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電熱鍋爐

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電熱鍋爐( electric boiler )將電能轉化為熱能,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囱,也無需儲存燃料的場地,極大地減少了常規燃煤鍋爐帶來的污染。電 熱鍋爐具有無污染,無噪聲,佔地面積小,安裝使用方 便,全自動,安全可靠,熱效率高達98%以上等特點, 是一種綠色環保產品。 許多國家在20世紀70年代後期到80年代初期, 開始研製開發電熱鍋爐。中國在80年代中期,開始開 發電熱鍋爐產品,到了90年代中期,不少企業將電熱 鍋爐應用於採暖、中央空調和熱水供應。
中文名
電熱鍋爐
外文名
electric boiler
所屬學科
能源與動力
所屬領域
暖通
應用領域
工具

電熱鍋爐國標參數

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國務院修訂頒佈的《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,將所盛裝的液體加熱到一定的參數,並承載一定壓力的密閉設備,其範圍規定為容積大於或者等於30L的承壓蒸汽鍋爐;出口水壓大於或者等於0.1MPa(表壓),且額定功率大於或者等於0.1MW的承壓熱水鍋爐有機熱載體鍋爐。也就是説,無論使用什麼燃料,其規定範圍都是一樣的,只是燃料熱源不同。電鍋爐必須同樣遵循《特種設備安全監察條例》的規定。對於容積大於等於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。
對於容積小於30L的鍋爐,我們習慣稱之為蒸汽發生器,不需要辦理使用證。對於常壓的熱水鍋爐,無論容積是多大的,都不需要辦理鍋爐使用證。

電熱鍋爐分類

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電熱鍋爐 [1]  分為三大類:LDR(WDR)電熱蒸汽鍋爐、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

電熱鍋爐常壓電熱鍋爐

一種常壓電熱鍋爐,其特徵在於:包括水平安裝在底座上的密封筒體、安裝底座上的水循環裝置和固定安裝在密封筒體側壁上的電加熱裝置,所述密封筒體外側設置保温層,所述電加熱裝置包括至少兩組沿密封筒體長度方向均布的電加熱器,所述密封筒體側壁上設置數量與電加熱器數量相同的法蘭筒,所述法蘭筒與密封筒體貫通,每套法蘭筒外端藉助於螺栓安裝法蘭盤,所述電加熱器安裝在法蘭盤內側,所述電加熱器還配套安裝控制系統,所述控制系統用於控制電加熱裝置和水循環裝置。 [1] 

電熱鍋爐電開水鍋爐

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

電熱鍋爐電蓄開水鍋爐

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

電熱鍋爐電熱蒸汽鍋爐

將水加熱產生蒸汽的電鍋爐,又名電熱蒸汽發生器。按結構分為立式和卧式兩種鍋爐。 按產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,主要用於生活供熱。0.7~1 MPa的電熱燕汽鍋 爐稱為中壓電鍋爐,可供生活、生產用汽。1.6 MPa以 上的電熱蒸汽鍋爐稱為高壓電鍋爐,現多用於試驗室。 由於承壓指標不同,在使用選型方面要注憊區分。中國生產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. 電熱熱水鍋爐將水加熱提供熱水的電鍋爐。

電熱鍋爐電熱熱水鍋爐

在結構上也分立式和卧式兩種。隨着鍋爐 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,加熱電功率大於360 kw的電熱熱水鍋爐,一 般做成雙頭電鍋爐。熱水温度小於95℃的電熱熱水鍋爐,常用於供應開水或洗浴的場所。

電熱鍋爐爆管原因

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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致加熱管擊穿。二、加熱管使用過程中脱水也會造成加熱管擊穿;三、温度控制系統失靈,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標準:1)電加熱管、電加熱器嚴格按照JB/T2379-93 標準設計。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%.,所以用户應將供電電壓控制在400V以內,以提高加熱管壽命,防止擊穿。

電熱鍋爐主要部件

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電熱鍋爐的主要部件有:加熱管、控制器(如圖1)、水泵等。
圖1 圖1

電熱鍋爐鍋爐發展

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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內,所用的蒸汽壓力等於大氣壓力。18世紀後半葉改用高於大氣壓力的蒸汽。19世紀,常用的蒸汽壓力提高到0.8兆帕左右。與此相適應,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。
隨着鍋爐越做越大,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囱並對鍋殼的外部加熱,稱為火筒鍋爐。開始只裝一隻火筒,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產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)在管內流過。在鍋殼的存水線以下裝上儘量多的火管,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內的火筒、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,有利於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。初期的水管鍋爐只用直水管,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。隨着製造工藝和水處理技術的發展,出現了彎水管式鍋爐。開始是採用多鍋筒式。隨着水冷壁、過熱器和省煤器的應用,以及鍋筒內部汽、水分離元件的改進,鍋筒數目逐漸減少,既節約了金屬,又有利於提高鍋爐的壓力、温度、容量和效率。
以前的火筒鍋爐、火管鍋爐和水管鍋爐都屬於自然循環鍋爐,水汽在上升、下降管路中因受熱情況不同,造成密度差而產生自然流動。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。在下降管系統內加裝循環泵,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温高壓和大容量。發展這兩種鍋爐的目的是縮小或不用鍋筒,可以採用小直徑管子作受熱面,可以比較自由地佈置受熱面。隨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採用的一種鍋爐,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

電熱鍋爐燃料影響

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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適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儘量減少鍋爐排煙中的污染物(硫氧化物氮氧化物)

電熱鍋爐煤和木柴

早年的鍋殼鍋爐採用固定爐排,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採用機械化爐排,其中鏈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,將爐膛造高,並採用爐拱和二次風,從而提高了燃燒效率。

電熱鍋爐煤粉和油

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,不易佈置,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,電站鍋爐幾乎全部採用室燃爐。
早年製造的煤粉爐採用了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。後來又出現了前牆佈置的旋流式燃燒器,火焰在爐膛中形成L形火炬。隨着鍋爐容量增大,旋流式燃燒器的數目也開始增加,可以佈置在兩側牆,也可以佈置在前後牆。1930年左右出現了佈置在爐膛四角且大多成切圓燃燒方式的直流燃燒器。

電熱鍋爐石油

第二次世界大戰後,石油價廉,許多國家開始廣泛採用燃油鍋爐。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。

電熱鍋爐應用領域

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電熱蒸汽鍋爐廣泛應用於工業生產及企事業單位以滿足生產、生活所需蒸汽。
電熱熱水鍋爐廣泛應用於化工、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採暖、空調、熱水供應及生活熱水。

電熱鍋爐新技術

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在燃煤(特別是燃褐煤)的電站鍋爐中採用分級燃燒或低温燃燒技術,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温,不但可抑制氮氧化物生成,還能減少結渣。沸騰燃燒方式屬於一種低温燃燒,除可燃用灰分十分高的固體燃料外,還可在沸騰牀中摻入石灰石用以脱硫。
參考資料
  • 1.    孟慶東.常壓電熱鍋爐.河北:CN205191901U,2016-04-27