電極式電鍋爐蓄熱系統(tǒng)簡(jiǎn)介

1、電極式電鍋爐蓄熱系統(tǒng)工作電壓：一般米用中壓電壓（3 6 kV）；大功率鍋爐電壓（可達(dá)13. 5 kV）；控制電壓380/220V o保護(hù)措施：1）、過流保護(hù)；產(chǎn)品簡(jiǎn)介、2）、缺相保護(hù);3）、短路保護(hù);4）、三相不平衡保護(hù)。加熱原理：一般采用電廠除鹽水，加入一定電解質(zhì)，使?fàn)t水具有一定電阻。利用 水的高熱 阻特性，直接將電能轉(zhuǎn)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(jí)。結(jié)構(gòu)形式：名稱浸沒式電極鍋爐噴射式電極鍋爐連接咼壓電源電極直接浸 沒爐水直接噴射到電極進(jìn)行加在鍋爐爐水中進(jìn)行加熱。爐熱，不直接浸沒在爐水 中。結(jié)構(gòu)形式水與鍋爐外壁米用絕緣隔離電極與鍋爐金屬筒體“相對(duì)萬式

2、，避免鍋爐金屬筒體帶隔離”，金屬筒體不需要絕電緣循環(huán)水量主要是補(bǔ)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(dá)到1000m3/h以上爐水導(dǎo)電率100 M s/cm 左右1700 P s/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(duì)進(jìn)線電源沒有特殊要求進(jìn)線為三相四線中心點(diǎn)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I韋I是1%-100%.在10%-100%的范I韋I內(nèi)可以做到無級(jí)調(diào)節(jié)。 優(yōu)占：八、鍋爐利用水的電阻性直接加熱，電能 100%轉(zhuǎn)化成熱量，基本無熱損失。當(dāng)鍋爐缺水時(shí)，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，

3、啟動(dòng)速度快，從冷態(tài)啟動(dòng)到滿負(fù)荷只需要兒十分鐘，從熱態(tài)到滿負(fù)荷只需1分鐘。在節(jié)能領(lǐng)域，電極熱水鍋爐結(jié)合大型蓄能設(shè)備，在低谷電價(jià)時(shí)間段把蓄能裝置內(nèi)熱水加溫，在高電價(jià)時(shí)使用，能夠起到平衡電網(wǎng)負(fù)荷的作用。圖一：電極式電鍋爐蓄熱系統(tǒng)示意圖二、國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品水平綜述電極鍋爐的應(yīng)用在國(guó)外由來已久，世界上第一臺(tái)電極鍋爐于1905年誕生于歐 洲。國(guó)內(nèi)針對(duì)電極鍋爐的研究始于20世紀(jì)80年代，主要是電熱水鍋爐技術(shù)，通 常使用的是380V動(dòng)力電，常壓水箱作為蓄熱體，此設(shè)備占地面積大、系統(tǒng)熱效率低。 20世紀(jì) 80年代，承壓蓄熱一體化鍋爐能有效減小設(shè)備占地面積， 缺點(diǎn)是承壓 蓄熱電鍋爐技術(shù)的單臺(tái)設(shè)備不能適用于高于100

4、 m3的蓄熱體積。20世紀(jì)90年代,噴射式電極鍋爐通過美國(guó)西屋公司進(jìn)入中國(guó)，開始了長(zhǎng)達(dá)十余年的價(jià)格壟斷階段目前，國(guó)內(nèi)的少數(shù)企業(yè)通過吸收歐洲技術(shù)并經(jīng)過改造升級(jí)，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(tái)電極鍋爐在歐洲出現(xiàn)，電壓等級(jí)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(tái)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(shè)進(jìn)入高峰期，電極蒸汽鍋爐由于清潔環(huán)

5、保，安全度咼，被核電行業(yè)普遍接受1990年代噴射式電極鍋爐通過美國(guó)西屋公司的核電技術(shù)帶進(jìn)中國(guó)，開始了在中國(guó)長(zhǎng)達(dá)十余年的價(jià)格和技術(shù)壟斷1995 年瑞士 Leibstadt核電站使用的噴射式電極鍋爐出現(xiàn)氫氣泄露事故，出于安全考慮，歐洲市場(chǎng)從此只接受浸沒式電極鍋爐2009 年世界能源危機(jī)和金融危機(jī)凸現(xiàn)，中國(guó)可再生能源事業(yè)加速發(fā)展，電極鍋爐迎來了重大發(fā)展機(jī)遇，ZETA品牌登陸中國(guó)2012 年國(guó)內(nèi)首個(gè)釆用電極式鍋爐的火電靈活性（孤網(wǎng)平衡）項(xiàng)目在山 東日照鋼鋼鐵廠完成，對(duì)電網(wǎng)的平衡實(shí)現(xiàn)了毫秒級(jí)的響應(yīng)。項(xiàng)目中使用了 4臺(tái)40MW的電極式鍋爐產(chǎn)品，是目前為目國(guó)內(nèi)最大的電極式 鍋爐應(yīng)用項(xiàng)目。2016 年中國(guó)市場(chǎng)

6、ZETA電極鍋爐使用量超50臺(tái)，分別應(yīng)用于風(fēng)電消納與區(qū)域供熱、核電設(shè)備啟動(dòng)、電網(wǎng)平衡等領(lǐng)域，同時(shí)，ZETA鍋爐技術(shù)升級(jí)到第7代新疆烏魯木齊咼鐵項(xiàng)目完成，進(jìn)入運(yùn)行，成為目前為止全國(guó)最大規(guī)模的風(fēng)電消納供熱項(xiàng)目。項(xiàng)目中使用了 6臺(tái)8MW的電極式鍋爐，總?cè)萘?277立方米的蓄熱水罐。該工程的供熱面積為 43萬平方米。三、經(jīng)濟(jì)效益比較3.1投資內(nèi)容?可研評(píng)估費(fèi)，設(shè)計(jì)費(fèi)?設(shè)備采購費(fèi)，安裝費(fèi)? 土建施工費(fèi)?配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝費(fèi)?壓力容器監(jiān)檢費(fèi)（常壓系統(tǒng)不需要）3. 2投資概算? 4-10 MW電極鍋爐系統(tǒng)，每IkW造價(jià)550八1000元之間? 12-40 MW電極鍋爐系統(tǒng)，每IkW裝機(jī)造價(jià)350、500元之間

7、? 45-70 MW電極鍋爐系統(tǒng)，每IkW裝機(jī)造價(jià)300350元之間3. 3設(shè)備價(jià)格?相關(guān)配套設(shè)備：熱交換器，水泵，控制，水處理，加藥，管路，設(shè)計(jì)和安裝? 電費(fèi)：主要費(fèi)用? 水費(fèi)：一般忽略不計(jì)? 運(yùn)維人員工資：可按 2 個(gè)人員考慮（ 4 套設(shè)備時(shí)）? 維護(hù)保養(yǎng)（備品備件、檢修工具等）：每年小于設(shè)備投資的 1%? 設(shè)備定期檢修、臨時(shí)檢修費(fèi)、中長(zhǎng)期大修費(fèi)：平均每年小于設(shè)備投資的 2%3. 4 費(fèi)用比較將 1 噸水變成 1 噸蒸汽所消耗的熱量約： 700kWh如果電價(jià)為：電價(jià)0.25元/kWh,仃5元/k噸（電極爐）當(dāng)前蒸汽的價(jià)格：110230元/k噸（煤鍋爐）四、市場(chǎng)前景分析在民用領(lǐng)域，電極鍋爐及

8、系統(tǒng)主要應(yīng)用于城市供熱。目前我國(guó)約有城市 700 座，到 2020年左右將達(dá)到 1 500座，中國(guó)人口將達(dá)到 1 5- 1 6億。一半人口居住在 城市，城市采暖 面積將不斷增加，供熱普及率也不斷提高。目前我國(guó)城市的能源 使用仍然以燃煤、燃油為 主，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，相比較之下，電能作為清潔 能源，具有明顯優(yōu)勢(shì)。而電極鍋爐 利用谷期電能集中供暖的新模式與國(guó)家節(jié)能降 耗的大方針一致，保守估計(jì)該領(lǐng)域擁有千億 級(jí)別的市場(chǎng)有待企業(yè)挖掘。在工業(yè)領(lǐng)域，電極鍋爐廣泛應(yīng)用于火電企業(yè)啟動(dòng)鍋爐、風(fēng)電及太陽能企業(yè)調(diào) 峰鍋爐， 并為造紙、化工、汽車、造船、食品等企業(yè)提供生產(chǎn)用的高品質(zhì)蒸汽及 高溫?zé)崴?。以發(fā)電企業(yè)為例

9、,2010 年五大發(fā)電公司旗下有超過 500余家發(fā)電公司， 此外各地?zé)犭娖髽I(yè)、自備電 廠、地方所屬電廠的數(shù)量有上萬家，該領(lǐng)域?qū)?dòng)鍋 爐有一定的需求。隨著風(fēng)電及太陽能 行業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)調(diào)峰鍋爐及技術(shù)的需求 也將趨于旺盛。目前，我國(guó)提供電極鍋爐及基于電極鍋爐的專業(yè)技術(shù)服務(wù)的企業(yè)數(shù)量在不斷 增加， 代理國(guó)外的品牌也在逐漸豐富，但該市場(chǎng)還未形成龍頭性的企業(yè)。因此， 該領(lǐng)域?yàn)橹行∑?業(yè)提供了充分競(jìng)爭(zhēng)及快速發(fā)展的機(jī)會(huì)，未來市場(chǎng)前景廣闊。五、產(chǎn)品應(yīng)用場(chǎng)景? 綜合能源區(qū)域供熱；? 電網(wǎng)平衡；? 核電啟動(dòng)；? 風(fēng)電消納；? 煤改電；? 火電靈活性改造；? 電能替代；? 削峰填谷的作用六、建議1. 當(dāng)前對(duì)電極

10、式電鍋爐產(chǎn)品認(rèn)識(shí)不夠充分，建議做專項(xiàng)研究，依托專業(yè)的電 鍋爐廠家進(jìn)行項(xiàng)目合作，配套許繼的保護(hù)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(wù)的保護(hù)控制成套系統(tǒng)，并考慮自主進(jìn)行電極式電鍋 爐的開發(fā)；2. 根據(jù)目前市場(chǎng)情況，電極式電鍋爐可以作為綜合能源服務(wù)的核心產(chǎn)品之一 , 進(jìn)行重點(diǎn)推廣。此外，國(guó)家暫無電極式電鍋爐相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，許繼引導(dǎo)電科院推進(jìn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)制定。3?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(duì)比序號(hào)對(duì)比項(xiàng)普通電阻鍋爐電極鍋爐安全性1.1制造資質(zhì)許可國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局頒證許可國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局頒證許可1.2設(shè)計(jì)審核

11、省級(jí)質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局審核批復(fù)省級(jí)質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局審核批復(fù)1. 3材料審核市級(jí)以上鍋爐檢驗(yàn)院駐廠監(jiān)檢市級(jí)以上鍋爐檢驗(yàn)院駐廠監(jiān)檢1.4制造監(jiān)檢市級(jí)以上鍋爐檢驗(yàn)院駐廠監(jiān)檢市級(jí)以上鍋爐檢驗(yàn)院駐廠監(jiān)檢1.5安裝監(jiān)檢使用地鍋爐檢驗(yàn)所報(bào)備監(jiān)檢使用地鍋爐檢驗(yàn)所報(bào)備監(jiān)檢1.6安全運(yùn)行許可使用地鍋爐檢驗(yàn)所驗(yàn)收后頒發(fā)使用地鍋爐檢驗(yàn)所驗(yàn)收后頒發(fā)1. 7電壓等級(jí)及要求0. 4KV,普通配電要求， 常規(guī)供電，不需要專業(yè) 的運(yùn)行人員10KV,高壓供電，供電及運(yùn)行安全要求高，運(yùn)行人員專業(yè)要求高二.可靠可靠性2. 1產(chǎn)品類型工廠生產(chǎn)，標(biāo)準(zhǔn)化工業(yè)產(chǎn)品，市場(chǎng)使用廣泛。工廠試驗(yàn)生產(chǎn)、主要技 術(shù)來源于進(jìn)口，民用市 場(chǎng)處于試點(diǎn)運(yùn)行階段。匚廠

12、檢驗(yàn)，標(biāo)準(zhǔn)化出廠目前還沒有專用的國(guó)家檢驗(yàn)手段檢驗(yàn)，國(guó)家有詳細(xì)的執(zhí)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，主要以國(guó)外2.2行標(biāo)準(zhǔn)或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。電熱鍋爐、蓄熱模塊均電極鍋爐設(shè)備屬于新型設(shè)備通用性為標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，按系統(tǒng)組產(chǎn)品，主要元器件均為2.3合使用，可靈活組配特殊專用產(chǎn)品釆用普通軟化水運(yùn)行即釆用經(jīng)過處理的電導(dǎo)水2.4介質(zhì)要求可運(yùn)行2.5設(shè)備最低使用壽命20年15年加熱性能3. 1加熱原件電阻電熱管，屬于成熟產(chǎn)品，國(guó)家有相應(yīng)的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)電極棒或電極板，目前無相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)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(duì)介質(zhì)通過電極及水的電導(dǎo)進(jìn)行加熱，根據(jù)水的流量進(jìn)行加熱，每根或每組

13、的加熱功率固定或水位控制加熱功率完全浸沒在水中，根據(jù)完全浸沒在水中，根據(jù)工作溫度壓力可在200C以內(nèi)運(yùn)壓力可在200C以內(nèi)運(yùn)3.4行行電加熱兀件通過絕緣材電加熱原件直接與加熱介絕緣方式料與加熱介質(zhì)隔離，并質(zhì)接觸，通過爐體及電極3.5且電氣上設(shè)有相應(yīng)保護(hù)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(shè)備需要高低壓配電設(shè)備及變壓器只需要高壓配電設(shè)備4. 3控制設(shè)備自動(dòng)控制柜，常規(guī)配電元器件自動(dòng)控制柜，與咼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(jiǎn)單醫(yī)學(xué)，普通人員即可 執(zhí)行需要專業(yè)或經(jīng)過嚴(yán)格培訓(xùn)的操作人員五、設(shè)備占地要求（不含蓄熱系統(tǒng)）5

14、. 1單臺(tái)功率使用范圍可在10-10000 kW任意配置，適合在2-10 MW可在 3000-50000kw 配置，較適合于大于10mw的設(shè)備上使用的設(shè)備上使用5.26 MW鍋爐占地30 m230 m25. 36 MW控制設(shè)備占地6 m22 m25.46 MW高壓設(shè)備占地10 ma8 m25.56 MW低壓設(shè)備占地150 m2無5.6系統(tǒng)控制設(shè)備4 m24 m25. 7合計(jì)200 m244 m2、八、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(bǔ)水泵一次及供熱補(bǔ)水泵一次、二次及供熱補(bǔ)水泵6. 3換熱設(shè)備一次換熱需要兩次換熱6.4儲(chǔ)熱設(shè)

15、備相同相同七、投資（參考價(jià)格）7. 16 MW設(shè)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150萬元無八、運(yùn)行費(fèi)用8. 1設(shè)備熱效率98%99%8.2系統(tǒng)效率93%88%需要二次換熱運(yùn)行人員資質(zhì)要普通司爐人員及電工即需要專業(yè)的高電壓持證8.2求可人員九、維護(hù)與折舊9. 1后期維護(hù)費(fèi)用比例139.2元器件通用性較通用專用性很強(qiáng)，兒乎不通用9. 3檢驗(yàn)國(guó)家強(qiáng)制定期檢驗(yàn)?zāi)壳皣?guó)際無檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，需按普通鍋爐進(jìn)行9.4維護(hù)條件普通低壓電氣配置，并有低壓變壓器隔離，維護(hù)條件簡(jiǎn)單高壓電氣，維護(hù)條件復(fù)雜，高壓維護(hù)人員資質(zhì)及費(fèi)用相對(duì)較咼十、結(jié)論10. 1從可靠性及安全性上，常規(guī)電阻鍋爐由于屬于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，并且使壓供電，安全性要求高壓電極鍋爐。用低10. 2從加熱性能上，兩種鍋爐加熱原理不同，各有優(yōu)缺點(diǎn)。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 10唄以下時(shí)，占地面積基本相當(dāng)，但當(dāng)設(shè)備增大時(shí)，電極鍋爐的占地就有一定的優(yōu)勢(shì)了。10.5從整個(gè)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(shè)備，占地面積