近日，第十二屆中國國際光熱大會暨CSPPLAZA年會在浙江杭州召開，北京佳潔能新節能技術有限公司董事長陳金環出席會議并發表主題報告，重點分享了公司參與某110MW塔式熔鹽光熱電站從調試到運維過程中，關于熔鹽系統熔鹽閥門的設計與運行經驗。

該項目中，北京佳潔能的供貨范圍廣泛，除吸熱器內的熔鹽閥外，從冷泵出口、高旁、低旁到下降管、熱罐，再到熱罐出來的熱泵出口及SG系統，所有熔鹽閥均由其提供，覆蓋了疏鹽系統、熔鹽泵出口再循環系統、下塔熔鹽閥及熔鹽泵出口止回閥等關鍵環節。

圖：陳金環

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疏鹽系統熔鹽閥：聚焦凍鹽與疏鹽效率難題

疏鹽系統是熔鹽光熱電站的重要組成部分，涵蓋冷鹽罐、熱鹽罐及SGS系統的疏鹽環節。陳金環結合實際項目經驗，重點分析了該系統中熔鹽閥的常見問題及解決方案。

在該項目并網過程中，由于當時環境溫度低至零下二十多攝氏度，且伴隨大風，電伴熱無法補償熱量損失，導致SGS系統的兩臺熔鹽疏鹽閥出現閥桿頂彎現象。停機檢查后發現，閥腔、管道及流道內均存在凍鹽結塊。

圖：SGS系統疏鹽

陳金環指出，這一問題的根源可從多方面追溯：

一是管道設計口徑過小，導致纏繞的電伴熱功率不足，難以抵御嚴寒環境下的溫度損失；

二是運行時母管至疏鹽罐的管道熔鹽處于靜止狀態，溫度降低后流速放緩，加之管道彎頭設計進一步阻礙流動，最終引發凍鹽；

三是關閉疏鹽閥時，閥座積鹽改變了閥門行程，過力矩直接造成閥桿頂彎，且閥腔及前后管道內殘留的熔鹽未徹底排凈，加劇了凍堵風險。

針對疏鹽系統的設計與運維，陳金環提出了系統性建議：

從工程設計角度，疏鹽管道口徑需嚴格把控，最小不低于4寸，且安裝位置應盡量靠近母管，縮短系統運行時的存鹽管道長度；同時，可對疏鹽系統電伴熱進行單獨控制，提高其溫度補償能力。

從運維角度，需重點監測疏鹽管道的降溫情況，避免在凍鹽后對疏鹽閥進行操作；若管道設計已無法調整，可采用“笨辦法”——適時小開度打開疏鹽閥，讓存鹽段的熔鹽流動起來，減少凍堵概率。從控制角度，疏鹽閥的電動裝置應增加反饋信號，通過精準控制小開度狀態，確保熔鹽流動以預防凍鹽。

從閥門設計角度，需杜絕為降低成本而縮小流通面積的行為，例如設計為125（5寸）的疏鹽閥不可用4寸甚至更小的閥門替代，否則會嚴重影響疏鹽效率。

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熔鹽泵出口再循環系統熔鹽閥：關注振動與內漏風險

對于冷鹽泵和熱鹽泵再循環管路兼具疏鹽功能的場景，陳金環特別強調了調節閥的縮徑問題。

他表示，再循環調節閥的設計通常以最小流量參數為依據，流通內徑可能僅為管道口徑的二分之一甚至更小，這會顯著降低疏鹽效率。因此，他建議再循環調節閥口徑不應低于4寸，尤其是冷鹽泵再循環閥，因壓力等級高，需采取防沖刷、防汽蝕措施，避免小開度時閥內件受損導致漏鹽，造成能源浪費。

此外，若條件允許，可在再循環調閥前增設熔鹽截止閥，當調閥因未采取防沖蝕措施出現嚴重內漏時，截止閥可起到緊急關閉作用。

熔鹽泵出口再循環系統是保障泵體安全運行的關鍵，涵蓋冷鹽泵、熱鹽泵、SGS熱熔鹽泵及調溫熔鹽泵的最小流量管道，其閥門設計與運行穩定性直接影響系統效率。

陳金環指出，當再循環管路同時承擔疏鹽功能時，需平衡最小流量調節與疏鹽效率的關系。部分項目中，再循環管道設計為150、100或125口徑，而調節閥為滿足最小流量控制，常采用縮徑設計（如6寸管道縮至2.5寸），這會導致疏鹽速度放緩、時間延長，增加凍鹽風險。因此，需優化調節閥結構，確保在滿足最小流量調節的同時，不影響疏鹽效率。

另一常見問題是振動引發的設備損壞。在SGS最小流量管道中，若采用電動截止閥并將其當作調節閥使用，會因不可調節特性導致管道劇烈振動，進而造成電動執行器與閥體的連接螺栓松動，甚至執行器脫落。陳金環建議，SGS最小流量管道應優先設計為電動調節閥，若必須采用截止閥，則需定期運維檢查，并在螺栓處加裝彈簧墊以增強穩定性。

在該項目中，冷鹽泵再循環系統采用多級降壓調節閥，從10月調試至12月底并網的4個多月運行中未出現問題；而SGS最小流量管道因使用截止閥，出現了閥桿彎曲現象，經檢查發現是執行器松動導致受力偏移所致，后續通過整改已解決，為后續全容量量運行奠定了基礎。

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下塔熔鹽閥：破解大壓差下的振動、汽蝕與溫度波動難題

下塔熔鹽閥，尤其是大壓差調節閥，是熔鹽系統中工況最復雜的設備之一，需應對多種運行場景，其振動、噪音及耐溫性能直接影響系統安全。

陳金環分析，大壓差調節閥的振動主要源于三個方面：

一是調節閥內部元件（閥芯、閥桿、閥座）的機械振動，多由介質壓力波動、沖擊或導向間隙過大引發，若振動頻率與閥門固有頻率接近，還可能產生共振，導致零部件疲勞損壞；

二是液體動力振動，當熔鹽通過節流口時，因流通面積急劇變化易產生阻塞流、閃蒸和空化，加劇振動；

三是機械振動與渦流振動，前者多因管道劇烈振動傳導至閥門，后者則由介質流速驟增導致閥瓣振蕩，若與管道內壓力波耦合，會顯著加大振動與噪音。

該類閥門需適應充鹽、正常運行、最大流量、額定流量、最小流量、閥后壓力調節、突發天氣及疏鹽等多種工況。其中，最小流量工況下閥前后壓差大，易引發沖涮和汽蝕；突發天氣（如厚云層導致熔鹽溫度瞬間降低200℃以上）和疏鹽工況（鹽溫從565℃驟降至400℃左右）中，鹽溫的大幅波動對閥門穩定性挑戰極大；閥后壓力調節工況則要求閥門將壓力控制在0.4MPa以下，否則可能給熱罐帶來安全隱患。

為解決這些問題，北京佳潔能研發了循環換對流式盤片組合熔鹽大壓差調節閥。該閥門通過熔鹽進口與出口等截面積設計避免流道堵塞，利用盤片內部的轉彎與碰撞實現逐級降壓減速，有效控制流速，減少沖涮和汽蝕，同時消除振動。

在實際應用中，某項目的兩臺下塔大壓差調節閥運行穩定，驗證了該結構的可靠性。

此外，陳金環還提到了大壓差調節閥的吹管問題。在佳潔能此前參與的兩個項目中，曾出現渣滓卡死盤片與閥芯導致執行機構過力矩頂彎閥桿、流道堵塞的情況。為此，公司在國電投鄯善項目和新華博州項目中，采用“專用吹管內件”方案，即出廠時安裝臨時內件用于吹管，完成后再更換實際運行內件；他同時建議，有條件的項目可借鑒火電吹管做法，先用直管或軟連接替代調節閥完成吹管，再焊接閥門，以減少雜質影響。

對于熔鹽進冷鹽罐和熱鹽罐的開關閥，陳金環強調了其密封與耐溫要求。進冷鹽罐開關閥在突發工況或疏鹽時需承受閥前熱鹽與閥后冷鹽的溫差沖擊，曾出現過兩次閥桿彎曲問題，需通過優化閥桿材質及調試工藝解決；進熱鹽罐開關閥若內漏，會導致冷鹽混入熱鹽罐降低溫度，影響SGS出力，因此需杜絕采用三偏心金屬密封蝶閥，確保密封可靠性。

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熔鹽泵出口止回閥：優化結構消除安全隱患

熔鹽泵出口止回閥是防止熔鹽倒流、保障泵體安全的關鍵設備，傳統結構存在諸多弊端。陳金環對比了不同類型止回閥的性能，指出汽水旋啟式止回閥存在結構死角，閥體底部易積鹽結垢，影響閥瓣動作；且閥瓣行程達90°，采用平面密封，停泵時閥瓣與閥座撞擊易損壞密封面，極端情況下，系統突然停泵產生的巨大剪切力可能導致閥蓋飛出，存在嚴重安全隱患。

冷鹽泵出口熔鹽止回閥--氣動快關三偏心蝶閥

冷鹽泵出口熔鹽止回閥--汽水旋啟式止回閥結構

為此，北京佳潔能研發了熔鹽專用止回閥，其閥瓣行程縮短至60°，采用錐面密封，配合搖桿90%位置的阻尼設計，大幅降低了密封面損壞風險；同時，通過增加四開環密封結構，將突然停泵時的介質剪切力大部分轉移至閥體，徹底消除了閥蓋飛出的隱患。該止回閥在敦煌首航100MW項目中已穩定運行近五年，未出現任何故障，驗證了其可靠性。

冷鹽泵出口熔鹽止回閥--熔鹽專用止回閥

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實踐驗證：國產化替代與用戶認可

陳金環在報告中還分享了公司的業績與用戶反饋，彰顯了國產熔鹽閥的實力。截至目前，北京佳潔能的熔鹽閥已在中科院上海應用物理研究所熔鹽項目、蘭州大成敦煌50MW項目、首航高科100MW項目改造等20余個項目中應用，累計供貨超800臺，涵蓋截止閥、調節閥、大壓差閥、止回閥等多個品類【詳見下圖】。

在敦煌首航節能項目中，原使用的進口閥門因頻繁出現閥桿漏鹽、內漏嚴重等問題被更換為北京佳潔能的產品，自2019年5月投用以來運行良好，證明國產熔鹽閥完全可替代進口產品；敦煌大成聚光熱電50MW項目中，其提供的自緊式偏心熔鹽金屬密封蝶閥，在2024年5月安裝后安全運行3個月，無任何缺陷。

此外，北京佳潔能還參與了能源行業《光伏與熔鹽儲能一體化發電工程設計導則》、團體標準《高溫熔鹽截止閥技術要求》等多項標準的制定，彰顯了其在行業內的技術影響力。

陳金環表示，這些實踐經驗與用戶認可，不僅驗證了國產熔鹽閥的可靠性，也為光熱電站熔鹽系統的設計、運行與運維提供了寶貴參考，未來公司將持續優化產品，為光熱發電設備國產化貢獻更多力量。