一 概述
電鍋爐是一種、節能、安全可靠、減少環境污染的新型電加熱設備。利用它可以將電網夜間低谷電力用于加熱水并保溫儲存,供白天使用或供熱。對于充分利用電網低谷電力,增加電力有效供給,提高電網的負荷率是一種非常有效的手段。
電鍋爐突出優點如下:
1 電鍋爐全套設備占地面積小,不需煙囪、燃料渣堆放場所。產品成套組裝出廠, 在現場只需接上電源,水管,即可投入運行,可大大節省基建投資及安裝費用。
2 熱效率高,輸送方便,損失很小。電鍋爐運行熱效率在95%以上。啟停調節方便,比煤鍋爐、油鍋爐更能節約能源 。電熱鍋爐與其它鍋爐運行費用比較見表1。
幾種鍋爐運行費用比較表表1
項目名稱 | 煤鍋爐 | 油鍋爐 | 氣鍋爐 | 電熱鍋爐 | |||||||||
直熱式 | 蓄熱式 | ||||||||||||
熱功率 | 0.7MW | 0.7MW | 0.7MW | 0.7MW | 0.7MW | ||||||||
燃料性質 | 煤 | 輕油 | 重油 | 天然氣/煤氣 | 電 | 電 | |||||||
燃料發熱值 | 5×Kcal/Kg | 9×Kcal/Kg | 8.5×Kcal/ Kg | 860Kcal/KWh | 860Kcal/KWh | ||||||||
鍋爐熱效率 | 50% | 70% | 70% | 95% | 95% | ||||||||
燃料耗量 | 240Kg/h | 95Kg/h | 100 / h | 734KW/h | 734KW/h | ||||||||
燃料價格 | 0.25元/Kg | 2.5元/Kg | 4.2元/Kg | 1.73元/ | 0.3元/KWh | 0.18元/KWh | |||||||
每天能耗 | 600元 | 2375元 | 3990元 | 1700元 | 2340元 | 1321元 | |||||||
采曖季 | 7.2萬元 | 28.5萬元 | 47.8萬元 | 20.4萬元 | 28.19萬元 | 15.85萬元 | |||||||
采曖季 | 7.2元 | 28.5元 | 47.88元 | 20.4元 | 28.19元 | 15.85元 | |||||||
其它費用 | 排污、清灰、除渣、維修、工人工資 | 排污、清灰、除塵儲油、維修、工人工資 | 排污、清灰、儲氣、維修、工人工資 | 每三到五年更換一次加熱管 |
注:供曖面積以10000M2,采曖以每天10小時計算,采曖季為4個月。因各地區電價參數不同,此表數據僅供參考。
3 自動化程度高、運行安全可靠
一般電鍋爐都采用自動控制,快速平穩地控制電加熱管組的循環投切。并且具有漏電保護、短路保護、過電流保護、過電壓保護、壓力超限保護、水位過低保護等多項保護功能。產品實現了機電一體化,不需專職鍋爐運行工、節省費用,避免了人為因素的影響而發生事故。
4 保護環境、造福大眾
電鍋爐不會排出如二氧化硫、二氧化碳等有害氣體,無黑煙、灰塵,沒有廢物需要處理,無噪聲、無污染,從環境保護角度來看,zui為*。
5 適用范圍廣
電鍋爐產品規格品種多,可滿足各種用途、各種環境和各種條件下的需要。還可根據用戶的特殊要求進行加工訂貨。
二 電鍋爐房的主要設備
電鍋爐房的主要設備有:電鍋爐本體,電鍋爐電控柜,蓄熱水箱、蓄熱水泵、循環水泵、補水泵及其控制箱,軟水器等。
電鍋爐本體主要由鋼制殼體、電加熱管、進出水管及檢測儀表等組成。電鍋爐的加熱方式有電磁感應加熱方式和電阻加熱方式兩種。由于電磁感應加熱方式為間接加熱,因而熱效率較低,約為96%。而電阻加熱方式熱效率高,可達98%。電阻加熱方式即采用電阻式管狀電熱元件加熱,在結構上易于疊加組合,控制靈活,更換方便。目前電鍋爐基本上都采用電阻式管狀電熱元件加熱。
采用電阻式管狀電熱元件加熱方式,其電氣特點是鍋爐中的水不帶電。但當電熱元件漏水或爆裂時,也會使鍋爐中的水帶電,即稱之為漏電。另外,受電熱元件絕緣導熱層的絕緣程度的影響,電熱管也存在著一定的漏電電流。按照國家標準, 漏漏電流應不大于0.5mA。因此,電氣線路上都應設漏電保護。
電加熱管是電鍋爐的心臟,其性能好壞直接關系到電鍋爐性能的好壞。電加熱管一般選用管狀形式,由金屬管、電熱絲、引出棒、連接座和填料等組成。一般情況下,電加熱管使用壽命在10000-30000小時。電加熱管的使用壽命主要取決于電加熱管的材料,表面熱負荷和用戶的運行管理水平。電加熱管為鎳鉻不銹鋼管材,表面熱負荷為6-9 W/cm2。此外,電加熱管的額定電功率也是一個非常重要的性能指標。在額定工況下,根據國標規定,電功率偏差值不應大于5%。
電加熱管的連接方式,一般采用三相,對稱地接成星形(Y)或三角形(△)。根據容量大小分成兩組或多組。圖1為750kW電鍋爐主接線原理圖。
電鍋爐的控制技術。從電氣角度來講,電鍋爐是一臺大功率的電力調功設備,鍋爐的輸出功率越高,電功率的輸出也就越大。電功率的輸出調節分有級功率調節和無級功率調節兩種。無級功率調節適用于調節精度較高的場合,而有級功率調節則適用于調節精度要求較低的場合。由于對電鍋爐的輸出熱功率調節度一般要求都不很高,因此國內絕大多數電熱鍋爐均采用有級功率調節方式。
有級功率調節采用交流接觸器控制,無級功率調節則采用可控硅控制。可控硅也可用于有級功率調節,其優點是無機械動作噪聲,壽命長。缺點是主回路不能*關斷,過電流和過電壓能力差,自身耗電量大,需要強迫散熱,價格較高。而交流接觸器的優點是可實現主回路電氣*隔離,過電壓和過電流的能力較強,自身耗電量小,發熱量小,價格便宜。因此,一般電鍋爐均采用交流接觸器作為控制器件。
電鍋爐的加熱控制是超大電流的控制,這是與燃油、燃氣鍋爐和燃煤鍋爐控制上的zui大差別。電鍋爐在控制技術方面有以下幾方面特點:
1. 為了減少對電網的沖擊影響,采取電加熱管組逐級投切方式。各組加熱器投切之間
間隔時間叫做逐級投切間隔時間。每組的功率越大,間隔時間越長。因此間隔時間因應根據需要可以任意設定。
2. 為了延長電加熱管的使用壽命,盡量使電加熱管使用均衡,避免過多地使用管某一組或某幾組電加熱,。同時由于交流接觸器在大電流下工作,也應均衡使用。因此,控制原則是保證每組電加熱管總使用時間相同。控制方式采用多級控制,循環投切。即先投者先切,后投者后切,先停的先啟動,后停的后啟動。這樣就可以保證交流接觸器的動作次數*相同,電加熱管的工作時間也大致相同。大大延長電鍋爐的使用壽命。
3. 容量大的電鍋爐電流將達到幾百安培甚至幾千安培,這么大的強大電流將對電鍋爐控制裝置產生干擾。因此,需要采取可靠的抗電磁干擾措施。
4.電鍋爐的加熱控制系統是一個大滯后的二階慣性系統,采用一般的控制裝置很難達到*的控制效果,往往產生交流接觸器動作頻繁,甚至反復振蕩。國內已根據這一特點開發研制出了電鍋爐電腦控制器。
國內電鍋爐的控制方式有四種:(1)手動+溫度顯示控制儀表控制并溫度顯示;(2)順序控制器或PLC控制+溫度顯示控制儀表控制并溫度顯示;(3)*用PLC控制,包括溫度輸入模塊和顯示單元(液晶顯示或觸摸屏顯示);(4)電鍋爐電腦控制器控制并溫度顯示。由于其控制性能好,功能全,性價比高,得到了普遍應用。
電鍋爐電腦控制器為一體化機箱,觸摸屏操作。觸摸屏可實時動感地顯示電加熱管的運行狀態和鍋爐系統運行模擬圖。還可用數碼方式顯示溫度、壓力等參數值,并設有的在線幫助,多級中文彈出式菜單和故障維修指南,適合任何層次的操作人員使用。采用了現代*的模糊控制技術,能夠快速平穩地控制加熱組循環投切,提高加熱管使用壽命。電加熱管組投切動作采取間隔控制,降低對電網的干擾。間隔時間可任意設定。取得了很好的控制效果。
電熱鍋爐控制柜與電熱鍋爐配套供應,作為電熱鍋爐的控制裝置。控制柜主要由柜體、低壓斷路器、交流接觸器、電腦控制器、測量儀表等組成,與電鍋爐配套的蓄熱水泵、循環水泵、補水泵等的控制裝置一般單設電控柜(箱),根據用戶要求也可裝在電鍋爐控制柜中。小型電熱鍋爐可與控制柜作成一體,以減小電鍋爐房建筑面積。