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固体蓄热式电锅炉技术原理深度解析

更新时间:2024-05-11      点击次数:22

随着清洁能源政策的推进,谷电储热采暖成为备受市场热宠的清洁能源供热形式,固体蓄热式电锅炉更是谷电储热领域的热门产品,普遍应用于大面积采暖改造、电厂深度调峰和工业生产用热等领域。


固体蓄热式电锅炉原理

固体蓄热式电锅炉,是将低价电时间段的电能以及无法被电网消纳的风电、光伏电力转化为热能存储于固态储热材料中,在需要提供热量时,通过适宜的取热手段进行热量释放。整个过程为全自动运行,无需人员值守。

其工艺流程为:电加热(谷电/风电/光电均可)→固体介质储热→取热→热交换→供热末端。固体储热利用了固态介质熔点高、密度大、导热快等的特点。

目前市场上已经出现的固体储热介质包括95#镁砖、92#镁砖、镁铁砖、红砖、高铝砖和石墨、相变蓄热砖等为主。虽然固体储热以性能稳定著称,但并不是所有的固态储热介质都能达到设计标准,有些储热介质被诟病较多,甚至使有些用户到了谈之色变的程度。经过多年的行业发展,95#镁砖和92#镁砖以储热密度大、导热系数和导电系数均适宜、状态稳定性佳等优点占据了较大的份e,市场口碑更好,应用也更稳定。我们金喆新能源自有的异形定制储热砖更是敢承诺终身质保,20年不粉不碎。


固体蓄热式电锅炉特点

优点

固体蓄热式电锅炉的优点是:储热温度高、占用空间小、蓄放热效率快、智能控制、控制工艺简单安全、储热性能稳定、无腐蚀无污染、设备运行安全系数高、可应用范围广、结构简单以及维护可操作性强等。


缺点

固体蓄热式电锅炉的缺点是:储热体笨重,对安装空间的承重有要求;设备造价高;高低温放热稳定性差,考验厂家对热量的控制能力;加热丝更换难度大等。


固体蓄热式电锅炉结构设计

根据上文原理介绍可推测,一台完整的固体蓄热式电锅炉应包含储热模块和放热模块(也可称热交换模块)。目前行业内有两种锅炉结构设计:

第一种结构设计,是将储热模块和放热模块集成为一体机,采用上蓄热体+下换热器的上下结构,这也是我们金喆新能源的锅炉结构,这种结构安全系数更高,在停机时换热器不会出汽化的可能性,换热器出现漏水事故时也便于发现,泄露的水也不会进入蓄热体。

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第二种结构设计,是储热模块和放热模块独立放置,即蓄热体落地+换热器侧放的方式,这种结构设计相较于一体化设计而言有些缺点——换热器漏水时容易进入蓄热体,引发电路危险。侧置换热器,蓄热体内部换热时,一侧温度高、一侧温度低,会造成开始升温时蓄热体内部温度不均匀,出现蓄热量不够的情况。


固体蓄热式电锅炉的其他主要构成

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除了固态储热介质这一核心要素以外,固体蓄热式电锅炉还包括几个关键部分:

电气部分:包含高低压配电柜、智能电控柜、高压启动柜等。

电加热组件:主要为电热丝,以铁铬铝、镍铬合金为主。

保温层:主要包含内胆、防火层、保温层、密封层及外壳。

风机:采用高温离心风机,常见的有皮带传动式离心风机和直联离心风机两种。

换热器:包括空气-热水(热水机组用)、空气-空气(热风机组用)、空气-蒸汽(蒸汽机组用)、空气-导热油(导热油机组用)等类型;根据结构,换热器又分为管壳式、高效翅片管式和高频焊螺旋翅片式等。


影响固体蓄热式电锅炉性能的因素

1.所用储热介质的总质量与储热设备的总储热量成正比;储热介质的拼摆也会影响储热、放热性能,以及锅炉系统使用寿命。

2.高温风机的风量与储热设备的有效储热温差成反比,与放热速度成正比,与循环风阻成反比。

3.换热器的性能和大小决定了最大放热能力;

4.加热丝(或带、或管)的电阻值决定了储热设备的最大加热能力,性能会影响设备运行稳定性。

5.保温层的厚度与保温效率成正比,与热损失成反比,设计不当会影响锅炉整机保温性能和热效率。

6.高温风机、换热器、加热丝均为易损件。


固体蓄热式电锅炉的应用

固体蓄热式电锅炉是一种清洁能源供热技术,也可称为固体蓄热式电锅炉、固体蓄热式电锅炉等,可直接替代传统的燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉等热源形式。

固体储热技术的热输出能力,与储热介质的最高蓄热温度有直接关系。例如,如果采用额定蓄热温度750℃的储热砖,那么,输出250℃以下的热量一般都没有问题。但如果额定蓄热温度只有两三百摄氏度,那可能只能输出100℃以下的热。

截至目前,固体蓄热式电锅炉在清洁能源供暖领域已有十余年的推广应用,整个行业都在快速蓬勃发展中。毫无疑问,热水机组是该领域的主角。我们金喆新能源的热水机组常规情况下热水输出温度≤85℃,承压状态下热水输出≤130℃。

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受能源政策及价格影响,工业用固体电储热技术是近两三年才开始被推向市场,整个领域仍处于起步阶段。目前,真正有能力做出固体电储热蒸汽机组的厂家很少,导热油加热至≤250℃,是少有的可10KV高电压直入的大功率电加热机组,在大功率电能替代领域有明显优势。

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