電熱鍋爐

電熱鍋爐

一種熱力設備
電熱鍋爐 electric boiler 電熱鍋爐将電能轉化為熱能,把水加熱至有壓力的熱水或蒸汽(飽和蒸汽)的一種熱力設備。它無需爐膛、煙道和煙囪,也無需儲存燃料的場地,極大地減少了常規嫌煤鍋爐帶來的污染。電熱鍋爐具有無污染,無噪聲,占地面積小,安裝使用方便,全自動,安全可靠,熱效率高達98%以上等特點,是一種綠色環保産品。許多國家在20世紀70年代後期到80年代初期,開始研制開發電熱鍋爐。中國在80年代中期,開始開發電熱鍋爐産品,到了90年代中期,不少企業将電熱鍋爐應用于采暖、中央空調和熱水供應。
    中文名:電熱鍋爐 外文名: 别名: 英文名:electric boiler 分類:生活用品

電熱鍋爐的概念

電熱鍋爐也稱電加熱鍋爐、電鍋爐,電熱鍋爐是以電力為能源,利用電阻發熱或電磁感應發熱,通過鍋爐的換熱部位把熱媒水或有機熱載體(導熱油)加熱到一定參數(溫度、壓力)時,向外輸出具有額定工質的一種熱能機械設備。 國務院修訂頒布的《特種設備安全監察條例》中鍋爐的定義:鍋爐,是指利用各種燃料、電或者其他能源,将所盛裝的液體加熱到一定的參數,并承載一定壓力的密閉設備,其範圍規定為容積大于或者等于30L的承壓蒸汽鍋爐;出口水壓大于或者等于0.1MPa(表壓),且額定功率大于或者等于0.1MW的承壓熱水鍋爐;有機熱載體鍋爐。也就是說,無論使用什麼燃料,其規定範圍都是一樣的,隻是燃料熱源不同。電鍋爐必須同樣遵循《特種設備安全監察條例》的規定。對于容積大于等于30L的蒸汽鍋爐,使用者必須到當地質量技術監督局登記辦理鍋爐使用證,而且每年要接受使用證的年檢。

對于容積小于30L的鍋爐,我們習慣稱之為蒸汽發生器,不需要辦理使用證。對于常壓的熱水鍋爐,無論容積是多大的,都不需要辦理鍋爐使用證。

電熱鍋爐的分類

電熱鍋爐分為兩大類:LDR(WDR)電熱蒸汽鍋爐和CLDZ(CWDZ)電熱熱水鍋爐及KS-D電開水鍋爐。其中電開水鍋爐又分為KS-D電開水鍋爐和XKS-D電蓄熱開水鍋爐。

電熱鍋爐的特點

電開水鍋爐

配置微電腦控制器、陶瓷電熱管,采用電磁閥作為補水裝置配合水位電極、感溫探頭全自動工作,連續大量供應飲用開水,廣泛适用于政府機關、企業、工廠、醫院、學校、賓館 、酒店等企事業單位使用。

電蓄熱開水鍋爐

配置微電腦控制器、陶瓷電熱管,采用電磁閥作為補水裝置配合水位電極、感溫探頭利用夜間(低谷電)時間全自動工作,可以在白天(用電高峰期)大量供應飲用開水,廣泛适用于政府機關、企業、工廠、醫院、學校、賓館 、酒店等企事業單位使用。

電熱蒸汽鍋爐

将水加熱産生蒸汽的 電鍋爐,又名電熱蒸汽發生器。按結構分為立式和卧式兩種鍋爐。 按産生的蒸汽壓力分為低壓、中壓、高壓三種規格鍋 爐。0.4MPa及以下工作壓力的電熱鍋爐稱為低壓電 鍋爐,主要用于生活供熱。0.7~1 MPa的電熱燕汽鍋 爐稱為中壓電鍋爐,可供生活、生産用汽。1.6 MPa以 上的電熱蒸汽鍋爐稱為高壓電鍋爐,現多用于試驗室。 由于承壓指标不同,在使用選型方面要注憊區分。中國生産的定型電熱蒸汽鍋爐的最大出力為Zt/h,最高工 作壓力為1.6 MPa. 電熱熱水鍋爐将水加熱提供熱水的電鍋爐。

電熱熱水鍋爐

在結構上也分立式和卧式兩種。随着鍋爐 功率的增加,電熱熱水鍋爐有雙頭和單頭之分。加熱電功率在360 kw及以下的卧式電熱熱水鍋爐,大多做成單頭,加熱電功率大于360 kw的電熱熱水鍋爐,一 般做成雙頭電鍋爐。熱水溫度小于95℃的電熱熱水鍋 爐,常用于供應開水或洗浴的場所。  

電熱鍋爐的主要部件

電熱鍋爐的主要部件有:加熱管、控制器、水泵等。

 

鍋爐的發展

鍋爐的發展分鍋和爐兩個方面。 

18世紀上半葉,英國煤礦使用的蒸汽機,包括瓦特的初期蒸汽機在内,所用的蒸汽壓力等于大氣壓力。18世紀後半葉改用高于大氣壓力的蒸汽。19世紀,常用的蒸汽壓力提高到0.8兆帕左右。與此相适應,最早的蒸汽鍋爐是一個盛水的大直徑圓筒形立式鍋殼,後來改用卧式鍋殼,在鍋殼下方磚砌爐體中燒火。 

随着鍋爐越做越大,為了增加受熱面積,在鍋殼中加裝火筒,在火筒前端燒火,煙氣從火筒後面出來,通過磚砌的煙道排向煙囪并對鍋殼的外部加熱,稱為火筒鍋爐。開始隻裝一隻火筒,稱為單火筒鍋爐或康尼許鍋爐,後來加到兩個火筒,稱為雙火筒鍋爐或蘭開夏鍋爐.

1830年左右,在掌握了優質鋼管的生産和脹管技術之後出現了火管鍋爐。一些火管裝在鍋殼中,構成鍋爐的主要受熱面,火(煙氣)在管内流過。在鍋殼的存水線以下裝上盡量多的火管,稱為卧式外燃回火管鍋爐。它的金屬耗量較低,但需要很大的砌體。

19世紀中葉,出現了水管鍋爐。鍋爐受熱面是鍋殼外的水管,取代了鍋殼本身和鍋殼内的火筒、火管。鍋爐的受熱面積和蒸汽壓力的增加不再受到鍋殼直徑的限制,有利于提高鍋爐蒸發量和蒸汽壓力。這種鍋爐中的圓筒形鍋殼遂改名為鍋筒,或稱為汽包。初期的水管鍋爐隻用直水管,直水管鍋爐的壓力和容量都受到限制。

二十世紀初期,汽輪機開始發展,它要求配以容量和蒸汽參數較高的鍋爐。直水管鍋爐已不能滿足要求。随着制造工藝和水處理技術的發展,出現了彎水管式鍋爐。開始是采用多鍋筒式。随着水冷壁、過熱器和省煤器的應用,以及鍋筒内部汽、水分離元件的改進,鍋筒數目逐漸減少,既節約了金屬,又有利于提高鍋爐的壓力、溫度、容量和效率。

以前的火筒鍋爐、火管鍋爐和水管鍋爐都屬于自然循環鍋爐,水汽在上升、下降管路中因受熱情況不同,造成密度差而産生自然流動。在發展自然循環鍋爐的同時,從30年代開始應用直流鍋爐,40年代開始應用輔助循環鍋爐。

輔助循環鍋爐又稱強制循環鍋爐,它是在自然循環鍋爐的基礎上發展起來的。在下降管系統内加裝循環泵,以加強蒸發受熱面的水循環。直流鍋爐中沒有鍋筒,給水由給水泵送入省煤器,經水冷壁和過熱器等蒸發受熱面,變成過熱蒸汽送往汽輪機,各部分流動阻力全由給水泵來克服。

第二次世界大戰以後,這兩種型式的鍋爐得到較快發展,因為當時發電機組要求高溫高壓和大容量。發展這兩種鍋爐的目的是縮小或不用鍋筒,可以采用小直徑管子作受熱面,可以比較自由地布置受熱面。随着自動控制和水處理技術的進步,它們漸趨成熟。在超臨界壓力時,直流鍋爐是唯一可以采用的一種鍋爐,70年代最大的單台容量是27兆帕壓力配1300兆瓦發電機組。後來又發展了由輔助循環鍋爐和直流鍋爐複合而成的複合循環鍋爐。

燃料種類的影響

在鍋爐的發展過程中,燃料種類對爐膛和燃燒設備有很大的影響。因此,不但要求發展各種爐型來适應不同燃料的燃燒特點,而且還要提高燃燒效率以節約能源。此外,爐膛和燃燒設備的技術改進還要求盡量減少鍋爐排煙中的污染物(硫氧化物和氮氧化物)

優質煤和木柴

早年的鍋殼鍋爐采用固定爐排,多燃用優質煤和木柴,加煤和除渣均用手工操作。直水管鍋爐出現後開始采用機械化爐排,其中鍊條爐排得到了廣泛的應用。爐排下送風從不分段的“統倉風”發展成分段送風。

早期爐膛低矮,燃燒效率低。後來人們認識到爐膛容積和結構在燃燒中的作用,将爐膛造高,并采用爐拱和二次風,從而提高了燃燒效率。

煤粉和油

發電機組功率超過6兆瓦時,以上這些層燃爐的爐排尺寸太大,結構複雜,不易布置,所以20年代開始使用室燃爐,室燃爐燃燒煤粉和油。煤由磨煤機磨成煤粉後用燃燒器噴入爐膛燃燒,發電機組的容量遂不再受燃燒設備的限制。自第二次世界大戰初起,電站鍋爐幾乎全部采用室燃爐。

早年制造的煤粉爐采用了U形火焰。燃燒器噴出的煤粉氣流在爐膛中先下降,再轉彎上升。後來又出現了前牆布置的旋流式燃燒器,火焰在爐膛中形成L形火炬。随着鍋爐容量增大,旋流式燃燒器的數目也開始增加,可以布置在兩側牆,也可以布置在前後牆。1930年左右出現了布置在爐膛四角且大多成切圓燃燒方式的直流燃燒器。

石油

第二次世界大戰後,石油價廉,許多國家開始廣泛采用燃油鍋爐。燃油鍋爐的自動化程度容易提高。70年代石油提價後,許多國家又重新轉向利用煤炭資源。這時電站鍋爐的容量也越來越大,要求燃燒設備不僅能燃燒完全,着火穩定,運行可靠,低負荷性能好,還必須減少排煙中的污染物質。

新技術

在燃煤(特别是燃褐煤)的電站鍋爐中采用分級燃燒或低溫燃燒技術,即延遲煤粉與空氣的混合或在空氣中摻煙氣以減慢燃燒,或把燃燒器分散開來抑制爐溫,不但可抑制氮氧化物生成,還能減少結渣。沸騰燃燒方式屬于一種低溫燃燒,除可燃用灰分十分高的固體燃料外,還可在沸騰床中摻入石灰石用以脫硫。

選擇技巧

(1) 合理選擇電采暖爐的功率:

電采暖爐功率的選擇一定要按照采暖房間的熱負荷來計算。不同的房屋結構、房間高度、采光面積、房間位置,其熱負荷是不同的。我們建議,節能建築可以取 13 - 15m2 /KW ; 普通樓房可以取 10 - 11 m2 /KW ;别墅、平房可以取 8 - 9 m2 /KW ;密封條件不好、房間高度大于 2.7 米或經常有人出入的房屋要适當減小電采暖爐每千瓦的取暖面積,很多用戶都認為電采暖爐的功率越小采暖費用就越低,而實際上卻恰恰相反,大一點設計電采暖爐的功率并不是增加采暖期的運行費用,而是節約了采暖期的運行費用。經常有用戶使用的電采暖爐的功率達不到房間熱負荷的要求,不僅造成電采暖爐不停機或很少停機,而且達不到理想的取暖溫度。

(2) 合理調整電采暖爐的供回水溫差:

當前的電鍋爐(電采暖爐)熱水采暖系統可分為三種主要形式,其供回水溫差如下:在低溫熱水散熱器采暖系統中,理想的電鍋爐(電采暖爐)供回水溫差宜采用 20 - 25 ℃;在低溫熱水地闆輻射采暖系統中,理想的電鍋爐(電采暖爐)供回水溫差宜采用 5 - 10 ℃;在風機盤管采暖系統中,理想的電鍋爐(電采暖爐)供回水溫差宜采用 4 - 5 ℃。适當的調節供回水的溫差,可以提高傳熱系數,使效率變高,能夠大幅度降低整個采暖期的運行費用。

(3) 合理設置電采暖爐的上限溫度:

電采暖爐工作原理是間歇工作,即當供水溫度小于上限溫度時電采暖爐處于加熱狀态,當供水溫度到達上限溫度時電采暖爐處于停機保溫狀态。在采暖期最冷的幾天,電采暖爐提供的熱值剛好滿足或小于房間需求的熱負荷,過高的設置電采暖爐的上限溫度值,會造成電采暖爐實際的供水溫度很難達到上限溫度,這樣電采暖爐就會處于 24 小時加熱狀态。

(4) 合理設置夜晚的控制溫度:

電采暖爐能夠設置三個工作時段,在夜晚入睡時,我們并不需要很高的采暖溫度,可以将采暖溫度适當的調低,這樣可以節省采暖期的運行費用,使用散熱器恒溫閥 ,通過調節散熱器的恒溫閥可以自由調節房間的溫度,我們可以把副卧室、儲存室等不經常出入房間散熱器恒溫閥的溫度調低,這樣也可以節省采暖期的運行費用。

電熱鍋爐爆管原因

一、加熱管使用過程中,電壓不穩定,如電壓增高同時電流會增大導緻加熱管擊穿。

二、加熱管使用過程中脫水也會造成加熱管擊穿;

三、溫度控制系統失靈,也會造成加熱管擊穿;

四、加熱管表面結垢,達到一定的承受,散熱不好,也會造成加熱管擊穿;

以下是正常使用的電壓功率國家标準:

1、電加熱管、電加熱器嚴格按照JB/T2379-93 标準設計。

2、額定電壓±5%公差,極限電壓+10%;超過極限電壓運行會大大降低加熱管使用壽命甚至擊穿電加熱管;

3、額定功率+5%~-10%.,所以用戶應将供電電壓控制在400V以内,以提高加熱管壽命,防止擊穿。

為減少或避免電熱鍋爐爆管的事故,用戶可定期對電熱鍋爐進行日常的檢查和維護,做到早發現早“治療”,進而減少此類事故的發生。

應用領域

電熱蒸汽鍋爐廣泛應用于工業生産及企事業單位以滿足生産、生活所需蒸汽。

電熱熱水鍋爐廣泛應用于化工、煉油廠輔助熱源及高級賓館飯店、寫字樓、學校、科研樓、醫院門診病房等建築的采暖、空調、熱水供應及生活熱水。

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