光热电站中储热介质的密封难点和解决方案.doc

光热电站中储热介质的密封难点和解决方案储热，也是储能的一种技术，其原理是利用储热介质进行热暈的存储和释放目前国际上应 用较多、技术较成熟的主要有熔融盐储热全球的熔融盐储热发电项冃多集中在酋班牙、意 大利、美国、南非、摩洛哥、智利等地，我国的熔融盐储热应用近儿年也相继火热起来根 据发改能源(2017)1701号《关于促进储能产业与技术发展的指导意见》文件，预计到2020 年，我国熔融盐储热的规划规模为1.8吉瓦储能介质的介质特性传统的储热介质是水以及蒸汽水在超过其沸点的情况下用作热载体，则要求设备和系 统承受压力，如200°C的饱和蒸汽的压力约为16公斤，更高温度对照的饱和蒸汽其压力更 高，而过热蒸汽英渗透性更加强导热油(国标GB 23971-2009的正式名称为有机热载体， 俗称“导热油)在150~350°C的工业生产中，导热油由于其高沸点而成为了水蒸气的替代品, 可以大量减少设备投资熔盐通常是指硝酸钠(NaNO3)和硝酸钾(KNO3)的硝酸盐混合物高温熔盐可达 到560 °C甚至更高的运行温度，具有良好的导热和流动特性，具有较高的比热容和密度, 在工业界一直是作为高温传热介质和储存热量的介质。

目前大部分光热电站使用熔盐吸热储热系统——通过使用镜片将大而积的H光聚焦在 一起并将光能通过熔盐介质储把不稳定的太阳能储存转换成热能来发电目前的光热电站都 是集吸热、储热及蒸汽发生于一体的系统，在阳光充足的吋候熔盐获得热量温度升高，储存 在高温熔盐罐中；当阳光不足的时候，高温熔盐罐中的熔盐提供能量，使电站持续稳定的发电，熔盐温度变低，流入低温熔盐罐中光热电站的工艺路线光热发电的典型工艺路线一般由三个岛组成:太阳岛（用来聚光收集热量）；传储热岛（用于热量传输和储存）；常规岛（也叫发电岛，用于发电）每一个离又有很多种装备组成，以及这些装备所涉及到的原材料和配件太阳岛紧固件 全屋软管 清洗车 境场 控制杀统 旋转接头 液压跟房系 统 支架 卑空管 福式樋物面|塔式|U型管电律镐场控制系统酒洗设杳走日境备用电污阪热 器支架踉跨系统平面頂走菲涅尔I倚场控制系统清洗设备 累回 件跟踩系统二次反射恒支 架隼圧信平面潢日询I碟式斯特林I朗持林机支架 跟掠系统 聲式 縫克式里黒器密封技朮丄旳了传储热岛主设备电加热导热油泵保温材料焙 盐泵电伴热换热器储宦辅设备夷送器流量计 阀化盐设旨工质熔盐阀导热注 焙盐导热油＜："•也do"童封技才:丄他7、• •:常规岛辅机设备阀门泵务料爲几房行车加热器除氧器工程咨洵服务汽轮机辅机凝汽器童空了彭几旁路水质检测装备及服纯水装言配电柜保温材变压器肓低压主机设备冷却奈统DCS揑制系统蒸汽发生器发电机汽轮机.・•• Garl9ckg^j5>ri387项目前期项目融资地勒场平施工可 研电站仿言示范项目申报服 隽概念设计前期开发代理 住建1S期EPC怎包常规乌EPC倨热鸟EPC太阳写EPC裁洪沟施工 華 三方±B试整室技术服劳 防风垢 工程工程监理电站安芸业主 工程師（0E） 详细设计其它中温奈统集成備热技术服务光 场技术服务检测认证保险运、丈.也rb已密封技才丄旳了原材斡/配件I庫材料I锻面铝板反射筷背漆可伐台 全吸热涂层液压油浪纹号 玻珪外言粘結別吸汽刑超白 玻準闫盪片［配品配辅机设隹蕊尺倾希仪漏码板材|讎炖埴斜|润渭脂液位 计油缸执行机构传感器控 制柜 液压站 电机 跟碇制 器电动捱杆其他热镀锌电梯 UPS旨用电涼链 :则仪器案热管生产检测设备反 旳煮生产检濟鬧、二二6了0比密封技才丄旳了注：本段内容来自CSPPLAZA光热发电平台密封需求和解决方案常温的流体设备或者管道法兰连接冇多种密封解决方案可选择，但熔盐的温度和易渗透 特性将限制这些密封材料的使用效果。

石墨材料是传统高温密封应用的主导者，在低温吋高 纯度的石墨（碳含量98%以上）有很好耐化学腐蚀性，但在高温氧化环境下（超过450°C）, 石墨很容易产生质量损失，在熔融盐这类强氧化剂环境下，300°C以上石墨垫片材料内部就 会被氧化出孔隙，法兰连接很难保持密封所需的扭矩，从而导致泄漏量下降进而密封失效 客户可在实验室模拟工况进行测试，也可以选择第三方的测试机构対密封制造商的材料进行 热失重测试来了解密封材料的优劣光热发电的储热介质挑战着传统密封产品的温度和化学极限蒸汽、导热油和熔融盐在 高温的状态都极易渗透，对密封材料來说其渗透性都是一个巨大的挑战一直以来Garlock 将极端高温工况应用作为开发目标，本世纪开发了 THERMaFur高温密封材料，可以组成 切割垫片、金属缠绕垫、金属齿形垫、金属波纹垫以及模压填料组件等多种形式，可适用于 密封熔融盐工艺管道、换热器和阀门的需要熔融盐案例分享2014年Garlock和“敢为人先”的某集团就光热发电项日实验展开合作，Garlock提 供了高温Therma-pur®垫片参与到这个实验室测试项目，以下是熔融盐测试报告部分内容 分享，测试温度：420〜580°C,螺栓法兰连接着垫片（4种材料的密封件）直接放入充斥 着高温熔盐的不锈钢槽中进行加热实验，实验时间为15-30天。

O电加热器O—脳Garlock领先密封技术图：高温测试后THERMa-PUR®,带云母石墨缠绕、增强石墨缠绕、石墨平垫图从图中可以观察到THERMa-PUR®材料平垫片的外观，虽然拆卸时不小心被为分为两 层，但也证明它与法兰密封面密封效果较好；内圈与外圈接触熔盐但无明显腐蚀迹彖，证明 它在熔盐中能保存较为完好，短时间不会被腐蚀内圈云母式石墨缠绕式（带内环）垫片和 增强石墨缠绕式垫片（带内坏）中的石墨部分己腐蚀殆尽，证明增强石墨缠绕式（带内环） 垫片不能被使用内圈云母式石墨缠绕式垫片（带内环）的外圈被腐蚀（从外圈渗漏进入），内圈云母保存较好；但仔细观察，该云母环右下侧也有少暈积盐现象，初步判断云母密封性能不是很好易被渗透若云母无法隔离熔盐，石墨依IH会产生腐蚀此外，2014年Garlock'l'国也和某节能技术公司也顺利展开了合作，Garlock很荣幸 成为首个国内熔盐塔式光热发电项目示范项目的管道垫片供应商，大量供应了 4122的高温 金属缠绕垫和切割垫片用于熔融盐的设备和管道中近两年來国内多家知名的阀门制造商在 熔融盐阀门的设计阶段就找到了我们，我们的应用工程师结合欧洲的成功经验推荐了两种熔 融盐阀门阀杆的密封方案（400°C/570°C,请见下图），在安装测试阶段Garlock也尽心提 供专业阀门填料的安装指导，让填料的性能发挥到极致。

5x THERMa-PUR StyK 4122 Thick. 1.5 mmOmONAL$■ MCfWteMl Zmc wether. 1bi ・■ proven rM of falYMcm tfw mMi of the MufWng boxA-A光热发电的流体密封需求正在超越传统密封产品的极限-石墨材料在高温熔融盐介质 下容易被氧化失重产生孔隙，增加泄漏通道进而引起安全或环保类隐患Garlock的新产品 THERMa-Pur®满足了熔盐极端的密封需求，使用温度范围能耐高达1000°C,具有很好的 抗化学品性能，并II有着很好的密封性能可适用于设备垫片、管道法兰垫片和阀门阀杆密 封等> Garlock领先密封技术THERMA-PUR™ 41高温工况解决方案。