光热发电熔盐调节阀国产化研发与应用.pdf

主要内容 1.光热发电熔盐调节阀在集热储热系统的重要性与风险 50MW菲涅尔熔盐，集热管径DN80，集热场设置100个回路 50MW槽式熔盐，集热管径DN50，集热场设置152个回路 回路入口调节阀作为流量调节，控制传热液体回路的温度与压力，满足汽轮 机的要求实现系统的正常发电,动作滞后时间长，影响到管线及设备的安全。 冷熔盐在上塔管路中，熔盐调节阀控制熔盐流量压力，通过流量严格控制集热器出口的熔盐 温度；集热器下降管热熔盐进热罐管路中熔盐调节阀来控制进热罐熔盐的流量和压力，在不 同工况要求阀后压力控制在一定的范围。 白天运行天气不是一成不变的，云层的遮挡厚度时长也是不一样的。 冷熔盐熔盐调节阀通过调节进集热器的流量也是保证集热器安全的一种手段。 下降管热熔盐进热罐调节阀，如果产生汽蚀冲刷，阀后压力急剧增加，熔盐流体的冲击力及 调节阀的剧烈震动威胁到整个罐体的安全，严重时或许会导致储热罐体焊缝裂开。 熔盐阀的可靠性和安全性关系到整个电站的正常运行，特别是熔盐调节阀尤为重要，调节阀 的故障有可能对设备产生破坏性后果。 2、塔式光热发电大压差熔盐调节阀选型与应用分析 管道规格：Φ426X15,材料：F347H,入口温度：565°C 流 量 kg/s 入口压力MPa 出口压力MPa 关闭压差MPa 最小流量 220 4.0 0.338 4.2 正常流量 620 3.9 0.39 4.2 最大流量 980 3.7 0.47 4.2 从以上工况可以看出不管你进热罐怎么布置，是直接主路调节还是设计带旁路调节， 设计的进热罐的最大压力是0.47 MPA。要求调节阀阀后的压力和流速应当控制在这个范 围之内。 调节阀在此工况，冲刷和汽蚀是必然的，而且每天至少是8个小时,且二元盐在 550℃流速6m/s工况下腐蚀性是非常大的。 调节阀出现冲刷、汽蚀后，流量无法准确控制。 冲刷、汽蚀越来越严重，阀后的压力随之增大，甚至设计范围的几倍以上，如果同 时出现振动现象，给系统造成安全隐患。当然设计者不会考虑这个问题，阀门提供商必 须考虑的。 高压差流量调节阀的一个共同特点是：高压差必然导致高流速，而高流速又带来 振动、冲刷、噪声等严重问题。 → → → 多级串式结构 套筒式结构 迷宫式结构 原理：套筒与阀瓣为间隙配合,套筒上开有多个节流窗口, 窗口的形状决定了调节阀的流量特性, 窗口 的面积大小影响调节阀的流量系数Kv值 。降压原理是一层套筒遮住另一层套筒小孔的一半，基本上无 法起到降压作用。 缺点:设计时只考虑孔的大小以便满足KV值，大多没有考虑孔型设计。孔型基本上是两种，一为直孔， 二为阶梯孔。直孔根据相似性原理，处于相同压差下，出口速度类似，是无法将流速降低的。 采用单层的阶梯孔，但出口流速依然很高，其实并不能抗汽蚀的。双层孔及两层以上的多层孔对汽蚀 和冲刷是有比较好的效果，那么多层孔如何排列，孔径比如何，现在应用在熔盐介质上面阀门制造商 还没有实际可靠的经验和计算模块，还是按照水或蒸汽的计算模型进行设计计算，比如熔盐在各个温 度上的最大饱和蒸汽压是多少，这设计出来的调节阀也就无法适应熔盐介质的苛刻工况。 应用情况：目前该地方基本上都采用此类调节阀，可能三两个月后就出现严重的冲刷和汽蚀。 当调节阀出现汽蚀冲刷的时候，给定多少，反馈就会上下跳变，流量在给定区间上下波动。当流量的 不准确性影响系统的正常运行，这时就得更换阀门或者更换阀内件。 增加发电成本：更换阀内件，交货周期6个月以上，价格一般是整个阀门的三分之二，调节阀在系统中 出现问题，必将严重影响整个电站的安全运行又增加发电成本。大部分项目至少要一用一备。 1） 大开度工作。调节阀在此位置作为流量调节，无法长期大开度工作。 2）缩颈。缩颈其实也是为了增大阀的开度，在最小流量时提高阀门的开度，以减