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研究 | 蓄热电锅炉的供热系统及其技术经济应用

CHPLAZA清洁供热平台 2020-07-19 10:51:22


蓄热电锅炉使用电作为热源,是一种具有清洁环保功能的能源,通过采用蓄热电锅炉进行采暖,能够在用电低谷时期进行电锅炉加热,并进行保温,在用电高峰时期不用电,这样既降低了电锅炉运行的费用,又可以对电网的供电起到一定的削峰填谷作用。

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蓄热电锅炉概述


▷1.1 蓄热电锅炉概念


蓄热电锅炉主要就是以电热锅炉为基础,通过加装蓄热水箱或者是蒸汽蓄热器,从而构成具有热能交换以及存储的一个系统,之后经过强制循环或者是自然循环来把电锅炉内部的水循环到蓄热水箱中,使其转换为热水,并且完成热能存储。


蓄热电锅炉中的蓄热技术在一定程度上能够保证资源得到合理的运用,通过对控制技术的利用能够让其依照系统所需要的热量来提供给用户,不会存在任何浪费的现象。


蓄热电锅炉具有多方面的优点,其中最为显著的一点便是电锅炉自身的功率调节及其灵活便捷,与燃气锅炉房相比在能量利用方面具有非常大的优势。


当前,我国北方大部分城市在冬季进行采暖的过程中都存在不同程度供热过剩现象,而通过利用蓄热电锅炉技术,系统能够结合负载预测来对设置不同的供水温度,通过设置时间以及温度系统来进行自我调节。


▷1.2 蓄热电锅炉特点


①蓄热电锅炉在构造简单,占地面积小,不仅可以节约基础建设投资,还可以节省安装的费用;


②具有非常高的自动化功能,在进行启停调节的时候会比较的方便,运行的过程也是非常安全以及可靠的;


③具备较高的热效率;


④采用蓄热电锅炉不仅不会对环境造成污染,还具有保护环境的作用,不仅如此,无烟尘,无噪音;


⑤具有非常广的适用范围,在任何环境以及条件中都可以达到其要求。

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蓄热电锅炉技术与供热系统分析


蓄热电锅炉供热系统组成部分:①电锅炉。电锅炉是一种把电能转化为热能的设备,它的核心部件是电热管,有陶瓷电热体、碳钢电热体、不锈钢电热体等。倘若对电热管的质量有要求的话可以采用稀有合金材料作为外套,并且进行钝化处理,以此避免腐蚀以及结垢,延长电热管的使用期限;


②蓄热水池。蓄热水池主要用来存储热量,规模较小的蓄热工程基本上都会选用蓄热水池,蓄热水池结构简单、安装容易,易维护、造价低以及保温效果好。而比较大型的蓄热工程会结合实际的情况,选用混凝土蓄热水池,这种水池在蓄水量方面具有非常大的优势;


③热交换设备。系统的热交换可分为一次循环系统与二次循环系统两部分。热交换设备可以把需要蓄热的水在系统不运作的情况下进行蓄热,或者是供热与蓄热一起进行。蓄热不会受到供热系统的影响,缩减了软水处理的成本。、


通过热交换设备进行的热量传递不仅对电锅炉起到一定的保护作用,还可以使一个热源进行多种使用。除此之外,热交换设备占地面积小、热损失小,所以成为蓄热电锅炉系统中最合适的换热设备;


④循环水泵。循环水泵主要分为一次热水泵与二次热水泵。一定要对水泵的运行温度加以重视,选用专门的热水泵;


⑤阀门。在蓄热电锅炉系统中对阀门的需求量比较高,阀门不仅能够发挥关断以及调节功能,对于系统功能的转换也会一定的作用,甚至个别部位需要使用电动阀门。只有这样才可以保证蓄热电锅炉供热系统的正常运行;


⑥自动控制。蓄热电锅炉之所以能够将电转化为热能,主要是配有较高自动化的控制柜,这就会使在电加热的过程中,实现无人操作运转,不仅如此,在节省电能以及能源方面都比其他的锅炉更加突出。


蓄热电锅炉供热系统中经常用到的自动控制有:定时开机停机、运行参数设定、超温、低水位等故障的报警与保护以及按照设定的程序自动运行等,保证用户使用的安全性;


⑦供配电。因为蓄热电锅炉没有燃料系统,所以一定要具备较强的电力,这也是采用蓄热点锅里的重要前提。


因此,蓄热电锅炉必须要配置较大功率的供配电系统。

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蓄热电锅炉同燃气锅炉对比分析


目前,蓄热电锅炉供热系统由于其显著的特性得到了广泛的应用,蓄热技术能够减少运行成本,还可以享受低谷电价政策。以下对蓄热电锅炉与燃气锅炉在热效率与经济效益方面进行对比分析。


▷3.1 初期投资


选择额定功率在0.7MW 的蓄热电锅炉与燃气锅炉展开对比,在初期投资阶段的蓄热电锅炉的造价在20万元左右,主要包含锅炉、锅炉房以及蓄能设施等的设备费用与安装费等;燃气锅炉在初期投资阶段的造价在30万元左右,主要包含锅炉、锅炉房等设备费用以及燃气管网集资费、安装费用等。通过对比发现燃气锅炉在初期投资阶段要比蓄热电锅炉初期投资略高。


▷3.2 运行费用


以新疆哈密市为例,来进行运行费用的对比。当前低谷时的电价为0.35 元/kW.h,低谷时间段为晚上22点到第二天早上的6 点,居民采暖燃气价格为2.00 元/Nm3,工业燃气价格为3.40 元/Nm3。蓄热电热锅炉与燃气锅炉运行费用情况如表1 所示。



通过以上对比得出,从运行费用方面来看的话,蓄热电锅炉的热效率明显要高于燃气锅炉,但是,蓄热电锅炉的总体运行费用要高于燃气锅炉。


▷3.3 运行及其他方面


蓄热电锅炉在环保方面具有零污染、无噪音优势;电压方面也非常的稳定;维修的时间只要3 ~ 5 年更换一次加热管即可;拥有非常高的自动化程度,运行过程安全可靠。


不仅如此,在遇到温度高、短路以及断水等的情况下可以开启自我保护,真正的实现机电一体化以及无人值守;蓄热电锅炉的体积比较小,结构简单紧凑、占地面积小;热效率可以达到95% 以上。


燃气锅炉在环保方面虽然已经属于清洁能源,但还是会有噪音和烟气,会对环境造成一定的影响;燃气锅炉的气压具有不稳定性;维修时间要定期的对设备部件进行更换;天然气属于可燃性爆炸性气体,燃气锅炉在使用的过程中会存在天然气泄露问题,所以,需要专业看护;燃气锅炉的自身面积与电锅炉相比较占地面积较大;热效率在80% ~ 90%,如表2所示。



通过以上对比得出,尽管蓄热电锅炉在运行费用方面比燃气锅炉要高,但是在安全性以及环保性方面具有独到的优势。


总而言之,蓄热电锅炉不仅具有一定的经济效益,还带有相应的社会效益,通过对蓄热电锅炉供热系统的运用,在环境保护方面以及消防方面都具有促进作用,尤其是一些对环境要求较高的城市更是可以把燃气锅炉替换为蓄热电锅炉来进行采暖。


注:作者系中国市政工程西北设计研究院有限公司唐杉,易骏。