电极式电锅炉蓄热系统简介

1、电极式电锅炉蓄热系统工作电压：一般米用中压电压（3 6 kV）；大功率锅炉电压（可达13. 5 kV）；控制电压380/220V o保护措施：1）、过流保护；产品简介、2）、缺相保护;3）、短路保护;4）、三相不平衡保护。加热原理：一般采用电厂除盐水，加入一定电解质，使炉水具有一定电阻。利用 水的高热 阻特性，直接将电能转换为热能并产生蒸汽的一种装置，装置包含高电 阻绝缘的压力容器 和三相电级。结构形式：名称浸没式电极锅炉喷射式电极锅炉连接咼压电源电极直接浸 没炉水直接喷射到电极进行加在锅炉炉水中进行加热。炉热，不直接浸没在炉水 中。结构形式水与锅炉外壁米用绝缘隔离电极与锅炉金属筒体“相对万式

2、，避免锅炉金属筒体带隔离”，金属筒体不需要绝电缘循环水量主要是补充“蒸发损失”的水量，用水量较少喷射水量大，大功率的水量甚至达到1000m3/h以上炉水导电率100 M s/cm 左右1700 P s/cm 左右绝缘要求要求与电极接触的炉水部分与锅炉金属筒体绝缘隔离无要求电源要求对进线电源没有特殊要求进线为三相四线中心点接地蒸汽品质含盐量低含盐量高功率调整范围：调整范I韦I是1%-100%.在10%-100%的范I韦I内可以做到无级调节。 优占：八、锅炉利用水的电阻性直接加热，电能 100%转化成热量，基本无热损失。当锅炉缺水时，电极间的电流通道被切断，不存在类似常规锅炉干烧的现象。体积小巧，

3、启动速度快，从冷态启动到满负荷只需要儿十分钟，从热态到满负荷只需1分钟。在节能领域，电极热水锅炉结合大型蓄能设备，在低谷电价时间段把蓄能装置内热水加温，在高电价时使用，能够起到平衡电网负荷的作用。图一：电极式电锅炉蓄热系统示意图二、国内外同类产品水平综述电极锅炉的应用在国外由来已久，世界上第一台电极锅炉于1905年诞生于欧 洲。国内针对电极锅炉的研究始于20世纪80年代，主要是电热水锅炉技术，通 常使用的是380V动力电，常压水箱作为蓄热体，此设备占地面积大、系统热效率低。 20世纪 80年代，承压蓄热一体化锅炉能有效减小设备占地面积， 缺点是承压 蓄热电锅炉技术的单台设备不能适用于高于100

4、 m3的蓄热体积。20世纪90年代,喷射式电极锅炉通过美国西屋公司进入中国，开始了长达十余年的价格垄断阶段目前，国内的少数企业通过吸收欧洲技术并经过改造升级，形成了常压电极锅炉年度主要发展里程碑1905 年世界上第一台电极锅炉在欧洲出现，电压等级限制在2000V以下1920年代瑞典Z&I公司发明了浸没式电极锅炉，控制精度大幅度提高，采用高电压（6- 15kV）直接供电，称为高压电极锅炉1926 年瑞典Z&I公司生产了第一台ZETA品牌电极式锅炉1940年代欧洲发明了喷射式电极锅炉，瑞士 SULZER公司成为这种产品的典型代表1970-1980 年欧美核电站建设进入高峰期，电极蒸汽锅炉由于清洁环

5、保，安全度咼，被核电行业普遍接受1990年代喷射式电极锅炉通过美国西屋公司的核电技术带进中国，开始了在中国长达十余年的价格和技术垄断1995 年瑞士 Leibstadt核电站使用的喷射式电极锅炉出现氢气泄露事故，出于安全考虑，欧洲市场从此只接受浸没式电极锅炉2009 年世界能源危机和金融危机凸现，中国可再生能源事业加速发展，电极锅炉迎来了重大发展机遇，ZETA品牌登陆中国2012 年国内首个釆用电极式锅炉的火电灵活性（孤网平衡）项目在山 东日照钢钢铁厂完成，对电网的平衡实现了毫秒级的响应。项目中使用了 4台40MW的电极式锅炉产品，是目前为目国内最大的电极式 锅炉应用项目。2016 年中国市场

6、ZETA电极锅炉使用量超50台，分别应用于风电消纳与区域供热、核电设备启动、电网平衡等领域，同时，ZETA锅炉技术升级到第7代新疆乌鲁木齐咼铁项目完成，进入运行，成为目前为止全国最大规模的风电消纳供热项目。项目中使用了 6台8MW的电极式锅炉，总容量9277立方米的蓄热水罐。该工程的供热面积为 43万平方米。三、经济效益比较3.1投资内容?可研评估费，设计费?设备采购费，安装费? 土建施工费?配电系统设计安装费?压力容器监检费（常压系统不需要）3. 2投资概算? 4-10 MW电极锅炉系统，每IkW造价550八1000元之间? 12-40 MW电极锅炉系统，每IkW装机造价350、500元之间

7、? 45-70 MW电极锅炉系统，每IkW装机造价300350元之间3. 3设备价格?相关配套设备：热交换器，水泵，控制，水处理，加药，管路，设计和安装? 电费：主要费用? 水费：一般忽略不计? 运维人员工资：可按 2 个人员考虑（ 4 套设备时）? 维护保养（备品备件、检修工具等）：每年小于设备投资的 1%? 设备定期检修、临时检修费、中长期大修费：平均每年小于设备投资的 2%3. 4 费用比较将 1 吨水变成 1 吨蒸汽所消耗的热量约： 700kWh如果电价为：电价0.25元/kWh,仃5元/k吨（电极炉）当前蒸汽的价格：110230元/k吨（煤锅炉）四、市场前景分析在民用领域，电极锅炉及

8、系统主要应用于城市供热。目前我国约有城市 700 座，到 2020年左右将达到 1 500座，中国人口将达到 1 5- 1 6亿。一半人口居住在 城市，城市采暖 面积将不断增加，供热普及率也不断提高。目前我国城市的能源 使用仍然以燃煤、燃油为 主，造成严重的环境污染，相比较之下，电能作为清洁 能源，具有明显优势。而电极锅炉 利用谷期电能集中供暖的新模式与国家节能降 耗的大方针一致，保守估计该领域拥有千亿 级别的市场有待企业挖掘。在工业领域，电极锅炉广泛应用于火电企业启动锅炉、风电及太阳能企业调 峰锅炉， 并为造纸、化工、汽车、造船、食品等企业提供生产用的高品质蒸汽及 高温热水。以发电企业为例

9、,2010 年五大发电公司旗下有超过 500余家发电公司， 此外各地热电企业、自备电 厂、地方所属电厂的数量有上万家，该领域对启动锅 炉有一定的需求。随着风电及太阳能 行业的不断发展，对调峰锅炉及技术的需求 也将趋于旺盛。目前，我国提供电极锅炉及基于电极锅炉的专业技术服务的企业数量在不断 增加， 代理国外的品牌也在逐渐丰富，但该市场还未形成龙头性的企业。因此， 该领域为中小企 业提供了充分竞争及快速发展的机会，未来市场前景广阔。五、产品应用场景? 综合能源区域供热；? 电网平衡；? 核电启动；? 风电消纳；? 煤改电；? 火电灵活性改造；? 电能替代；? 削峰填谷的作用六、建议1. 当前对电极

10、式电锅炉产品认识不够充分，建议做专项研究，依托专业的电 锅炉厂家进行项目合作，配套许继的保护系统，后期同步开发优化电锅炉 具备接入综合能源 服务的保护控制成套系统，并考虑自主进行电极式电锅 炉的开发；2. 根据目前市场情况，电极式电锅炉可以作为综合能源服务的核心产品之一 , 进行重点推广。此外，国家暂无电极式电锅炉相关标准，许继引导电科院推进相关标准的规范和标准制定。3?推荐潜在合作厂家:北京瑞特爱能源科技股份有限公司附录一：常规电极锅炉与普通电阻锅炉对比序号对比项普通电阻锅炉电极锅炉安全性1.1制造资质许可国家质量技术监督检验检疫总局颁证许可国家质量技术监督检验检疫总局颁证许可1.2设计审核

11、省级质量技术监督局审核批复省级质量技术监督局审核批复1. 3材料审核市级以上锅炉检验院驻厂监检市级以上锅炉检验院驻厂监检1.4制造监检市级以上锅炉检验院驻厂监检市级以上锅炉检验院驻厂监检1.5安装监检使用地锅炉检验所报备监检使用地锅炉检验所报备监检1.6安全运行许可使用地锅炉检验所验收后颁发使用地锅炉检验所验收后颁发1. 7电压等级及要求0. 4KV,普通配电要求， 常规供电，不需要专业 的运行人员10KV,高压供电，供电及运行安全要求高，运行人员专业要求高二.可靠可靠性2. 1产品类型工厂生产，标准化工业产品，市场使用广泛。工厂试验生产、主要技 术来源于进口，民用市 场处于试点运行阶段。匚厂

12、检验，标准化出厂目前还没有专用的国家检验手段检验，国家有详细的执相关标准，主要以国外2.2行标准或企业标准执行。电热锅炉、蓄热模块均电极锅炉设备属于新型设备通用性为标准产品，按系统组产品，主要元器件均为2.3合使用，可灵活组配特殊专用产品釆用普通软化水运行即釆用经过处理的电导水2.4介质要求可运行2.5设备最低使用寿命20年15年加热性能3. 1加热原件电阻电热管，属于成熟产品，国家有相应的执行标准电极棒或电极板，目前无相应标准3.2加热原件材质不锈钢加热管不锈钢电极板或石墨电极棒3. 3加热原理电阻丝通电产生热量后，通过热传递对介质通过电极及水的电导进行加热，根据水的流量进行加热，每根或每组

13、的加热功率固定或水位控制加热功率完全浸没在水中，根据完全浸没在水中，根据工作温度压力可在200C以内运压力可在200C以内运3.4行行电加热兀件通过绝缘材电加热原件直接与加热介绝缘方式料与加热介质隔离，并质接触，通过炉体及电极3.5且电气上设有相应保护绝缘端子缘。与外界绝 缘。四、配电及控制要求4. 1供电电压0. 4kv6-10kv4.2供配电设备需要高低压配电设备及变压器只需要高压配电设备4. 3控制设备自动控制柜，常规配电元器件自动控制柜，与咼压配套的控制元器件4.4控制操作性属于常规控制要求，简单医学，普通人员即可 执行需要专业或经过严格培训的操作人员五、设备占地要求（不含蓄热系统）5

14、. 1单台功率使用范围可在10-10000 kW任意配置，适合在2-10 MW可在 3000-50000kw 配置，较适合于大于10mw的设备上使用的设备上使用5.26 MW锅炉占地30 m230 m25. 36 MW控制设备占地6 m22 m25.46 MW高压设备占地10 ma8 m25.56 MW低压设备占地150 m2无5.6系统控制设备4 m24 m25. 7合计200 m244 m2、八、系统配置要求6. 1循环水泵一次换热循环水泵及二次供热水泵一次换热水泵、二次换热水泵、二次供热水泵6.2补水泵一次及供热补水泵一次、二次及供热补水泵6. 3换热设备一次换热需要两次换热6.4储热设

15、备相同相同七、投资（参考价格）7. 16 MW设备投资135万元380万元7.2高压配电投资40万元35万元7.3低压配电投资150万元无八、运行费用8. 1设备热效率98%99%8.2系统效率93%88%需要二次换热运行人员资质要普通司炉人员及电工即需要专业的高电压持证8.2求可人员九、维护与折旧9. 1后期维护费用比例139.2元器件通用性较通用专用性很强，儿乎不通用9. 3检验国家强制定期检验目前国际无检验标准，需按普通锅炉进行9.4维护条件普通低压电气配置，并有低压变压器隔离，维护条件简单高压电气，维护条件复杂，高压维护人员资质及费用相对较咼十、结论10. 1从可靠性及安全性上，常规电阻锅炉由于属于国家标准产品，并且使压供电，安全性要求高压电极锅炉。用低10. 2从加热性能上，两种锅炉加热原理不同，各有优缺点。10. 3从控制操作难易程度上，常规低压电阻炉采用配套常规元器件，控制难度要优于电极锅炉10.4从锅炉本身的占地上，两种锅炉在 10呗以下时，占地面积基本相当，但当设备增大时，电极锅炉的占地就有一定的优势了。10.5从整个系统配置的占地上，由于常规低压电阻锅炉需要配置变压器等低压设备，占地面积