国产熔盐泵定制化开发及应用
发布者:xylona | 0评论 | 205查看 | 2025-10-31 14:14:33    

在第十二届中国国际光热大会暨CSPPLAZA年会中,上海凯泉泵业集团有限公司(以下简称“凯泉泵业”)技术总监助理及研发经理钱李玲出席会议并作主题演讲《国产熔盐泵定制化开发及应用》,从水力设计、结构设计、制造与实验等方面深入解析了熔盐泵定制化开发的核心要点。


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图:钱李玲


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熔盐泵应用场景日趋多元化


钱李玲表示,当前熔盐储能技术已突破“单一光热发电”的传统功能定位,其适用边界正向火电灵活性改造、钢厂调峰熔盐储能改造、独立储能电站等方向持续延伸,形成多领域、多场景的应用格局。


随着熔盐系统应用场景的多元化,熔盐泵的工作环境与性能要求较传统光热发电场景发生显著变化,不同应用场景所需熔盐泵的性能参数差异大。为适配动态变化的工况需求,熔盐泵需具备定制化设计与制造能力。


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熔盐泵定制化开发核心要点


▌定制化水力设计


钱李玲以招标项目给出的冷盐泵性能要求为例【详见下图】,说明目前熔盐泵的水力设计需满足“设计工况、最大工况、最小工况”等多工况要求,与常规水泵设计存在显著差异。


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除适配多工况外,设计方面还需控制泵的关闭扬程,尤其是冷泵,防止压力管道的承压过高;考虑BEP点的选择,保证泵具有宽广的高效区;充分考虑低振动、噪声等。因此,必须设计合理的性能趋势曲线。


一些人认为,可依托国内光热项目经验,采用常规水泵的“相似换算”方法设计熔盐泵。但钱李玲指出,不同场景下熔盐泵的参数,尤其是最大工况和最小工况与额定工况之间的差值差异大,无现成水泵模型可直接借用。因此,熔盐泵设计必须跳出常规思维,基于客户具体需求参数定制水力模型,才能实现安全、高效、稳定运行。


得益于近十年来年均上百台水力模型样机的数据和经验累积,凯泉泵业建立了“设计-模拟分析-性能试验-反馈-改进设计”的闭环研发流程,获得了多项发明专利,具有优异的定制化水力设计开发能力。


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▌定制化结构设计


“设计参数的不同会带来结构化的差异。”


钱李玲表示,除火电灵活性改造项目存在可复制情况外,光热发电和储能项目的熔盐泵没有完全一致的。管道阻力、吸热塔高度、电机功率、电机品牌不同造成的重心变化等,都会影响熔盐泵参数设计,进而带来内部结构的调整。因此,熔盐泵不可套用固定模版。


凯泉泵业也对熔盐泵进行一系列包括强度、模态、温度场等方面的结构分析。除了关注强度、温度、连接转速、转子可运行性、通过性方面以外,还应关注熔盐泵的管口载荷与共振。


(1)管口载荷


管口载荷在高温环境下影响尤为突出,若泵的管口载荷超出承受限制,出水座会发生变形,进而影响内部转子、悬吊的定子,变形会对泵的整体运行产生较大负面影响。因此,核算管口载荷能力对定制熔盐泵至关重要。


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(2)共振


共振问题在其他泵类中不明显,但在立式泵中需重点关注。立式水泵在运行时,泵头容易与电机产生共振,引发电机厂与泵厂家的责任纠纷(电机厂认为电机支撑架过弱,泵厂家认为电机存在问题)。凯泉泵业在定制熔盐泵时,会进行专门的共振分析与优化,避免运行时共振现象发生。


▌制造和实验


制造精度对熔盐泵的结构稳定性与运行可靠性至关重要。凯泉泵业拥有多台IT4、IT5高精度加工设备、配备三坐标检测中心,能够满足细长类零件、大尺寸零件的高精度加工。


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图:IT5、IT4高精度加工中心、三坐标检测中心


实验验证是熔盐泵出厂前的关键质量把控环节,尤其针对泵与电机共振问题。钱李玲表示,每台熔盐泵出厂时,必须搭载其配用的电机共同进行实验,实验时长不低于5小时;实验过程中,会在熔盐泵变频允许的转速范围内,对多个关键转速进行测试,包括最小转速、最大转速、额定转速及中间转速;测试过程中绘制相关性能曲线,同时完成运行状态监测与性能数据采集。


为满足多转速变频测试需求,凯泉泵业专门购置5000KW高压变频器及变频控制柜,可覆盖配套电机功率在5000KW以内的熔盐泵,确保此类熔盐泵均能在场内完成允许转速范围内的系列变频试验,为实验的全面性与准确性提供设备保障。


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图:5000KW高压变频器、变频控制柜


业绩展示


凯泉泵业在核电高温熔盐泵领域已实现近十年的开发与交付,在熔盐泵的设计与制造领域实战经验丰富。2025年3月,凯泉泵业生产的光热发电及储能熔盐泵,顺利通过中国通用机械工业协会认证。


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在技术与制造能力支撑下,凯泉泵业已为多个光热项目提供服务:


敦煌首航节能100MW太阳能塔式光热发电示范项目热盐泵、冷盐泵;


国电投河南公司新疆吐鲁番鄯善七克台100MW热盐泵、冷盐泵;


中电建青海共和100MW光热项目热盐泵、冷盐泵;


中能建哈密150MW光热项目热盐泵、调温泵;


国家能源敦煌“光热+”项目100MW熔盐线性菲涅尔项目冷盐泵;


国投若羌10万千瓦光热发电项目冷盐泵;


安徽首矿大昌金属材料10MW储能工程技术改造项目热盐泵、放热泵;


唐山海泰新能科技光热+光伏一体化项目热盐泵;


中广核阿里雪域高原“零碳”光储热电示范项目疏盐泵。

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