電極式電鍋爐蓄熱系統(tǒng)簡介

電極式電鍋爐蓄熱系統(tǒng)產(chǎn)品簡介工作電壓： 一般采用中壓電壓（≥6kV）；大功率鍋爐電壓（可達13.5kV）；控制電壓380/220V。保護措施： 1）、過流保護；2）、缺相保護；3）、短路保護；4）、三相不平衡保護。加熱原理：一般采用電廠除鹽水，加入一定電解質(zhì)，使爐水具有一定電阻。利用水的高熱阻特性，直接將電能轉換為熱能并產(chǎn)生蒸汽的一種裝置，裝置包含高電阻絕緣的壓力容器和三相電級。結構形式：名稱浸沒式電極鍋爐噴射式電極鍋爐結構形式連接高壓電源電極直接浸沒在鍋爐爐水中進行加熱。爐水與鍋爐外壁采用絕緣隔離方式，避免鍋爐金屬筒體帶電爐水直接噴射到電極進行加熱，不直接浸沒在爐水中。電極與鍋爐金屬筒體“相對隔離”，金屬筒體不需要絕緣循環(huán)水量主要是補充“蒸發(fā)損失”的水量，用水量較少噴射水量大，大功率的水量甚至達到1000m3/h以上爐水導電率100μs/cm左右1700μs/cm左右絕緣要求要求與電極接觸的爐水部分與鍋爐金屬筒體絕緣隔離無要求電源要求對進線電源沒有特殊要求進線為三相四線中心點接地蒸汽品質(zhì)含鹽量低含鹽量高功率調(diào)整范圍：調(diào)整范圍是1%-100%.在10%-100%的范圍內(nèi)可以做到無級調(diào)節(jié)。優(yōu)點：鍋爐利用水的電阻性直接加熱，電能100%轉化成熱量，基本無熱損失。當鍋爐缺水時，電極間的電流通道被切斷，不存在類似常規(guī)鍋爐干燒的現(xiàn)象。體積小巧，啟動速度快，從冷態(tài)啟動到滿負荷只需要幾十分鐘，從熱態(tài)到滿負荷只需1分鐘。在節(jié)能領域，電極熱水鍋爐結合大型蓄能設備，在低谷電價時間段把蓄能裝置內(nèi)熱水加溫，在高電價時使用，能夠起到平衡電網(wǎng)負荷的作用。圖一：電極式電鍋爐蓄熱系統(tǒng)示意圖國內(nèi)外同類產(chǎn)品水平綜述電極鍋爐的應用在國外由來已久，世界上第一臺電極鍋爐于1905年誕生于歐洲。國內(nèi)針對電極鍋爐的研究始于20世紀80年代，主要是電熱水鍋爐技術，通常使用的是380V動力電，常壓水箱作為蓄熱體，此設備占地面積大、系統(tǒng)熱效率低。20世紀80年代，承壓蓄熱一體化鍋爐能有效減小設備占地面積，缺點是承壓蓄熱電鍋爐技術的單臺設備不能適用于高于100m3的蓄熱體積。20世紀90年代，噴射式電極鍋爐通過美國西屋公司進入中國，開始了長達十余年的價格壟斷階段。目前，國內(nèi)的少數(shù)企業(yè)通過吸收歐洲技術并經(jīng)過改造升級，形成了常壓電極鍋爐。年度主要發(fā)展里程碑1905年世界上第一臺電極鍋爐在歐洲出現(xiàn)，電壓等級限制在2000V以下1920年代瑞典Z&I公司發(fā)明了浸沒式電極鍋爐，控制精度大幅度提高，采用高電壓(6-15kV)直接供電，稱為高壓電極鍋爐1926年瑞典Z&I公司生產(chǎn)了第一臺ZETA品牌電極式鍋爐1940年代歐洲發(fā)明了噴射式電極鍋爐，瑞士SULZER公司成為這種產(chǎn)品的典型代表1970-1980年歐美核電站建設進入高峰期，電極蒸汽鍋爐由于清潔環(huán)保，安全度高，被核電行業(yè)普遍接受電能替代；削峰填谷的作用建議當前對電極式電鍋爐產(chǎn)品認識不夠充分，建議做專項研究，依托專業(yè)的電鍋爐廠家進行項目合作，配套許繼的保護系統(tǒng)，后期同步開發(fā)優(yōu)化電鍋爐具備接入綜合能源服務的保護控制成套系統(tǒng)，并考慮自主進行電極式電鍋爐的開發(fā)；根據(jù)目前市場情況，電極式電鍋爐可以作為綜合能源服務的核心產(chǎn)品之一，進行重點推廣。此外，國家暫無電極式電鍋爐相關標準，許繼引導電科院推進相關標準的規(guī)范和標準制定。推薦潛在合作廠家：北京瑞特愛能源科技股份有限公司

附錄一：常規(guī)電極鍋爐與普通電阻鍋爐對比序號對比項普通電阻鍋爐電極鍋爐一、安全性1.1制造資質(zhì)許可國家質(zhì)量技術監(jiān)督檢驗檢疫總局頒證許可國家質(zhì)量技術監(jiān)督檢驗檢疫總局頒證許可1.2設計審核省級質(zhì)量技術監(jiān)督局審核批復省級質(zhì)量技術監(jiān)督局審核批復1.3材料審核市級以上鍋爐檢驗院駐廠監(jiān)檢市級以上鍋爐檢驗院駐廠監(jiān)檢1.4制造監(jiān)檢市級以上鍋爐檢驗院駐廠監(jiān)檢市級以上鍋爐檢驗院駐廠監(jiān)檢1.5安裝監(jiān)檢使用地鍋爐檢驗所報備監(jiān)檢使用地鍋爐檢驗所報備監(jiān)檢1.6安全運行許可使用地鍋爐檢驗所驗收后頒發(fā)使用地鍋爐檢驗所驗收后頒發(fā)1.7電壓等級及要求0.4KV，普通配電要求，常規(guī)供電，不需要專業(yè)的運行人員10KV，高壓供電，供電及運行安全要求高，運行人員專業(yè)要求高二、可靠性2.1產(chǎn)品類型工廠生產(chǎn)，標準化工業(yè)產(chǎn)品，市場使用廣泛。工廠試驗生產(chǎn)、主要技術來源于進口，民用市場處于試點運行階段。2.2檢驗手段工廠檢驗，標準化出廠檢驗，國家有詳細的執(zhí)行標準目前還沒有專用的國家相關標準，主要以國外或企業(yè)標準執(zhí)行。2.3設備通用性電熱鍋爐、蓄熱模塊均為標準產(chǎn)品，按系統(tǒng)組合使用，可靈活組配電極鍋爐設備屬于新型產(chǎn)品，主要元器件均為特殊專用產(chǎn)品2.4介質(zhì)要求采用普通軟化水運行即可采用經(jīng)過處理的電導水運行2.5設備最低使用壽命20年15年三、加熱性能3.1加熱原件電阻電熱管，屬于成熟產(chǎn)品，國家有相應的執(zhí)行標準電極棒或電極板，目前無相應標準3.2加熱原件材質(zhì)不銹鋼加熱管不銹鋼電極板或石墨電極棒3.3加熱原理電阻絲通電產(chǎn)生熱量后，通過熱傳遞對介質(zhì)進行加熱，每根或每組的加熱功率固定通過電極及水的電導進行加熱，根據(jù)水的流量或水位控制加熱功率3.4工作溫度完全浸沒在水中，根據(jù)壓力可在200℃以內(nèi)運行完全浸沒在水中，根據(jù)壓力可在200℃以內(nèi)運行3.5絕緣方式電加熱元件通過絕緣材料與加熱介質(zhì)隔離，并且電氣上設有相應保護電加熱原件直接與加熱介質(zhì)接觸，通過爐體及電極絕緣端子緣。與外界絕緣。四、配電及控制要求4.1供電電壓0.4kv6-10kv4.2供配電設備需要高低壓配電設備及變壓器只需要高壓配電設備4.3控制設備自動控制柜，常規(guī)配電元器件自動控制柜，與高壓配套的控制元器件4.4控制操作性屬于常規(guī)控制要求，簡單醫(yī)學，普通人員即可執(zhí)行需要專業(yè)或經(jīng)過嚴格培訓的操作人員五、設備占地要求（不含蓄熱系統(tǒng)）5.1單臺功率使用范圍可在10-10000kW任意配置，適合在2-10MW的設備上使用可在3000-50000kw配置，較適合于大于10mw的設備上使用5.26MW鍋爐占地30㎡30㎡5.36MW控制設備占地6㎡2㎡5.46MW高壓設備占地10㎡8㎡5.56MW低壓設備占地150㎡無5.6系統(tǒng)控制設備4㎡4㎡5.7合計200㎡44㎡六、系統(tǒng)配置要求6.1循環(huán)水泵一次換熱循環(huán)水泵及二次供熱水泵一次換熱水泵、二次換熱水泵、二次供熱水泵6.2補水泵一次及供熱補水泵一次、二次及供熱補水泵6.3換熱設備一次換熱需要兩次換熱6.4儲熱設備相同相同七、投資（參考價格）7.16MW設備投資135萬元380萬元7.2高壓配電投資40萬元35萬元7.3低壓配電投資150萬元無7.4325萬元415萬元八、運行費用8.1設備熱效率98%99%8.2系統(tǒng)效率93%88%需要二次換熱8.2運行人員資質(zhì)要求普通司爐人員及電工即可需要專業(yè)的高電壓持證人員九、維護與折舊9.1后期維護費用比例139.2元器件通用性較通用專用性很強，幾乎不通用9.3檢驗國家強制定期檢驗目前國際無檢驗標準，需按普通鍋爐進行9.4維護條件普通低壓電氣配置，并有低壓變壓器隔離，維護條件簡單高壓電氣，維護條件復雜，高壓維護人員資質(zhì)及費用相對較高十、結論10.1從可靠性及安全性上，常規(guī)電阻鍋爐由于屬于國家標準產(chǎn)品，并且使用低壓供電，安全性要求高壓電極鍋爐。10.2從加熱性能上，兩種鍋爐加熱原理不同，各有優(yōu)缺點。10.3從控制操作難易程度上，常規(guī)低壓電阻爐采用配套常規(guī)元器件，控制難度要優(yōu)于電極鍋爐10.4從鍋爐本身的占地上，兩種鍋爐在10mw以下時，占地面積基本相當，但當設備增大時，電極鍋爐的占地就有一定的優(yōu)勢了。10.5從整個系統(tǒng)配置的占地上，由于常規(guī)低壓電阻鍋爐需要配置變壓器等低壓設備，占地面積要增加很多。10.6在系統(tǒng)設備中，電極鍋爐由于需要二次換熱，也需增加一定的換熱設備及循環(huán)設備的占地面積。10.7從系統(tǒng)的運行上，常規(guī)低壓