太阳能应用通常使用熔盐作为“传输流体”来传输并储存聚焦太阳光产生的热量。 使用熔盐是因为它们耐高温、无毒且不可燃。 控制这种流体的阀门在太阳能生产中起着举足轻重的作用。
由于熔盐具有侵蚀性和极端温度特性,旋转设备OEM在制造阀门时必须使用特种材料。熔盐的工作温度决定了用于阀体结构的材料,如:
- C钢级可承受427°C(800°F)高温
- 铬钼钢级可承受570°C (1058°F)高温
- 稳定的奥氏体钢级可承受600°C(1112°F)高温;需要稳定的奥氏体不锈钢以避免晶间腐蚀
- 可承受600°C (1112°F)以上高温的镍基合金
通常,内件由不锈钢或在高温下保持稳定的不锈钢制成。为避免磨损和拉毛,采用合金6制造导向套和阀杆表面。
由于碳或石墨具有强氧化性,因此不适合制造与熔盐直接接触的阀门。
阀门支撑部件材料
垫片和填料需要使用独特的设计和材料。OME通常使用由 Inconel®编织物保护的石墨作为填料。可以在填料区的内表面薄薄地涂一层专为高温下的填料环设计的脱模剂。脱模剂起到防腐作用,提高密封性,便于填料更换。
由于云母等普通材料本身不具备足够的强度和密封性,因此它们经常与其他材料结合用于填料函系统的制造。OME生产带有金属C-rings或O-rings的阀体和阀盖密封件,因为它们在恶劣环境中也能保持可靠的性能。
防止传输流体结晶
太阳能生产所面临的一个独特挑战是需要保持最低的传输流体温度。 如果传热流体结晶或呈固态,就可能会损坏控制阀。对熔盐而言,温度要始终高于盐的熔化温度,至少保持在 50°C (122°F)。
常用填料函系统的温度上限约为 300°C (572°F),但有些可以承受 400°C (752°C ]}°F)的高温。温度过高会缩短阀杆密封件的使用寿命,并可能损坏伴热设备,因此调节温度下限和上限对于防止流体结晶以及保护阀杆不受损坏非常重要。
由于阀杆密封件是个敏感区域,温度传感器应尽可能靠近密封系统,以确保温度在所有操作状态下都保持在规定的限制范围内。给定的温度也必须对阀体或阀盖上的绝缘材料适用。
由于太阳能发电厂内的环境条件恶劣,因此必须对填料函进行防风沙隔离保护。由于维护需求和工作量更大,填料函系统也应该方便使用。
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