蓄熱式電熱蒸汽鍋爐

　目前，電熱鍋爐的運(yùn)行主要集中在用電高峰期，運(yùn)行費(fèi)用較高，而蓄熱式電熱蒸汽鍋爐可以有效地解決這個(gè)問(wèn)。

　　1蓄熱式電熱蒸汽鍋爐的特點(diǎn)蓄熱式電熱蒸汽鍋爐是通過(guò)把蒸汽蓄熱器與電熱鍋爐聯(lián)合起來(lái)進(jìn)行供汽和供熱，以達(dá)到環(huán)保和節(jié)能的目的。蓄熱式電熱蒸汽鍋爐具有以下特點(diǎn)3.高效節(jié)能無(wú)污染無(wú)噪聲，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，安全自動(dòng)運(yùn)行。

　　對(duì)電力部門的電網(wǎng)起到削峰填谷的作用。

　　該裝置可以在用電低谷時(shí)用電能產(chǎn)生蒸汽儲(chǔ)存在蓄熱器中，在用電高峰時(shí)蓄熱器產(chǎn)生蒸汽或熱水供熱用戶使用。這種運(yùn)行方式能夠均衡電網(wǎng)的負(fù)荷，減少電廠機(jī)組的調(diào)峰操作，降低電力生產(chǎn)中的能耗。

　　顯著降低運(yùn)行成本。目前電力部門對(duì)高低峰時(shí)用電制定了不同的價(jià)格，用電高峰時(shí)的電價(jià)是低谷電價(jià)的4倍，而用電尖峰時(shí)的電價(jià)是低谷電價(jià)的457倍，就是常時(shí)用電也是低谷時(shí)的2.86僧1.因此，這種供熱方式能夠有效提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，尤其適用于用電高峰期間需要供熱的用戶。

　　扎供熱質(zhì)量高，用戶熱負(fù)荷穩(wěn)定。該裝置工作性能好，供熱負(fù)荷波動(dòng)小，可以按照熱用戶的供熱需求進(jìn)行調(diào)節(jié)。尤其是對(duì)間斷供熱的用戶，可以減少電熱鍋爐的啟停次數(shù)，而且用蓄熱器供熱啟動(dòng)速度快而平穩(wěn)。

　　2蓄熱式電熱蒸汽鍋爐供熱系統(tǒng)蓄熱式電熱蒸汽鍋爐系統(tǒng)1主要由電熱蒸汽鍋爐蒸汽蓄熱器汽水換熱器熱網(wǎng)及膨脹水箱等組成。

　　4流量調(diào)節(jié)閥；5汽水換熱器；6膨脹水箱；3蓄熱式電熱蒸汽鍋爐供熱原理蓄熱式電熱蒸汽鍋爐系統(tǒng)工作原理是在晚上用電低谷時(shí)，給水經(jīng)給水泵進(jìn)入電熱蒸汽鍋爐，電熱蒸汽鍋爐產(chǎn)生具有定壓力的飽和蒸汽進(jìn)入蓄熱器，加熱蓄熱器中的水，使蓄熱器內(nèi)水的溫度和壓力升高，形成具有定壓力的飽和水，蓄熱器中的水是儲(chǔ)存熱能的載熱體；在白天用電高峰期，電熱蒸汽鍋爐停止運(yùn)行，打開蓄熱器排汽閥，在蓄熱器內(nèi)壓力下降的條件下，飽和水成為過(guò)熱水，立即沸騰而自蒸發(fā)，產(chǎn)生低壓蒸汽。根據(jù)用戶要求，通過(guò)流量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)蒸汽流量直接將蒸汽送入用戶，或者低壓蒸汽進(jìn)入汽水換熱器，與供熱回水進(jìn)行熱交換，達(dá)到定供熱參數(shù)后送入用戶熱網(wǎng)。

　　系統(tǒng)中設(shè)置膨脹水箱是用來(lái)克服回水從除污器出口到熱水進(jìn)入循環(huán)水泵這段的系統(tǒng)阻力及循環(huán)泵氣蝕余量。從溢流管中出來(lái)的水以及從蓄熱器中排出的熱水均接入集水箱，然后經(jīng)過(guò)水處理軟水箱，由補(bǔ)水泵分別送往給水泵膨脹水箱。

　　4系統(tǒng)配套裝置舉例下面以個(gè)蓄熱式電熱蒸汽鍋爐系統(tǒng)為例，其具體參數(shù)配置如下額定工作壓力1.3MPa布置形式臥式蒸汽發(fā)生量59401輸出熱功率7001撕布置形式臥式外形尺寸直徑X全長(zhǎng)2600mmX12000mm汽水換熱器輸出熱功率7界供回水溫度9570，采用上述技術(shù)參數(shù)配套而成的蓄熱式電熱鍋爐系統(tǒng)在000600用電低谷時(shí)蓄熱器進(jìn)行充熱，白天工作時(shí)蓄熱器進(jìn)行放熱，并通過(guò)汽水熱交換換熱器向熱網(wǎng)供熱7001供熱時(shí)間約5.5.

　　若用電差價(jià)為0.20元1撕士，個(gè)采暖季節(jié)即可節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用約9萬(wàn)元5系統(tǒng)配套裝置的設(shè)計(jì)要點(diǎn)51電熱蒸汽鍋爐電熱蒸汽鍋爐可設(shè)計(jì)為臥式或立式，主要由筒體電加熱器支座給水分配管蒸汽引出管和其他附屬裝置組成。電加熱元件可采用口形電阻式加熱管，按電熱鍋爐功率選擇由電加熱管的單管功率；每3個(gè)電熱管配成組電加熱器，呈角形布置，用螺母或焊接形式固定在法蘭上，2，裝入焊接在鍋爐兩側(cè)筒體上的法蘭接管，并用螺栓緊固；通過(guò)固定夾支撐角鋼將電加熱器固定在筒體內(nèi)，電加熱器外面應(yīng)有護(hù)罩保護(hù)。

　　電熱蒸汽鍋爐運(yùn)行中可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制，通過(guò)編程或設(shè)置達(dá)到無(wú)人值守運(yùn)行。控制項(xiàng)目主要包括電加熱器分組加熱及停運(yùn)，自動(dòng)調(diào)壓和補(bǔ)水，給水泵循環(huán)泵的自動(dòng)切換，加熱器和給水泵的聯(lián)鎖等，并具備超溫超壓斷水缺相短路過(guò)流接地等報(bào)警及保護(hù)功能。

　　52變壓式蒸汽蓄熱器變壓式蒸汽蓄熱器依靠容器內(nèi)飽和水壓力的升降變化，使容器內(nèi)飽和水焓值相應(yīng)地變化，從而蓄存或釋放蒸汽熱能。主要由蓄熱器筒體充熱裝置和排汽裝置保溫裝置以及附屬裝置等組成。

　　設(shè)計(jì)時(shí)首先根據(jù)工程需要確定蓄熱器充熱壓力廠1充熱終止時(shí)蓄熱器內(nèi)最高壓力和放熱壓力廠2放熱終止時(shí)最低壓力，假設(shè)其對(duì)應(yīng)的飽和水與飽和蒸汽比容焓分別為vvhh，單位水容積蓄熱量為蒸汽蓄熱器的蓄熱量，決于充放熱的壓差。提高充熱壓力，降低放熱壓力均使單位水容積蓄熱量增加。但是，隨著充熱壓力的提高，蓄熱器的筒體壁厚也相應(yīng)增加，制造費(fèi)用隨之增大。

　　根據(jù)水與水蒸氣的性質(zhì)分析，當(dāng)充熱壓力小于1.53時(shí)，單位蓄熱量隨充熱壓力的提高增長(zhǎng)很快，是蒸汽蓄熱器用于供熱系統(tǒng)的合理壓力范圍，而放熱壓力應(yīng)在滿足汽水換熱器的工作條件下盡量降低。

　　蓄熱器容積為汽要求可在0.750.95之間選��；蓄熱器充熱終了時(shí)水容積蓄熱器放熱終了時(shí)水容積蓄熱器放熱時(shí)產(chǎn)生免蒸汽壓力仍所需當(dāng)用壓力為1的干飽和蒸汽充熱時(shí)，從充熱蒸汽中，用來(lái)加熱蓄熱器中貯水的熱量為h+h2因此，蓄熱器放熱時(shí)產(chǎn)生的蒸汽，必須供給，1的干飽和充熱蒸汽，在個(gè)完整的充熱放熱周期中，蓄熱器中的蓄水量在放熱終了時(shí)比開始充1筆，蓄熱器筒體026OOmmX2Omm，充熱裝置共6個(gè)噴頭，每個(gè)噴頭4個(gè)噴嘴，噴嘴孔徑為10mm.

　　53汽水熱交換器蓄熱器工作蒸汽壓力從充熱壓力內(nèi)直下降到放熱壓力廠2，即汽水換熱器進(jìn)汽壓力不斷變化，這需要設(shè)計(jì)個(gè)在變工況條件下穩(wěn)定工作的汽水熱交換器。通常使用的熱交換器有管殼式冷凝熱交換器汽水噴射泵以及直接混合式熱交換器。這幾種類型的換熱器能否滿足蓄熱器工作蒸汽的變工況條件以及恒定的供熱熱量和供熱溫度的要求，需要進(jìn)行分析比較。

　　531管殼式冷凝換熱器對(duì)于管殼式換熱器，由于換熱過(guò)程中蒸汽的壓力和飽和溫度不斷降低，使得傳熱溫壓隨之減小，而傳熱系數(shù)尤隨之增大，而的減小值大于尤的增大值。若換熱器出口水溫要求維持在95±5之間，且供熱量恒定，由傳熱公式0=，換熱器的面積在運(yùn)行中將發(fā)生變化。部分計(jì)算結(jié)果1.

　　進(jìn)汽壓力傳熱系數(shù)換熱面積當(dāng)換熱器進(jìn)口蒸汽壓力從1.4河3降低到熱時(shí)增加0.63時(shí)，可以維持定的換熱面積不變，面積為252以2，此時(shí)可滿足出口水溫和供熱量的要以上面舉例的蓄熱器為例，其結(jié)構(gòu)參數(shù)為pFLWa，p=.2MPa6000kg，汽水噴射泵是種用水蒸氣加熱和弓射水的應(yīng)排放掉這部分水。如果是用過(guò)熱蒸汽充熱，通過(guò)計(jì)算可知，在個(gè)完整的充熱放熱周期中，水量將減少，這時(shí)應(yīng)向蓄熱器中補(bǔ)水。

　　充熱裝置的設(shè)計(jì)要保證充熱時(shí)蓄熱器內(nèi)水溫迅速達(dá)到均勻，避免熱應(yīng)力差，并力求減少蒸汽壓力損失。排汽裝置的設(shè)計(jì)則要盡量減少蒸汽帶水求；當(dāng)壓力從0.63降低到0.33時(shí)，需要增加縱向管子數(shù)，此時(shí)總換熱面積為3.592以2，而且當(dāng)壓力為0.3時(shí)，出口熱水溫度降低到90工如果維持該面積不變而直放熱到0.2河此時(shí)出口熱水溫度降低到847已經(jīng)不能滿足用戶要求。因此，如果選用管殼式換熱器，在放熱過(guò)程中就必須對(duì)換熱器的傳熱面積分段進(jìn)行調(diào)整。

　　53.2汽水噴射泵設(shè)備。水蒸氣和被引射水在噴射泵中直接混合，進(jìn)行動(dòng)量和能量的交換，提高被引射水的溫度和壓力。汽水噴射泵構(gòu)造簡(jiǎn)單造價(jià)低，因此在熱水供熱中獲得廣泛應(yīng)用。由質(zhì)量守恒方程混合流體的質(zhì)量流量；由能量守恒方程thtg分別為噴射前被引射水溫和噴射后混合水溫以上面舉例的供熱參數(shù)為例，不同進(jìn)汽壓力進(jìn)汽壓力噴射系數(shù)工作蒸汽量kgh噴管臨界直徑由2可知，雖然進(jìn)汽壓力值變化較大，但噴射系數(shù)值變化較小，可以通過(guò)控制蒸汽流量來(lái)保證噴射器的出口水溫。隨著進(jìn)汽壓力的變化，噴管的臨界直徑變化較大，選取進(jìn)汽壓力63為工作蒸汽壓力以設(shè)計(jì)噴管的各項(xiàng)幾何參數(shù)。但當(dāng)進(jìn)汽壓力為0.3河3時(shí)，蒸汽通過(guò)該噴管最大流量為579kgh，進(jìn)入混合室的蒸汽流量不足，因此當(dāng)進(jìn)汽壓力小于0.6河3時(shí)，需要設(shè)計(jì)兩個(gè)噴管，以滿足工作蒸汽量的要求。

　　53.3直接混合式熱交換器采用大空間直接混合，或用根直徑較小的管子先將蒸汽導(dǎo)入，再通過(guò)管子上的噴孔將蒸汽噴入混合水中，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單但當(dāng)蒸汽在回水中冷凝時(shí)，噪聲和振動(dòng)都較大。

　　分析比較了管殼式換熱器，汽水噴射泵和直接混合式熱交換器后，最終選擇了3的汽水混合器。

　　1噴孔；2蒸汽噴射筒體；3混合器筒體雖然混合器進(jìn)汽壓力變化范圍較大，但由于在該壓力變化范圍內(nèi)蒸汽焓值變化較小，工作蒸汽量的變化范圍很小。在該變化范圍內(nèi)，出口混合水溫度波動(dòng)范圍不會(huì)超過(guò)所以汽水混合器在整個(gè)工作過(guò)程中，可通過(guò)蒸汽調(diào)節(jié)閥控制進(jìn)汽流量不變，回水流量相應(yīng)不變，這樣方便了操作。噴孔開孔小，混合好，噪聲小，設(shè)計(jì)時(shí)取噴孔直徑5mm.因?yàn)檎羝�在p2壓力時(shí)密度最小，相同質(zhì)量流量時(shí)體積流量大，且此時(shí)噴射壓差小，所以噴孔數(shù)目的設(shè)計(jì)應(yīng)保證在仍壓力時(shí)能夠?qū)⑺�需低壓蒸汽噴入混合水��。噴孔開孔沿蒸汽噴射筒體周向和軸向錯(cuò)列布置，并與軸向成45角度。

　　6結(jié)束語(yǔ)綜上所述，蓄熱式電熱鍋爐及其供汽和供熱系統(tǒng)具有加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)和合理利用電能的功能。

　　該系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠，操作方便，尤其對(duì)電網(wǎng)削峰填谷和降低熱用戶運(yùn)行費(fèi)用起到明顯作用，在開拓電力市場(chǎng)中有著廣闊的前景。