電極鍋爐是利用水的高熱阻特性,直接將電能轉換為熱能并產生蒸汽的一種裝置。
一、加熱電壓要求
加熱電壓采用中壓電,電壓 10 kV。相同的鍋爐,加熱電壓不一樣,其功率也是不一樣的。因加熱功率與電壓的平方成正比關系。所以對于大功率的電極鍋爐來說,希望其加熱電壓越高越好,否則其尺寸會非常大。大功率鍋爐一般要求其加熱電壓為10kV。
其它動力控制電壓采用380/220V。
因此電極式鍋爐需要兩路電源,一路中壓電源,一路低壓電源。
二、中壓電源的保護
由于中壓電源直接來自高壓線路,因此必須配備相應的保護措施,設置一中壓柜,相應的保護信號傳輸給控制柜。
保護主要有以下幾方面:
1、過流保護
2、缺相保護
3、短路保護
4、三相不平衡保護
等等
三、加熱原理
電極鍋爐一般采用電廠的除鹽水,除鹽水的導電率(25℃)一般為<0.3ps/cm,該水屬于不導電。因此鍋爐內必須加入一定的電解質,使爐水具有一定的電阻,才能使其導電。當然爐水的導電率不是越高越好,否則容易造成擊穿等事故。
電極式鍋爐就是利用含電解質水的導電特性,通電后被加熱產生熱水或蒸汽。
根據水流與電極的接觸方式不同,電極鍋爐主要有以下兩種結構形式:
1、浸沒式電極鍋爐:是指連接高壓電源的電極直接浸沒在鍋爐的爐水中進行加熱。爐水與鍋爐外壁采用絕緣隔離的方式,避免鍋爐金屬筒體帶電。
2、噴射式電極鍋爐:是指爐水直接噴射到電極上進行加熱,而不是直接浸沒在爐水中。因此電極與鍋爐金屬筒體是“相對隔離"的,金屬筒體不需要絕緣。
由于是利用水的電阻性直接進行加熱,電能99%轉化成熱量,基本沒有熱損失。
當鍋爐缺水時,電極間的電流通道被切斷。不存在類似常規鍋爐那樣因缺水燒壞的現象。
兩種結構形式的分析:
1、兩種結構實現的方式有較大區別,因此造成兩者的循環水量有較大差異。浸沒式結構鍋爐的循環水量主要是補充“蒸發損失"的水量,因此水量較少。而噴射式是靠噴射的水量來維持其加熱功率的,噴射水量非常大,大功率的水量甚至達到1000m/h以上。
2、由于電極與爐水的接觸面積不同,其電阻差別較大,因此爐水的導電率要求也不相同。噴射式電極鍋爐的導電率一般要求在1700ps/cm左右:而浸沒式電極鍋爐一般只需要100ps/cm左右。
3、絕緣要求不同。因浸沒式的電極與爐水直接接觸,因此要求與電極接觸的爐水部分與鍋爐金屬筒體絕緣隔離。而噴射式沒有這方面的要求。
4、電源要求不同。浸沒式結構三相電極基本處于對稱狀態,因此對進線電源沒有特殊要求。而噴射式結構為三相不對稱運行加熱,因此要進線為三相四線中心點接地。
5、蒸汽品質區別。蒸汽一般不溶解鹽,只有攜帶的水中含鹽。相同的蒸汽濕度下,噴射式鍋爐蒸汽中的含鹽量要高于浸沒式。
求。因此其
四、加熱負荷調節
基于電極鍋爐加熱方式的特殊性,其加熱功率的調節主要是通過調節與電極接觸水量大小來實現的,即通過改變電極間的電阻。由于水量的調節范圍是0~99%,因此電極鍋爐的調節范圍也是0~99%,調節范圍非常寬,可根據用戶的實際需要實現無級調節。
五、與常規鍋爐比較
1、使用經濟性方面:
電極式鍋爐從冷態到熱態可以采用電熱管進行加熱,基本沒有排放,因此效率接近99%。況且隨時可以起停,非常方便。實際運行時間和成本都非常低。
常規鍋爐由于帶有過熱器,為防止過熱器過熱損壞,因此必須通過排放蒸汽使其冷卻,同時由于這類鍋爐一般最小負荷在40%左右,因此造成很大的浪費。
2、系統的復雜程度:
電極式系統較簡單,比常規鍋爐多了中壓電源系統,而減少了燃料系統。鍋爐體積也小,因此占地面積也小。
3、啟動速度:
電極鍋爐體積小巧,啟動迅速。從冷態啟動到滿負荷只需要幾十分鐘,從熱態到滿負荷只需1分鐘。而常規鍋爐的啟動時間非常長,冷態啟動時,一般需要2小時左右,熱態一般為15~20分鐘。