發(fā)布者:陳金環(huán) | 來源:北京佳潔能新節(jié)能技術(shù)有限公司 | 0評論 | 8259查看 | 2018-01-31 15:22:00
傳統(tǒng)槽式為槽式導(dǎo)熱油,熔鹽槽式(包括菲涅爾熔鹽)主要區(qū)別是把傳統(tǒng)導(dǎo)熱介質(zhì)換成熔鹽,減少了一次油鹽換熱,由于熔鹽的使用溫度可以達到565℃,可以帶來更高的蒸汽溫度,可以提高汽輪機的效率,提高發(fā)電量。同時也降低了儲熱系統(tǒng)容量和投資。采用熔鹽作為傳熱儲熱介質(zhì),后續(xù)的集熱儲熱系統(tǒng)設(shè)計的溫度變得更高,集熱儲熱島設(shè)備的耐溫、耐腐蝕可靠性要求更高。
業(yè)界普遍認為由于熔鹽槽式(包括菲涅爾熔鹽)電站儲熱、換熱系統(tǒng)設(shè)備、管路眾多,分散布置,對于設(shè)備本身及防凝系統(tǒng)都是很大的考驗,其實從國內(nèi)外試驗回路的情況來看,更多的問題還是出現(xiàn)在熔鹽閥以及相關(guān)的測量計量設(shè)備的附件上,而且是客觀存在著的,假如像試驗回路上這些熔鹽閥頻頻出現(xiàn)問題,整個電站運行本身就很困難,且頻繁的問題還會導(dǎo)致防凝系統(tǒng)失效,導(dǎo)致整個電站停運,甚至設(shè)備報廢。
熔鹽槽式國內(nèi)外處于試驗階段,以一個5萬千瓦的槽式熔鹽電站為例,熔鹽管路長達100多千米,就集熱島每個回路起碼設(shè)置一個進口調(diào)節(jié)熔鹽閥,出口熔鹽關(guān)斷閥和排鹽閥,152個回路上設(shè)置著四百個熔鹽閥,加上安裝在儀表上的熔鹽幾百個儀表閥,如果哪個熔鹽閥出現(xiàn)失效或故障,該回路就得停運排鹽更換閥門,同時幾個或者更多同時出現(xiàn)問題的可能還是存在的,由于現(xiàn)在的示范項目都采用進口熔鹽閥,進口產(chǎn)品價格高交貨周期長,備件不可能采購得太多,如果沒有備件,該回路就得停運幾個月甚至更長時間,這樣電站就很難正常運行,更不能談收益了。
業(yè)界大多數(shù)人說如何實施經(jīng)濟的可靠的防凝措施是槽式熔鹽電站的成功關(guān)鍵。
槽式熔鹽晚上排空目前還沒有相對成熟的設(shè)計和經(jīng)驗,基本上采用熱熔鹽隔段時間通過熔鹽泵打到管道慢速運行,讓管道及管道上相關(guān)設(shè)備溫度保持在熔鹽的熔點之上,不會因為溫度的下降導(dǎo)致熔鹽結(jié)晶,再者管道及設(shè)備設(shè)置電伴熱,管道的凍堵幾率也是較小的。對于集熱島的集熱管與聚光系統(tǒng)運行故障幾率很小,因此,槽式熔鹽主要故障應(yīng)該出在熔鹽閥上面。
熔鹽閥的可靠性安全性是槽式熔鹽電站的成功關(guān)鍵,主要體現(xiàn)在閥的本身質(zhì)量和防凝措施。
熔鹽閥自身的可靠性安全性是首要關(guān)鍵,一個本身有問題的熔鹽閥防凝措施再好也是沒有用的。熔鹽閥在其工況下存在著介質(zhì)高溫、介質(zhì)腐蝕、介質(zhì)熔點較高、長期冷熱交變及自然氣候的冷凝現(xiàn)象等問題,現(xiàn)實中的熔鹽閥是不堵即漏,閥門內(nèi)漏外漏、閥桿變形、汽蝕等現(xiàn)象普遍存在。因此我們必須攻克熔鹽閥防凍堵技術(shù)、熔鹽閥高溫調(diào)節(jié)可靠性技術(shù)、高溫防腐蝕密封技術(shù)、冷熱交變材料匹配技術(shù)、高溫?zé)釕?yīng)力評定和最大飽和蒸汽壓測定、電伴熱設(shè)計技術(shù)。
其次做好熔鹽閥的防凝措施確保熔鹽閥的可靠性安全性。目前大家普遍認為閥門的防凝與管道的伴熱一起做,通過伴熱帶給熔鹽閥加熱,如果熔鹽閥伴熱拿出來單獨做一個系統(tǒng),給項目增加了一定的投資。其實熔鹽閥與管道的伴熱是有很大本質(zhì)上的區(qū)別,管道半身完全在保溫層的包裹中,管道本身壁厚比較薄,伴熱帶可以滿足要求,不會導(dǎo)致管道殘留的熔鹽不至于結(jié)晶。但熔鹽閥與管道有著很大的不同,首先熔鹽閥的閥桿及閥體支架無法做保溫措施,等于是一個散熱體;其次由于閥門是個承壓件,溫度壓力等級與閥體壁厚有很大的關(guān)系,小口徑閥門都采用鍛造體,即使是大一點的口徑采用鑄造體,壁厚都在十好幾個厚;其三受到閥體的體積影響,纏繞在閥體上的伴熱帶是有限,一米的伴熱帶正常的功率在80W左右,我們曾經(jīng)在DN100的熔鹽閥做過試驗,閥體保溫層200mm,常溫下要讓閥體溫度升到280℃,需要用時18~20個小時,假如遇到一個回路檢修重新運行,需要回路管道上設(shè)備的溫度要上升到熔鹽的熔點之上才能注鹽,那采用這種伴熱方案,就得等上近二十個小時,浪費太多時間;閥體在沒有伴熱的作用下從280℃自然降到230℃,用時2個小時左右。從實驗情況來看,對于DN100以下的熔鹽閥,閥體的散熱量大于補充的伴熱量,采用伴熱帶做熔鹽閥的防凝帶有一定的風(fēng)險的;其四管道一般是不會出現(xiàn)問題的,不需要更換,作為熔鹽閥肯定是有更換的時候,如果伴熱與管道伴熱連在一起做,更換閥門時勢必會破壞到管道的伴熱線,造成不必要的麻煩。
針對槽式熔鹽集熱島熔鹽閥的問題,我們公司通過與科研單位合作,研制的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新型熔鹽閥,其獨特的結(jié)構(gòu)特點是熔鹽閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計為Y型,近似直線的流道和自清潔防汽蝕的閥芯設(shè)計,減少壓降,消除沉降作用和腐蝕作用,有效防止熔鹽殘留;波紋管設(shè)置在閥腔內(nèi),受壓及溫度一致,閥桿長度較T型閥低得多;沒有閥帽、墊片或壓力密封件,閥桿具有四道密封,保證介質(zhì)不會外漏,確保熔鹽閥的可靠性和安全性。同時我們的熔鹽閥采用一個系統(tǒng)單獨伴熱和獨立控制系統(tǒng),方式采用電加熱。通過與電加熱器廠家合作,計算閥體的合理伴熱功率,減少電站廠用電。我們采取一個PLC連接相鄰的幾十個熔鹽閥,一個點對應(yīng)一個熔鹽閥,然后PLC通過遠程信號與中控連接,當伴熱出現(xiàn)故障時,檢查PLC就能及時找出伴熱故障的熔鹽閥,方便檢修維護,確保了熔鹽閥的防凝措施的可靠性安全性。
一個槽式熔鹽電站,如果集熱島能正常運行,常規(guī)島和儲熱換熱島和塔式基本一樣的,就可以說槽式熔鹽是成功的,只是發(fā)電量達到設(shè)計值和其他技術(shù)路線一樣,要通過較長時間的各個系統(tǒng)的聯(lián)合調(diào)試了。
實施經(jīng)濟的可靠的防凝措施是槽式熔鹽電站的成功關(guān)鍵,說到底還是熔鹽閥的可靠性安全性是槽式熔鹽電站的成功關(guān)鍵。
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