)蝕沖刷及消聲減振性(xing)能(neng)，多級拐彎迷(mi)宮式流(liu)道可以有(you)效地控制流(liu)體流(liu)速，避免空化、噪聲及振動等不良現象的(de)發(fa)生。
3）通過使用不(bu)同形(xing)式的迷宮(gong)盤片進行組(zu)合，迷宮(gong)式調節閥可以達到不(bu)同的流量特(te)性調節曲線。
4）迷(mi)宮式盤片(pian)(pian)制造(zao)精度要求很高，一般由(you)司太立(li)合金堆(dui)焊，有較長的使用壽(shou)命；安(an)裝與維護比較簡便，盤片(pian)(pian)易更換。
5）迷宮式流(liu)道對流(liu)體介質的(de)清潔度要求較高，否則迷宮流(liu)道容易發生堵塞(sai)。
該結構每個流道(dao)進口截面積(ji)大，出(chu)口截面積(ji)小，加上(shang)流道(dao)拐彎多，可能會導致熔鹽渣滓(zi)堵塞(sai)流道(dao)。
大壓差調節閥布置方式對比
?一用一備
陳金環表明(ming)，一用一備是首批(pi)示范(fan)項目(mu)典型的布(bu)置方式，后續(xu)項目(mu)也將延續(xu)這種(zhong)布(bu)置。
主路和旁路采(cai)用三偏心金屬(shu)密封蝶(die)閥（截止閥）+大壓差調節閥。
圖：100%流(liu)量(liang)大(da)壓差(cha)調節閥計算表
?兩用一備
兩(liang)路(lu)50%運行，一路(lu)50%作為(wei)備用，采(cai)用熔鹽截止(zhi)閥(fa)(fa)+大壓(ya)差(cha)調節閥(fa)(fa)模式。管徑小可以不采(cai)用三偏(pian)心金屬密封蝶閥(fa)(fa)，設計(ji)成截止(zhi)閥(fa)(fa)形式，可以解(jie)決蝶閥(fa)(fa)內漏(lou)問題；大壓(ya)差(cha)調節閥(fa)(fa)口徑變小，整套閥(fa)(fa)組造價(jia)也相應降低。
?主路100%流量+旁(pang)路小(xiao)流量
主路(lu)：熔鹽蝶閥+大壓差調(diao)節(jie)閥；旁路(lu)：截止閥+大壓差調(diao)節(jie)閥
主(zhu)路100%流(liu)量(liang)，用于(yu)最大(da)流(liu)量(liang)和額(e)定流(liu)量(liang)調節，旁路用于(yu)小流(liu)量(liang)調節。
主(zhu)路關斷依然采(cai)用三(san)偏心金屬密封(feng)蝶閥(fa)(fa)，蝶閥(fa)(fa)內漏問題(ti)，大(da)壓(ya)(ya)差調(diao)節(jie)閥(fa)(fa)開(kai)度(du)大(da)，克服了(le)沖蝕。旁(pang)路管徑較小，關斷采(cai)用截止閥(fa)(fa)，大(da)壓(ya)(ya)差調(diao)節(jie)閥(fa)(fa)開(kai)度(du)大(da)，使(shi)用壽命大(da)大(da)提高。
陳(chen)金(jin)環指出(chu)，此方式在幾種布置方案中造(zao)價(jia)最低，運行(xing)最可靠(kao)，唯一的缺點(dian)是(shi)沒有備用(yong)。
?一用一備(bei)+節(jie)流孔板
陳(chen)金環介(jie)紹針(zhen)對首批示范項目出現(xian)的問題，有項目業主方提出一用一備基礎上(shang)，在下降(jiang)管(guan)管(guan)道加裝幾級(ji)節(jie)流孔板，降(jiang)低壓差防止調閥(fa)汽蝕(shi)。
節(jie)流(liu)(liu)(liu)孔(kong)板(ban)(ban)可用于(yu)調節(jie)管路(lu)(lu)壓力(li)、降(jiang)低流(liu)(liu)(liu)量。但(dan)如果(guo)這些板(ban)(ban)上節(jie)流(liu)(liu)(liu)孔(kong)直徑與(yu)來流(liu)(liu)(liu)參數匹(pi)配不當或節(jie)流(liu)(liu)(liu)孔(kong)位置不合理，則可能會出現節(jie)流(liu)(liu)(liu)過度的現象。這將增加(jia)節(jie)流(liu)(liu)(liu)孔(kong)上下游的速度差，強化管道中的湍流(liu)(liu)(liu)和(he)壓力(li)波動，從而引起管路(lu)(lu)振動，產生噪聲，最(zui)終加(jia)速節(jie)流(liu)(liu)(liu)管道的疲勞(lao)。
經(jing)過對比(bi)，最后，陳(chen)金(jin)環分別按照運(yun)行(xing)可靠(kao)性(xing)和運(yun)行(xing)經(jing)濟性(xing)給上(shang)述幾種大壓差調節閥布(bu)置(zhi)方式排序。
從運行可靠性依次排列(lie)：
從運行經濟性(xing)依次排列：
創新型大壓差閥組研發與應用
無論是(shi)堵塞(sai)的(de)控制(zhi)，還(huan)是(shi)流(liu)速的(de)控制(zhi)，終歸是(shi)結構問題(ti)。
為優化大壓(ya)差閥組的(de)結構問(wen)題，陳金環(huan)提出了新的(de)研(yan)發思(si)路，可(ke)提煉為兩個(ge)字：避(bi)讓(rang)。避(bi)讓(rang)是(shi)最(zui)簡單、行之有效的(de)方法：改變結構是(shi)避(bi)讓(rang)堵塞最(zui)有效的(de)途徑；控制流速是(shi)避(bi)讓(rang)沖蝕最(zui)有效的(de)方法。兩者結合，可(ke)以完美解決(jue)下(xia)降管調閥所遇到的(de)主(zhu)要問(wen)題。
?循(xun)環(huan)對流盤片式大壓差熔鹽調節閥
1.避讓渣滓結構
循環(huan)對流迷(mi)宮式盤片的(de)進口截面積尺(chi)寸和(he)出口截面積尺(chi)寸相同，大顆渣滓不會進去，小顆渣滓也不會卡(ka)在流道(dao)內部。盤片內的(de)流道(dao)為(wei)圓環(huan)形(xing)，拐角無(wu)死區，保證雜(za)質不會堆積，長久產生堵塞(sai)。
底部可以(yi)根(gen)據小(xiao)流(liu)(liu)量要求，將流(liu)(liu)道設計得(de)小(xiao)一點，并提高小(xiao)流(liu)(liu)量時調(diao)閥的開度。
2.控制流速
流體在盤片內部經過轉彎和碰撞(zhuang)后，逐級(ji)降(jiang)壓和減速，消耗能量，從而起到減速的效(xiao)果(guo)。
出口流速(su)是(shi)由(you)壓(ya)差和降壓(ya)級數經過計算而(er)得。公式為：
其(qi)中(zhong)：v—盤片出口速度（m/s）
△P=ρgh，壓差（m）
n—流體轉彎次數
3.降壓效果
上圖為壓(ya)力分(fen)布(bu)云圖，經(jing)過流(liu)體分(fen)析軟件模(mo)擬(ni)而得。從(cong)圖中可以看出，顏(yan)色(se)深的(de)為高(gao)(gao)壓(ya)（入口壓(ya)力），藍色(se)為低壓(ya)（出口壓(ya)力）。出口壓(ya)力是(shi)根據(ju)設計提供的(de)參(can)數確定的(de)。壓(ya)力的(de)分(fen)布(bu)是(shi)逐(zhu)級減小(xiao)，而在兩(liang)股液體相撞時會偏(pian)高(gao)(gao)。
4.防止閥芯卡死
盤片組件(jian)與(yu)閥芯(xin)接觸(chu)面有相(xiang)應的溝槽，如果有小顆粒流到與(yu)閥芯(xin)接觸(chu)面，會被閥芯(xin)擋住(zhu)，并
暫時儲存在盤片(pian)的(de)溝槽內(nei)，當閥(fa)(fa)芯打開(kai)后，顆粒便被(bei)沖走，從(cong)而克服了閥(fa)(fa)芯的(de)卡死(si)問題。
5.抗流體沖刷
在經過循環對流迷宮盤片(pian)組件(jian)多(duo)級降壓減(jian)速后，流經密封面(mian)的速度控制臨界點之內。同時閥座和閥芯密封面(mian)堆焊(han)stellite6合金(jin)，硬度達到40-45HRC，高(gao)硬度和耐(nai)腐蝕密封面(mian)提高(gao)了閥門的抗沖刷性(xing)能。
陳金環(huan)總(zong)結(jie)，以(yi)上改進和(he)創新(xin)效(xiao)果顯(xian)著(zhu)，自(zi)應用于某10MW光熱項目并運行(xing)三年(nian)以(yi)來，原本明顯(xian)的振動小時，調節性能良好，反饋(kui)不再反復出現(xian)給定區間(jian)上下波動、跳變(bian)，并未出現(xian)任(ren)何故障。
關于大壓差閥組切斷閥問題
?三偏心金屬密封蝶(die)閥
首批示(shi)范項目(mu)均(jun)采用三偏心(xin)金屬密封(feng)蝶(die)閥，幾(ji)乎都(dou)出(chu)現(xian)(xian)內(nei)漏現(xian)(xian)象。
高溫熔鹽(yan)的(de)溫度接近材料(liao)回火(huo)溫度，加(jia)上運行(xing)工況長期溫變，閥(fa)座與閥(fa)板變形
是不(bu)可避(bi)免的，即遲(chi)早(zao)會出現(xian)蝶閥內漏現(xian)象。
?雙桿式金屬密封蝶閥
蝶(die)閥(fa)內漏現象避(bi)無可避(bi)，可在閥(fa)體上(shang)直(zhi)接(jie)加工(gong)閥(fa)座(zuo)密(mi)封面，再堆焊(han)司太立合金，代替鑲嵌(qian)的(de)(de)(de)閥(fa)座(zuo)，只要閥(fa)體不變形，閥(fa)座(zuo)也不會變形。也可在閥(fa)板上(shang)直(zhi)接(jie)加工(gong)閥(fa)板密(mi)封面，再堆焊(han)司太立合金，代替螺栓固定的(de)(de)(de)密(mi)封圈，閥(fa)板整塊鑄(zhu)造(zao)或(huo)鍛造(zao)，只要有(you)足(zu)夠的(de)(de)(de)強度，閥(fa)板是不會變形的(de)(de)(de)，如此一(yi)來，蝶(die)閥(fa)在目(mu)前熔(rong)鹽的(de)(de)(de)工(gong)況(kuang)就(jiu)可以得到滿足(zu)。
該結構既(ji)解決了熔鹽內漏問題，同時(shi)也(ye)克服(fu)了三偏心蝶閥的兩個漏點；執行機(ji)構扭矩小了，閥桿無需(xu)電(dian)伴熱，節省了能源。
?先導式熔鹽截止閥
截止(zhi)閥(fa)是強(qiang)制密封的，不平衡力(li)結構，特(te)別是口徑≥DN300的截止(zhi)閥(fa)重量大(da)，閥(fa)桿粗，開啟和(he)關閉需要執行器力(li)矩非(fei)常大(da)。
可(ke)通過對閥芯的結(jie)構(gou)的改變(bian)，把(ba)不(bu)平(ping)(ping)衡力(li)改為平(ping)(ping)衡力(li)；閥門啟(qi)閉為平(ping)(ping)衡力(li)，閥桿就不(bu)那么粗大(da)了，所需執(zhi)行器的扭(niu)力(li)就大(da)大(da)減小了；力(li)可(ke)控(kong)，則(ze)閥門的可(ke)控(kong)性增強。但(dan)也(ye)要需要考慮熔鹽結(jie)構(gou)上殘留的解(jie)決辦法。
關于大壓差閥組密封問題
大壓差調節閥(fa)(fa)和(he)其(qi)他(ta)熔鹽閥(fa)(fa)一樣，外漏部分主要為兩個地(di)方：閥(fa)(fa)桿密封(feng)(feng)填料處與閥(fa)(fa)體與閥(fa)(fa)蓋(gai)密封(feng)(feng)處，主要是密封(feng)(feng)的(de)結構與密封(feng)(feng)材料選擇(ze)的(de)問題。
石墨墊片在高溫下的氧化燒失，由于石墨的氧化，石墨墊片會發生應力損失。溫度越高，應力損失越快。
如果閥(fa)(fa)(fa)頸加長(chang)，使得閥(fa)(fa)(fa)桿(gan)(gan)密封填(tian)(tian)料處(chu)(chu)的(de)溫(wen)(wen)度低于300℃，采用(yong)石(shi)墨(mo)作(zuo)(zuo)為(wei)密封材(cai)料。熔鹽系(xi)統運(yun)行(xing)，565℃的(de)熔鹽溫(wen)(wen)度加上熔鹽閥(fa)(fa)(fa)外部保(bao)溫(wen)(wen)，傳(chuan)熱的(de)作(zuo)(zuo)用(yong)很難把閥(fa)(fa)(fa)桿(gan)(gan)填(tian)(tian)料處(chu)(chu)溫(wen)(wen)度降低到300℃，高溫(wen)(wen)造成石(shi)墨(mo)材(cai)料氧化，導致(zhi)閥(fa)(fa)(fa)桿(gan)(gan)填(tian)(tian)料處(chu)(chu)漏(lou)鹽。
佳(jia)潔能(neng)參考國外材料(liao)對比了石墨墊(dian)片和蛭石墊(dian)片的泄露率。
圖：石墨墊片泄漏率
圖：蛭石墊片泄漏率
蛭(zhi)(zhi)石(shi)(shi)墊(dian)(dian)(dian)(dian)片(pian)(pian)泄漏率在(zai)(zai)40 bar氦(hai)氣條件，160 MPa墊(dian)(dian)(dian)(dian)片(pian)(pian)應(ying)(ying)(ying)力下(xia)(xia)(xia)(xia)為1×10-7 mg/(s·m-1)；石(shi)(shi)墨墊(dian)(dian)(dian)(dian)片(pian)(pian)在(zai)(zai)同等條件下(xia)(xia)(xia)(xia)，160 MPa墊(dian)(dian)(dian)(dian)片(pian)(pian)應(ying)(ying)(ying)力作用(yong)下(xia)(xia)(xia)(xia)，泄漏率為5.6×10-5 mg/(s·m-1)。石(shi)(shi)墨墊(dian)(dian)(dian)(dian)片(pian)(pian)和(he)蛭(zhi)(zhi)石(shi)(shi)墊(dian)(dian)(dian)(dian)片(pian)(pian)在(zai)(zai)安裝和(he)應(ying)(ying)(ying)用(yong)工況下(xia)(xia)(xia)(xia)的(de)密封(feng)性(xing)能(neng)(neng)表(biao)現，而上圖很(hen)好地顯(xian)示了蛭(zhi)(zhi)石(shi)(shi)墊(dian)(dian)(dian)(dian)片(pian)(pian)更(geng)優異(yi)的(de)密封(feng)性(xing)能(neng)(neng)。其性(xing)能(neng)(neng)曲線的(de)平行段(duan)，表(biao)現的(de)是墊(dian)(dian)(dian)(dian)片(pian)(pian)在(zai)(zai)應(ying)(ying)(ying)力減小的(de)情況下(xia)(xia)(xia)(xia)密封(feng)性(xing)能(neng)(neng)表(biao)現，蛭(zhi)(zhi)石(shi)(shi)墊(dian)(dian)(dian)(dian)片(pian)(pian)表(biao)現出在(zai)(zai)這種情況下(xia)(xia)(xia)(xia)的(de)優異(yi)密封(feng)性(xing)能(neng)(neng)。作為填料(liao)或墊(dian)(dian)(dian)(dian)片(pian)(pian)，明顯(xian)看(kan)出在(zai)(zai)熔鹽系統閥門(men)上，石(shi)(shi)墨材料(liao)是不可取的(de)，蛭(zhi)(zhi)石(shi)(shi)材料(liao)能(neng)(neng)適應(ying)(ying)(ying)各種高溫工況。
圖：云母與蛭石對比
從圖表(biao)上可以看出，隨著填料(liao)或墊(dian)片表(biao)面(mian)應(ying)力的(de)增(zeng)加，蛭石板(ban)材的(de)泄漏率持續(xu)下(xia)降(jiang)到(dao)可以忽(hu)略(lve)不計(ji)的(de)數值。而同樣的(de)測試條件(jian)下(xia)，云母板(ban)材墊(dian)片即使在50 MPa的(de)應(ying)力下(xia)，泄漏率任然大于(yu)200 mL/min.同樣的(de)溫(wen)壓工況、測試條件(jian)、安裝載荷、墊(dian)片尺寸等測試條件(jian)下(xia)，膨化(hua)蛭石為(wei)基礎的(de)墊(dian)片的(de)密(mi)封性都(dou)遠遠好于(yu)云母墊(dian)片。
通過以上試驗數(shu)據對比，可以總結出以下幾點，作(zuo)為熔鹽介(jie)質(zhi)閥桿密封(feng)材料：
1.不可(ke)以選(xuan)擇(ze)石墨材料。
2.慎(shen)重(zhong)選(xuan)擇云母+石墨材料。
3.云母是一種較好的選擇(ze)。
4.高純度蛭石是最佳選擇。
閥芯與閥籠(long)密封、閥體與閥蓋密封
自適應密封技(ji)術是解決這(zhe)兩處(chu)熔鹽(yan)內漏和閥體(ti)與(yu)閥蓋密封處(chu)漏鹽(yan)的關鍵
O型金屬密封圈
需要計(ji)(ji)算各種溫度變(bian)化的(de)膨脹量來配(pei)合密(mi)封結(jie)構，以(yi)及螺(luo)栓(shuan)的(de)預(yu)緊(jin)力(li)，才不會(hui)導(dao)致O型圈(quan)變(bian)形，失去密(mi)封效果。材料選擇625或718.需要復(fu)雜(za)的(de)彈(dan)力(li)計(ji)(ji)算和預(yu)緊(jin)力(li)的(de)計(ji)(ji)算。
C型金屬密封圈
C形環密封(feng)屬于自緊式密封(feng)，一方面(mian)密封(feng)環回彈張開，另一方面(mian)在內(nei)壓作用(yong)下，線接觸處越(yue)壓越(yue)緊。
選擇適(shi)當的C形環(huan)，并(bing)保證其具有合適(shi)的預緊，即可保證C形環(huan)接觸壓(ya)力(li)大(da)于被(bei)密封介(jie)質壓(ya)力(li)，實現密封。
C型圈材料可選擇625或718.彈力計算(suan)和預(yu)緊力的計算(suan)比O型圈簡(jian)單。
關于北京佳潔能新節能技術有限公司
2016年，北京佳潔(jie)能新節(jie)能技(ji)術有(you)限公司（以下簡稱“佳潔(jie)能”）與蘇州德蘭建立研(yan)(yan)(yan)發(fa)團隊，并(bing)與科(ke)研(yan)(yan)(yan)院所加強(qiang)合作，通過(guo)持續的人(ren)力(li)(li)物力(li)(li)財力(li)(li)的投入(ru)，已獲得十多項熔鹽閥國家授權(quan)專利。其(qi)中與中科(ke)院上(shang)海應用物理研(yan)(yan)(yan)究所合作研(yan)(yan)(yan)發(fa)，熔鹽制備上(shang)截止閥，MCSH超(chao)高溫(wen)(wen)熔鹽調(diao)(diao)節(jie)閥等先后應用在各(ge)自系統上(shang)。MCSH超(chao)高溫(wen)(wen)熔鹽調(diao)(diao)節(jie)閥工(gong)作溫(wen)(wen)度達到720℃，也是行(xing)業里(li)從未涉及(ji)到的熔鹽高溫(wen)(wen)工(gong)況。
2017年，哈鍋與浙(zhe)(zhe)江(jiang)大(da)學、山東電力(li)建(jian)設第三工(gong)程(cheng)公司共同合作(zuo)，在浙(zhe)(zhe)江(jiang)大(da)學校內聯(lian)合搭(da)建(jian)了一個塔(ta)式光熱實驗(yan)平臺(tai)，該(gai)平臺(tai)主(zhu)要(yao)進行(xing)(xing)熔(rong)鹽(yan)儲(chu)熱釋熱試驗(yan)，試驗(yan)運(yun)行(xing)(xing)過(guo)程(cheng)中熔(rong)鹽(yan)最低溫(wen)度(du)(du)為(wei)(wei)235攝氏度(du)(du)，最高(gao)溫(wen)度(du)(du)為(wei)(wei)565攝氏度(du)(du)，所用熔(rong)鹽(yan)閥門(men)26臺(tai)全部采用佳潔能的產品。試驗(yan)臺(tai)從2018年6月開始運(yun)行(xing)(xing)至今，運(yun)行(xing)(xing)期間無出現(xian)(xian)內漏和外漏，無出現(xian)(xian)動(dong)作(zuo)滯澀(se)等質量問題，啟(qi)閉順暢，調(diao)節性能較好(hao)，達到設計要(yao)求。佳潔能熔(rong)鹽(yan)閥可以(yi)滿(man)足光熱發(fa)電集熱儲(chu)熱換熱系統使用，該(gai)項目負責人浙(zhe)(zhe)江(jiang)大(da)學熱能工(gong)程(cheng)研究所教授周昊對(dui)佳潔能熔(rong)鹽(yan)閥給(gei)予高(gao)度(du)(du)評(ping)價。
2019年4月15日，蘭州(zhou)大(da)成敦煌(huang)50兆(zhao)瓦發(fa)電示(shi)范(fan)(fan)項目首批(pi)運行集熱(re)系統建成，并成功實現550攝(she)氏度高(gao)溫(wen)運行測試，系統各項指標均達到設計要求。該(gai)系統所(suo)用(yong)熔(rong)鹽(yan)(yan)閥(fa)門(men)皆為佳潔(jie)能國產熔(rong)鹽(yan)(yan)閥(fa)。在此(ci)基礎(chu)上，蘭州(zhou)大(da)成敦煌(huang)50兆(zhao)瓦光(guang)熱(re)發(fa)電示(shi)范(fan)(fan)項目采用(yong)了(le)佳潔(jie)能近(jin)200臺閥(fa)門(men)，這也是國內首批(pi)光(guang)熱(re)發(fa)電示(shi)范(fan)(fan)項目較大(da)規模采用(yong)國產熔(rong)鹽(yan)(yan)閥(fa)。
2021年，首航高(gao)科與西交大合作的(de)(de)(de)高(gao)溫吸熱器(qi)項(xiang)目(mu)，所(suo)涉及(ji)的(de)(de)(de)是另一種熔點更高(gao)的(de)(de)(de)熔鹽，使用溫度更高(gao)。佳潔能和(he)德蘭(lan)團隊從材料選(xuan)擇，閥門結構(gou)的(de)(de)(de)設計(ji)，以(yi)及(ji)密封(feng)填料等方面(mian)進行優化，并于(yu)2021年年底(di)順利交貨。
月前，北京佳潔能(neng)新節能(neng)技術有限(xian)公司收到中(zhong)國(guo)電力(li)工程(cheng)顧問集團華東電力(li)設計(ji)院有限(xian)公司發(fa)來的四個中(zhong)標(biao)通(tong)知書(shu)，確定其中(zhong)標(biao)阿(a)克(ke)塞哈薩(sa)克(ke)族自治縣匯東新能(neng)源有限(xian)責任公司750MW光熱+光伏試點項目(mu)EPC工程(cheng)總承包項目(mu)熔鹽止(zhi)回閥、熔鹽下(xia)塔大壓(ya)差調(diao)閥、熔鹽截止(zhi)閥、熔鹽調(diao)節閥。
表：佳潔能相關業績
針(zhen)對大基地光熱(re)光熱(re)項目，佳(jia)潔能推出一(yi)個熔鹽閥門增值計劃：
1、整個光熱項目除熔鹽(yan)安全(quan)閥外，我(wo)們提供其他所有熔鹽(yan)閥總(zong)承包（不包括安裝），承諾熔鹽(yan)閥總(zong)價低于進口品(pin)牌近3000萬；
2、佳潔能承(cheng)諾(nuo)運行5年之(zhi)內所(suo)有配(pei)件是免費(fei)提供(gong)并提供(gong)免費(fei)現場服務；
3、定期不定期派出技術(shu)服務人(ren)員(yuan)到現(xian)場，與(yu)現(xian)場運(yun)維(wei)技術(shu)人(ren)員(yuan)對熔(rong)鹽閥進行維(wei)護；
4、運行5年后配(pei)件收取成本費，并派(pai)技術人員(yuan)協作現場運維(wei)人員(yuan)進(jin)行更換(huan)或維(wei)修。
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