近日，第十二届中国国际光热大会暨CSPPLAZA年会在浙江杭州召开，北京佳洁能新节能技术有限公司董事长陈金环出席会议并发表主题报告，重点分享了公司参与某110MW塔式熔盐光热电站从调试到运维过程中，关于熔盐系统熔盐阀门的设计与运行经验。

该项目中，北京佳洁能的供货范围广泛，除吸热器内的熔盐阀外，从冷泵出口、高旁、低旁到下降管、热罐，再到热罐出来的热泵出口及SG系统，所有熔盐阀均由其提供，覆盖了疏盐系统、熔盐泵出口再循环系统、下塔熔盐阀及熔盐泵出口止回阀等关键环节。

图：陈金环

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疏盐系统熔盐阀：聚焦冻盐与疏盐效率难题

疏盐系统是熔盐光热电站的重要组成部分，涵盖冷盐罐、热盐罐及SGS系统的疏盐环节。陈金环结合实际项目经验，重点分析了该系统中熔盐阀的常见问题及解决方案。

在该项目并网过程中，由于当时环境温度低至零下二十多摄氏度，且伴随大风，电伴热无法补偿热量损失，导致SGS系统的两台熔盐疏盐阀出现阀杆顶弯现象。停机检查后发现，阀腔、管道及流道内均存在冻盐结块。

图：SGS系统疏盐

陈金环指出，这一问题的根源可从多方面追溯：

一是管道设计口径过小，导致缠绕的电伴热功率不足，难以抵御严寒环境下的温度损失；

二是运行时母管至疏盐罐的管道熔盐处于静止状态，温度降低后流速放缓，加之管道弯头设计进一步阻碍流动，最终引发冻盐；

三是关闭疏盐阀时，阀座积盐改变了阀门行程，过力矩直接造成阀杆顶弯，且阀腔及前后管道内残留的熔盐未彻底排净，加剧了冻堵风险。

针对疏盐系统的设计与运维，陈金环提出了系统性建议：

从工程设计角度，疏盐管道口径需严格把控，最小不低于4寸，且安装位置应尽量靠近母管，缩短系统运行时的存盐管道长度；同时，可对疏盐系统电伴热进行单独控制，提高其温度补偿能力。

从运维角度，需重点监测疏盐管道的降温情况，避免在冻盐后对疏盐阀进行操作；若管道设计已无法调整，可采用“笨办法”——适时小开度打开疏盐阀，让存盐段的熔盐流动起来，减少冻堵概率。从控制角度，疏盐阀的电动装置应增加反馈信号，通过精准控制小开度状态，确保熔盐流动以预防冻盐。

从阀门设计角度，需杜绝为降低成本而缩小流通面积的行为，例如设计为125（5寸）的疏盐阀不可用4寸甚至更小的阀门替代，否则会严重影响疏盐效率。

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熔盐泵出口再循环系统熔盐阀：关注振动与内漏风险

对于冷盐泵和热盐泵再循环管路兼具疏盐功能的场景，陈金环特别强调了调节阀的缩径问题。

他表示，再循环调节阀的设计通常以最小流量参数为依据，流通内径可能仅为管道口径的二分之一甚至更小，这会显著降低疏盐效率。因此，他建议再循环调节阀口径不应低于4寸，尤其是冷盐泵再循环阀，因压力等级高，需采取防冲刷、防汽蚀措施，避免小开度时阀内件受损导致漏盐，造成能源浪费。

此外，若条件允许，可在再循环调阀前增设熔盐截止阀，当调阀因未采取防冲蚀措施出现严重内漏时，截止阀可起到紧急关闭作用。

熔盐泵出口再循环系统是保障泵体安全运行的关键，涵盖冷盐泵、热盐泵、SGS热熔盐泵及调温熔盐泵的最小流量管道，其阀门设计与运行稳定性直接影响系统效率。

陈金环指出，当再循环管路同时承担疏盐功能时，需平衡最小流量调节与疏盐效率的关系。部分项目中，再循环管道设计为150、100或125口径，而调节阀为满足最小流量控制，常采用缩径设计（如6寸管道缩至2.5寸），这会导致疏盐速度放缓、时间延长，增加冻盐风险。因此，需优化调节阀结构，确保在满足最小流量调节的同时，不影响疏盐效率。

另一常见问题是振动引发的设备损坏。在SGS最小流量管道中，若采用电动截止阀并将其当作调节阀使用，会因不可调节特性导致管道剧烈振动，进而造成电动执行器与阀体的连接螺栓松动，甚至执行器脱落。陈金环建议，SGS最小流量管道应优先设计为电动调节阀，若必须采用截止阀，则需定期运维检查，并在螺栓处加装弹簧垫以增强稳定性。

在该项目中，冷盐泵再循环系统采用多级降压调节阀，从10月调试至12月底并网的4个多月运行中未出现问题；而SGS最小流量管道因使用截止阀，出现了阀杆弯曲现象，经检查发现是执行器松动导致受力偏移所致，后续通过整改已解决，为后续全容量量运行奠定了基础。

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下塔熔盐阀：破解大压差下的振动、汽蚀与温度波动难题

下塔熔盐阀，尤其是大压差调节阀，是熔盐系统中工况最复杂的设备之一，需应对多种运行场景，其振动、噪音及耐温性能直接影响系统安全。

陈金环分析，大压差调节阀的振动主要源于三个方面：

一是调节阀内部元件（阀芯、阀杆、阀座）的机械振动，多由介质压力波动、冲击或导向间隙过大引发，若振动频率与阀门固有频率接近，还可能产生共振，导致零部件疲劳损坏；

二是液体动力振动，当熔盐通过节流口时，因流通面积急剧变化易产生阻塞流、闪蒸和空化，加剧振动；

三是机械振动与涡流振动，前者多因管道剧烈振动传导至阀门，后者则由介质流速骤增导致阀瓣振荡，若与管道内压力波耦合，会显著加大振动与噪音。

该类阀门需适应充盐、正常运行、最大流量、额定流量、最小流量、阀后压力调节、突发天气及疏盐等多种工况。其中，最小流量工况下阀前后压差大，易引发冲涮和汽蚀；突发天气（如厚云层导致熔盐温度瞬间降低200℃以上）和疏盐工况（盐温从565℃骤降至400℃左右）中，盐温的大幅波动对阀门稳定性挑战极大；阀后压力调节工况则要求阀门将压力控制在0.4MPa以下，否则可能给热罐带来安全隐患。

为解决这些问题，北京佳洁能研发了循环换对流式盘片组合熔盐大压差调节阀。该阀门通过熔盐进口与出口等截面积设计避免流道堵塞，利用盘片内部的转弯与碰撞实现逐级降压减速，有效控制流速，减少冲涮和汽蚀，同时消除振动。

在实际应用中，某项目的两台下塔大压差调节阀运行稳定，验证了该结构的可靠性。

此外，陈金环还提到了大压差调节阀的吹管问题。在佳洁能此前参与的两个项目中，曾出现渣滓卡死盘片与阀芯导致执行机构过力矩顶弯阀杆、流道堵塞的情况。为此，公司在国电投鄯善项目和新华博州项目中，采用“专用吹管内件”方案，即出厂时安装临时内件用于吹管，完成后再更换实际运行内件；他同时建议，有条件的项目可借鉴火电吹管做法，先用直管或软连接替代调节阀完成吹管，再焊接阀门，以减少杂质影响。

对于熔盐进冷盐罐和热盐罐的开关阀，陈金环强调了其密封与耐温要求。进冷盐罐开关阀在突发工况或疏盐时需承受阀前热盐与阀后冷盐的温差冲击，曾出现过两次阀杆弯曲问题，需通过优化阀杆材质及调试工艺解决；进热盐罐开关阀若内漏，会导致冷盐混入热盐罐降低温度，影响SGS出力，因此需杜绝采用三偏心金属密封蝶阀，确保密封可靠性。

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熔盐泵出口止回阀：优化结构消除安全隐患

熔盐泵出口止回阀是防止熔盐倒流、保障泵体安全的关键设备，传统结构存在诸多弊端。陈金环对比了不同类型止回阀的性能，指出汽水旋启式止回阀存在结构死角，阀体底部易积盐结垢，影响阀瓣动作；且阀瓣行程达90°，采用平面密封，停泵时阀瓣与阀座撞击易损坏密封面，极端情况下，系统突然停泵产生的巨大剪切力可能导致阀盖飞出，存在严重安全隐患。

冷盐泵出口熔盐止回阀--气动快关三偏心蝶阀

冷盐泵出口熔盐止回阀--汽水旋启式止回阀结构

为此，北京佳洁能研发了熔盐专用止回阀，其阀瓣行程缩短至60°，采用锥面密封，配合摇杆90%位置的阻尼设计，大幅降低了密封面损坏风险；同时，通过增加四开环密封结构，将突然停泵时的介质剪切力大部分转移至阀体，彻底消除了阀盖飞出的隐患。该止回阀在敦煌首航100MW项目中已稳定运行近五年，未出现任何故障，验证了其可靠性。

冷盐泵出口熔盐止回阀--熔盐专用止回阀

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实践验证：国产化替代与用户认可

陈金环在报告中还分享了公司的业绩与用户反馈，彰显了国产熔盐阀的实力。截至目前，北京佳洁能的熔盐阀已在中科院上海应用物理研究所熔盐项目、兰州大成敦煌50MW项目、首航高科100MW项目改造等20余个项目中应用，累计供货超800台，涵盖截止阀、调节阀、大压差阀、止回阀等多个品类【详见下图】。

在敦煌首航节能项目中，原使用的进口阀门因频繁出现阀杆漏盐、内漏严重等问题被更换为北京佳洁能的产品，自2019年5月投用以来运行良好，证明国产熔盐阀完全可替代进口产品；敦煌大成聚光热电50MW项目中，其提供的自紧式偏心熔盐金属密封蝶阀，在2024年5月安装后安全运行3个月，无任何缺陷。

此外，北京佳洁能还参与了能源行业《光伏与熔盐储能一体化发电工程设计导则》、团体标准《高温熔盐截止阀技术要求》等多项标准的制定，彰显了其在行业内的技术影响力。

陈金环表示，这些实践经验与用户认可，不仅验证了国产熔盐阀的可靠性，也为光热电站熔盐系统的设计、运行与运维提供了宝贵参考，未来公司将持续优化产品，为光热发电设备国产化贡献更多力量。