儲熱，也是儲能的一種技術，其原理是利用儲熱介質進行熱量的存儲和釋放。目前國際上應用較多、技術較成熟的主要有熔融鹽儲熱。全球的熔融鹽儲熱發電項目多集中在西班牙、意大利、美國、南非、摩洛哥、智利等地，我國的熔融鹽儲熱應用近幾年也相繼火熱起來。根據發改能源〔2017〕1701號《關于促進儲能產業與技術發展的指導意見》文件，預計到2020年，我國熔融鹽儲熱的規劃規模為1.8吉瓦。

儲能介質的介質特性

傳統的儲熱介質是水以及蒸汽。水在超過其沸點的情況下用作熱載體，則要求設備和系統承受壓力，如200℃的飽和蒸汽的壓力約為16公斤，更高溫度對照的飽和蒸汽其壓力更高，而過熱蒸汽其滲透性更加強。導熱油（國標GB23971-2009的正式名稱為有機熱載體，俗稱“導熱油）。在150~350℃的工業生產中，導熱油由于其高沸點而成為了水蒸氣的替代品，可以大量減少設備投資。

熔鹽通常是指硝酸鈉（NaNO3）和硝酸鉀（KNO3）的硝酸鹽混合物。高溫熔鹽可達到560°C甚至更高的運行溫度，具有良好的導熱和流動特性，具有較高的比熱容和密度，在工業界一直是作為高溫傳熱介質和儲存熱量的介質。

目前大部分光熱電站使用熔鹽吸熱儲熱系統——通過使用鏡片將大面積的日光聚焦在一起并將光能通過熔鹽介質儲把不穩定的太陽能儲存轉換成熱能來發電。目前的光熱電站都是集吸熱、儲熱及蒸汽發生于一體的系統，在陽光充足的時候熔鹽獲得熱量溫度升高，儲存在高溫熔鹽罐中；當陽光不足的時候，高溫熔鹽罐中的熔鹽提供能量，使電站持續穩定的發電，熔鹽溫度變低，流入低溫熔鹽罐中。

密封需求和解決方案

常溫的流體設備或者管道法蘭連接有多種密封解決方案可選擇，但熔鹽的溫度和易滲透特性將限制這些密封材料的使用效果。石墨材料是傳統高溫密封應用的主導者，在低溫時高純度的石墨（碳含量98%以上）有很好耐化學腐蝕性，但在高溫氧化環境下（超過450℃）,石墨很容易產生質量損失，在熔融鹽這類強氧化劑環境下，300℃以上石墨墊片材料內部就會被氧化出孔隙，法蘭連接很難保持密封所需的扭矩，從而導致泄漏量下降進而密封失效。客戶可在實驗室模擬工況進行測試，也可以選擇第三方的測試機構對密封制造商的材料進行熱失重測試來了解密封材料的優劣。

光熱發電的儲熱介質挑戰著傳統密封產品的溫度和化學極限。蒸汽、導熱油和熔融鹽在高溫的狀態都極易滲透，對密封材料來說其滲透性都是一個巨大的挑戰。一直以來Garlock將極端高溫工況應用作為開發目標，本世紀開發了THERMa-Pur?高溫密封材料，可以組成切割墊片、金屬纏繞墊、金屬齒形墊、金屬波紋墊以及模壓填料組件等多種形式，可適用于密封熔融鹽工藝管道、換熱器和閥門的需要。

熔融鹽案例分享

2014年Garlock和“敢為人先”的某集團就光熱發電項目實驗展開合作，Garlock提供了高溫Therma-pur?墊片參與到這個實驗室測試項目，以下是熔融鹽測試報告部分內容分享，測試溫度：420～580℃，螺栓法蘭連接著墊片（4種材料的密封件）直接放入充斥著高溫熔鹽的不銹鋼槽中進行加熱實驗，實驗時間為15-30天。

圖：測試裝置模擬圖

圖：高溫測試后THERMa-PUR?,帶云母石墨纏繞、增強石墨纏繞、石墨平墊圖

從圖中可以觀察到THERMa-PUR?材料平墊片的外觀，雖然拆卸時不小心被為分為兩層，但也證明它與法蘭密封面密封效果較好；內圈與外圈接觸熔鹽但無明顯腐蝕跡象，證明它在熔鹽中能保存較為完好，短時間不會被腐蝕。內圈云母式石墨纏繞式（帶內環）墊片和增強石墨纏繞式墊片（帶內環）中的石墨部分已腐蝕殆盡，證明增強石墨纏繞式（帶內環）墊片不能被使用。內圈云母式石墨纏繞式墊片（帶內環）的外圈被腐蝕（從外圈滲漏進入），內圈云母保存較好；但仔細觀察，該云母環右下側也有少量積鹽現象，初步判斷云母密封性能不是很好易被滲透。（若云母無法隔離熔鹽，石墨依舊會產生腐蝕。）

此外，2014年Garlock中國也和某節能技術公司也順利展開了合作，Garlock很榮幸成為首個國內熔鹽塔式光熱發電項目示范項目的管道墊片供應商，大量供應了4122的高溫金屬纏繞墊和切割墊片用于熔融鹽的設備和管道中。近兩年來國內多家知名的閥門制造商在熔融鹽閥門的設計階段就找到了我們，我們的應用工程師結合歐洲的成功經驗推薦了兩種熔融鹽閥門閥桿的密封方案（400℃/570℃，請見下圖），在安裝測試階段Garlock也盡心提供專業閥門填料的安裝指導，讓填料的性能發揮到極致。

光熱發電的流體密封需求正在超越傳統密封產品的極限–石墨材料在高溫熔融鹽介質下容易被氧化失重產生孔隙，增加泄漏通道進而引起安全或環保類隱患。Garlock的新產品THERMa-Pur?滿足了熔鹽極端的密封需求，使用溫度范圍能耐高達1000℃，具有很好的抗化學品性能，并且有著很好的密封性能。可適用于設備墊片、管道法蘭墊片和閥門閥桿密封等。

注：本文轉自CSPPLAZA會員單位Garlock，文中觀點不代表本網立場。