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蔚立华 山东华威泵业有限公司 随着全球对清洁能源和可再生能源的迫切需求，太阳能光热发电技术作为其中的重要一环，正受到越来越多的关注和重视。而熔盐泵作为太阳能光热发电系统中的关键设备之一，其运行的稳定性和可靠性对于整个系统的运行效率和安全性具有至关重要的作用。济南华威泵业有限公司成功推出了光热长轴熔盐泵，并在实际工程应用中获得了良好的运行效果和用户的广泛认可。目前已正式迈入批量化生产阶段。  长轴熔盐泵（图片来源于济南华威泵业） 一、太阳能光热项目概况 新能源是我国实现“双碳”目标的先锋队，是解决能源发展系列挑战的主力军。太阳能光热发电行业近年来呈现出迅猛的发展势头，目前已有33个项目开工建设，充分显示了我国在新能源领域的积极投入和实现“双碳”目标的坚定决心。这些项目的实施不仅有助于缓解能源紧张局面，更是对环境保护和可持续发展的有力践行。据初步统计，十四五期间规划建设的光热项目数量将远超目前开工的项目数，有望达到上百个。 太阳能光热发电作为一种绿色、环保、可再生的能源形式，同时具有储能的特点，可以实现24小时发电，相对于光伏与风电具有不可替代的优势，正受到越来越多的关注和青睐。此外，随着技术的不断进步和成本的逐渐降低，光热发电的竞争力也在不断提升，未来有望在能源领域占据更加重要的地位。 二、光热项目熔盐泵应用情况 太阳能光热发电站通常配备熔盐储能系统，以提高能源利用率和系统稳定性。熔盐泵在熔盐储能系统中扮演着至关重要的角色。根据不同的用途，熔盐泵可以分为冷盐泵、熔盐泵、调温泵和疏盐泵。 1. 冷盐泵 熔盐储能系统是一种高效、可靠的储能技术，广泛应用于太阳能光热发电等领域。在这个系统中，熔盐作为热能储存介质，通过吸收太阳能集热器中的热量而升温，进而存储热能。 冷盐泵的主要任务是将存储在冷盐罐中的低温熔盐抽出，并通过管道输送到太阳能集热器中。在输送过程中，冷盐泵需要保持稳定的流量和压力，确保熔盐能够顺利到达集热器。 冷盐泵的工作温度范围通常为290 ℃ ～ 400 ℃，这一温度范围是根据熔盐的物理性质和系统的运行要求确定的。 2. 热盐泵 热盐泵在熔盐储能与发电系统中扮演着核心角色，它负责将高温熔盐从热盐罐中泵送至蒸汽发生器（进行热交换），以产生蒸汽进而驱动汽轮机发电。热盐泵的工作温度范围通常在400 ℃ ～ 565 ℃，这一温度范围保证了热盐泵能够在高温环境下稳定、高效地运行。 具体来说，热盐泵的设计充分考虑了熔盐的高温特性以及系统的运行要求。泵体采用耐高温、耐腐蚀的特殊材料制造，以确保在高温环境下能够长期稳定运行。同时，热盐泵的密封结构也经过精心设计，以防止熔盐泄漏并保证系统的安全。 在熔盐储能与发电系统中，热盐泵的工作流程如下：首先，当熔盐在太阳能集热器中被加热至高温后，通过管道流入到热盐罐进行储存。此时，热盐泵启动，将高温熔盐从热盐罐中泵出，并通过管道输送至蒸汽发生器。在蒸汽发生器中，高温熔盐与水进行热交换，使水迅速汽化产生蒸汽。这些蒸汽随后被送入汽轮机，驱动汽轮机转动进而带动发电机发电。 热盐泵的性能直接影响到整个熔盐储能与发电系统的效率和安全性。因此，在选择和使用热盐泵时，需要充分考虑其性能参数、运行稳定性以及维护成本等因素。同时，定期对热盐泵进行检查和维护也是确保系统稳定运行的重要措施。 3. 调温泵 调温泵在熔盐储能系统中主要功能在于输送低温熔盐，通过与高温熔盐的混合，实现对熔盐温度的精确调控，从而获得温度适宜的熔盐。这一过程在熔盐储能系统的运行中极为关键，对于保证系统的稳定、高效运行具有不可忽视的意义。 具体来说，在SGS（熔盐储能系统）启用前，调温泵首先会将低温熔盐送入系统中。这一步骤的目的是为系统预热，逐步升高熔盐的温度，防止因温度突变对系统造成过大的热冲击。随后，低温熔盐会逐步混入高温熔盐，通过精确的调节和控制，使熔盐的温度达到适宜的工作范围。调温泵的工作温度范围在290 ℃ ～ 400 ℃之间。 调温泵还可以将低温熔盐泵送到电加热设备中。在这一应用场景下，调温泵利用光伏、风电等可再生能源对熔盐进行加热，以实现储能的目的。这一技术不仅提高了能源的利用效率，而且有助于实现绿色、环保的能源利用方式。 调温泵安装在冷盐罐上，其工作温度范围与冷盐泵相同。相对于冷盐泵来说，其流量较小，扬程较低。 4. 疏盐泵 疏盐泵在熔盐储能系统维护或故障期间扮演着重要的角色，其主要功能是将熔盐从系统中泵出，并排放到指定的处理区域，以确保系统的正常运行和安全性。 根据目前光热项目的典型布置，冷盐泵与调温泵一样，通常安装在冷盐罐上，而热盐泵则安装在热盐罐上。这三种泵（即冷盐泵、调温泵和热盐泵），一般是长轴泵，泵轴长度约18米左右。而疏盐泵一般安装在疏盐罐上，并且通常是短轴泵。 三、太阳能光热项目对熔盐泵的要求 1. 可靠性高 由于光热项目用熔盐泵安装在高度18米的钢结构平台上，并且项目一般在戈壁滩上，周边配套设施不够齐全，导致熔盐泵的检修成本非常高。为此，要求熔盐泵在结构设计、材料选择、制造和质量控制等方面均应达到高标准，以确保产品在各种恶劣环境下都能够稳定运行。济南华威泵业熔盐泵的泵体材料和结构均经过精心选择、设计和优化，能够承受高温、高压和腐蚀等严苛条件，从而保证了熔盐泵的长期可靠运行。 2. 高效节能 因为熔盐的密度比较大，塔式光热发电项目冷盐泵的功率为3000 kW左右，相对泵的功率比较大，使得熔盐泵在输送熔盐时具有较高的效率。高效率意味着更低的能耗和更高的输出，有助于降低用户的运营成本，提高整体经济效益。 3. 专业的技术服务 光热发电项目为新型产业，目前尚处于起步阶段，从熔盐泵选型、安装、调试到维护等方面均需要设备制造商为项目提供专业的指导与技术配合。 四、熔盐泵存在的问题及难度系数比较 在光热项目中，进口品牌主要有福斯、ITT等厂家，国内如济南华威等公司都已经有了一些成功的应用业绩。然而，目前项目中熔盐泵普遍存在的振动大、维修周期短等问题。 熔盐泵在运行时，由于高温、高压以及熔盐腐蚀性等严苛工作环境的影响，泵体和轴承等关键部件容易出现磨损和变形，从而导致振动增大。这不仅会影响泵的稳定性和效率，还可能对整个光热系统的安全运行造成威胁。 以下是作者对调温泵、冷盐泵和热盐泵的难度系数的简要分析比较： 1. 调温泵 调温泵一般为长轴泵，它主要用于输送低温熔盐，假设其难度系数为1.0。 2. 冷盐泵 冷盐泵同样是长轴泵，冷盐泵需要具备较高的扬程 - 具有总扬程高和单级扬程高的特点，这使得冷盐泵的设计和制造难度相对较高。相较于调温泵来说，冷盐泵的难度系数为1.5。 3. 热盐泵 热盐泵也是长轴泵，但其在高温环境下运行面临着诸多挑战。高温环境下热盐泵容易发生变形，这对其结构和材料的稳定性提出了更高的要求。高温会导致材料力学性能的下降，因此热盐泵需要采用耐高温、耐腐蚀的特殊材料制造。此外，熔盐在高温下具有强腐蚀性，这也增加了热盐泵的设计和运行难度。因此，熔盐泵的难度系数将高达2.0。 |
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