电极式电锅炉蓄热系统概述
电极式电锅炉蓄热系统简介
电极式电锅炉蓄热系统一、产品简介工作电压：一般采用中压电压（≥6 kV）；大功率锅炉电压（可达13.5 kV）；控制电压380/220V 。
保护措施：1）、过流保护；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：功率调整范围：调整范围是1%-100%. 在10%-100%的范围内可以做到无级调节。
优点：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，启动速度快，从冷态启动到满负荷只需要几十分钟，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 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。
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1kW造价550~1000元之间•12-40 MW电极锅炉系统，每1kW装机造价350~500元之间•45-70 MW电极锅炉系统，每1kW装机造价300~350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1~2个人员考虑（1~4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， 175元/k吨（电极炉）当前蒸汽的价格：110~230元/k吨（煤锅炉）四、市场前景分析在民用领域，电极锅炉及系统主要应用于城市供热。
高压电极蓄热锅炉工作原理、应用前景及示范效应
1 高压电极锅炉简介 高压电极锅炉是利用水的高热阻特性,直接将电能转化成热能的一种装置。
（1）电源要求。
高压电极锅炉一般要求具备两路电源： 1）加热电源：用来加热介质水，一般为6KV—14KV；2 ）控制电源：用于锅炉控制系统。
（2）保护要求。
根据用电要求，需做如下保护： 1） 过流保护；2） 缺相保护；3） 短路保护；4）三相不平衡保护。
（3）加热原理。
高压电极锅炉给水一般采用除盐水，除盐水的电导率（25℃）小于0.3us/cm，该水导电性接近于零，满足锅炉给水的硬度要求，但是不具有电阻性，因此，必须向炉水中加入一定量的特殊的电解质溶液，使炉水同时具备导电性，进而产生电阻，导致生热。
但是电导率并非越高越好，必须控制一定的量，一般电极热水锅炉炉水电导率维持在100us/cm以下。
否则，较高的电导率极易将电极板击穿，造成事故。
高压电极锅炉一般内设两块电极板，电极板浸没在水中，通电后，由于水的导电性，产生电阻，生热将水变成高温水，通过锅炉外置换热装置可储存，也可直供热用户。
高压电极锅炉由于是利用水的导电性直接加热，因此电能全部转化为热能，能量损失接统锅炉那样缺水过烧现象。
根据这一现象，我们也可通过调节锅内水位高低，达到调节运行负荷的效果。
即，水位可调性为0-100%，电极板与水的接近零。
当锅炉因故缺水时，电极板之间的电流通道自然切断，不存在传触面积也可调节至0-100%，进而电阻也可调节0-100%，热负荷相应的得到调节，相对传统锅炉，调节范围更广。
（4）重点要求。
1）严控给水硬度，杜绝电极板结垢；2）合理调节炉水电导率，创造合适的电流通道；3）加强锅炉本体的绝缘效果；4）控制系统准确灵敏。
（5）相对于传统锅炉的优点。
1）运行经济，调节灵活；2）启停迅速，从冷态到满负荷仅需十几分钟；从热态到满负荷仅需几分钟；3）能量损失小，节能、环保；4）可与各种储热设备联合，做到调峰运行，而不影响供热；5）运行人员少，劳动力成本大幅降低。
高压电极蓄热锅炉工作原理、应用前景及示范效应
高压电极蓄热锅炉工作原理、应用前景及示范效应本文主要介绍了高压电极蓄热锅炉的结构组成、工作原理、工作特点、应用前景及示范效应。
标签：高压电极；蓄热锅炉；低谷电；电能替代1 高压电极锅炉简介高压电极锅炉是利用水的高热阻特性，直接将电能转化成热能的一种装置。
（1）电源要求。
高压电极锅炉一般要求具备两路电源：1）加热电源：用来加热介质水，一般为6KV—14KV；2 ）控制电源：用于锅炉控制系统。
（2）保护要求。
根据用电要求，需做如下保护：1）过流保护；2）缺相保护；3）短路保护；4）三相不平衡保护。
（3）加热原理。
高压电极锅炉给水一般采用除盐水，除盐水的电导率（25℃）小于0.3us/cm，该水导电性接近于零，满足锅炉给水的硬度要求，但是不具有电阻性，因此，必须向炉水中加入一定量的特殊的电解质溶液，使炉水同时具备导电性，进而产生电阻，导致生热。
但是电导率并非越高越好，必须控制一定的量，一般电极热水锅炉炉水电导率维持在100us/cm以下。
否则，较高的电导率极易将电极板击穿，造成事故。
高压电极锅炉一般内设两块电极板，电极板浸没在水中，通电后，由于水的导电性，产生电阻，生热将水变成高温水，通过锅炉外置换热装置可储存，也可直供热用户。
高压电极锅炉由于是利用水的导电性直接加热，因此电能全部转化为热能，能量损失接统锅炉那样缺水过烧现象。
根据这一现象，我们也可通过调节锅内水位高低，达到调节运行负荷的效果。
即，水位可调性为0-100%，电极板与水的接近零。
当锅炉因故缺水时，电极板之间的电流通道自然切断，不存在传触面积也可调节至0-100%，进而电阻也可调节0-100%，热负荷相应的得到调节，相对传统锅炉，调节范围更广。
（4）重点要求。
1）严控给水硬度，杜绝电极板结垢；2）合理调节炉水电导率，创造合适的电流通道；3）加强锅炉本体的绝缘效果；4）控制系统准确灵敏。
（5）相对于传统锅炉的优点。
1）运行经济，调节灵活；2）启停迅速，从冷态到满负荷仅需十几分钟；从热态到满负荷仅需几分钟；3）能量损失小，节能、环保；4）可与各种储热设备联合，做到调峰运行，而不影响供热；5）运行人员少，劳动力成本大幅降低。
电极锅炉与储热罐在火电灵活性中的应用课件
工业园区和数据中心等高负荷用户对供电稳定性和灵活性的需求， 将促进电极锅炉与储热罐在火电灵活性领域的应用。
环保与经济效益的双重收益
1 2 3
降低污染物排放
电极锅炉与储热罐的应用有助于降低火电系统的 污染物排放，改善环境质量，符合绿色发展理念 。
提高能源利用效率
通过技术创新和应用优化，电极锅炉与储热罐能 够提高能源利用效率，降低能源消耗成本，为企 业创造经济效益。
PART 03
电极锅炉与储热罐在火电 灵活性中的联合应用
提高火电的调峰能力
总结词
通过电极锅炉和储热罐的联合应用，可以有效提高火电的调峰能力，满足电网 的峰谷调节需求。
详细描述
在电力需求高峰时，电极锅炉快速响应，通过增加电力输出，帮助火电满足电 网的高峰需求。同时，储热罐在非高峰时段储存热量，以便在高峰时段释放， 进一步增强火电的调峰能力。
优化火电的运行效率
总结词
通过电极锅炉和储热罐的联合应用，可以优化火电的运行效率，提高发电的经济 性。
详细描述
电极锅炉具有较高的热效率，能够减少燃料消耗。储热罐则可以在锅炉低负荷运 行时储存多余热量，减少热量损失。两者结合，可以进一步优化火电的运行效率 ，降低发电成本。
降低火电的碳排放
总结词
通过电极锅炉和储热罐的联合应用，可以降低火电的碳排放，实现环保减排。
促进可再生能源消纳
火电灵活性改造有助于提高可再生能源的消纳能 力，优化能源结构，为能源可持续发展作出贡献 。
2023
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，降低对化石燃料的依赖。
储热罐的应用场景
储热罐广泛应用于火电灵活性 改造、工业余热回收、太阳能 供暖、地热供暖等领域。
蓄热式电极锅炉在供暖系统中的应用
工业技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald88①作者简介：汪喆（1992—），女，安徽六安人，硕士，助理工程师，从事锅炉及系统设计和研究工作。
DOI：10.16660/ki.1674-098X.2018.27.088蓄热式电极锅炉在供暖系统中的应用①汪喆 陈卫波 叶元华(浙江盛达铁塔有限公司 浙江杭州 310000)摘 要：由于传统燃煤锅炉能效水平偏低、能耗高、环保运行设备落后，造成了北方供暖季节严重的环境问题，于是开始寻求更为清洁高效的供暖方式。
其中，电极锅炉以其高效率、低污染的突出优势，在供热领域得到广泛的推广，国家政策也给予了大力支持。
本文基于高压电极锅炉的设计原理，分析了蓄热式高压电极锅炉在市政供热系统中应用的工艺流程、技术特点及性能优势。
关键词：电极锅炉 蓄热 供暖系统 电网调峰中图分类号：F294 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2018)09(c)-0088-02近年来，全国大范围、长时间的持续雾霾现象越来越严重，尤其是北方供暖季，空气质量严重影响了人们的生活环境，大气污染治理需要引起高度重视。
国家发改委于2016年5月《关于推进电能替代的指导意见》，提倡在终端能源消费环节，使用电能替代散烧煤、燃油等一次能源，应用于电采暖、电蓄能调峰等方面。
其中，采用蓄热式电极锅炉，充分利用了夜间低谷电力和富余的弃风、弃光电量等清洁能源，从负荷侧实现了削峰填谷、有效调峰，是实现电力充分利用、治理大气污染的有效手段。
1 高压电极锅炉技术原理相比传统的喷射式电极锅炉、和带有机械传动结构的浸没式电极锅炉，新型浸没式电极锅炉结构更为简单，同时具有更为可靠的安全性和稳定性。
采用电极直接加热水的方式，主要通过电极加热炉水、炉内水循环、炉外给水3个环节实现蒸汽-水系统循环，锅炉内筒里的三相电极浸在水中，通电后直接加热具有一定电导率的炉水，产生高品质的蒸汽；锅炉外筒水流通过循环泵进入内筒，不断地给内筒补水；锅炉正常运行或在热备用状态时，为保持内外筒总水量恒定，通过给水泵向锅炉外筒补充除氧水[1]。
电极锅炉的工作原理
电极锅炉的工作原理
电极锅炉是一种利用电能直接将水加热成蒸汽的锅炉，其工作原理是利用电极将电能转化为热能，将水加热至沸腾状态，产生蒸汽，从而实现供热或发电的目的。
电极锅炉的主要组成部分包括电极、水箱、控制系统等。
电极是将电能转化为热能的关键部件，通常采用不锈钢材料制成，具有良好的导电性和耐腐蚀性。
水箱是存放水的容器，通常采用不锈钢或玻璃钢材料制成，具有良好的密封性和耐高温性。
控制系统是控制电极锅炉运行的关键部件，包括温度控制器、电源控制器、安全保护装置等。
电极锅炉的工作原理是利用电极将电能转化为热能，将水加热至沸腾状态，产生蒸汽。
当电极通电时，电流通过电极进入水中，水中的离子开始运动，产生热量，将水加热至沸腾状态，产生蒸汽。
蒸汽通过管道输送到需要加热的地方，实现供热或发电的目的。
电极锅炉具有许多优点，如高效、节能、环保、安全等。
由于电极锅炉不需要燃料，因此不会产生废气、废水等污染物，具有良好的环保性能。
同时，电极锅炉的热效率高达99%，比传统锅炉高出很多，具有良好的节能性能。
此外，电极锅炉不需要燃烧，因此不存在火灾、爆炸等安全隐患，具有良好的安全性能。
电极锅炉是一种高效、节能、环保、安全的锅炉，其工作原理是利
用电极将电能转化为热能，将水加热至沸腾状态，产生蒸汽，从而实现供热或发电的目的。
随着科技的不断发展，电极锅炉将会在更广泛的领域得到应用。
电极锅炉与储热罐在火电灵活性中的应用-北京瑞特爱
2016.11 48 1×6 + 1X10
2016.11 10
2016.09 4.9
2017
2016.1 43
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6
2017
8.4
2×4 1×4 1×12 6×8 3×8 2×8 2×8 2×4 1×10
2X25
项目数量：30个；锅炉数量：56台；单项目最大锅炉功率：160MW；单项目最多数量：6台；最大供热
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
国内首个采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。
获取两个设备的感兴认识 避免应用中的不合理选型配置，协助行业健康发展
3
公司简介
大型电极式锅炉，4~70MW
瑞特爱-ZETA
2009年成立，聚焦于电极锅炉与 储热罐技术应用和推广
大型蓄热水罐
ZETA: 电极锅炉 用户最多，数量最多 规格最多，容量最大
ZETA: 火电灵活性改造关键技术提供者 ZETA: 北欧火电灵活性技术积极推广者 ZETA: 新三板上市公司(831709)
大型电极锅炉与储热罐 火电灵活性改造
北京瑞特爱能源科技股份有限公司 张占国
主任工程师
1
内容
背景&目的 公司简介-2分钟 电极锅炉简介-5分钟 储热罐简介-5分钟 选配方法-10分钟 典型案例-3分钟
2
电极锅炉原理
电极锅炉原理电极锅炉是一种利用电能将水加热为蒸汽的设备，其原理是通过电流经过电极时产生的电阻热效应将水加热。
电极锅炉主要由电极、水箱、控制系统和排污系统等组成。
电极锅炉的工作原理是利用电流通过电极时产生的电阻热效应将水加热为蒸汽。
在电极锅炉中，水箱内装有两根电极，通过电流经过电极时，电极与水之间会产生电阻，使电极周围的水被加热。
当电流通过电极时，电极表面会产生高温，将水加热至沸腾状态，生成大量蒸汽。
电极锅炉的加热方式是通过电流经过电极时产生的电阻热效应将水加热。
在电极锅炉中，电流通过电极时会使电极表面产生高温，进而将水加热为蒸汽。
电极锅炉的加热效率较高，因为电能可以直接转化为热能，不会产生热损失。
电极锅炉的优点之一是加热速度快，因为电能可以直接转化为热能，不需要通过燃烧等过程来产生热量。
此外，电极锅炉的体积较小，占地面积少，适合在空间有限的场所使用。
电极锅炉还具有较高的自动化程度，可以通过控制系统对温度、压力等参数进行精确控制。
电极锅炉的应用领域较广，可以用于工业生产中的蒸汽供应、暖气供应等方面。
在工业生产中，电极锅炉可以提供稳定的蒸汽供应，满足生产过程中对热能的需求。
在居民生活中，电极锅炉可以用于暖气供应，为房屋提供舒适的温度。
然而，电极锅炉也存在一些问题。
首先，电极锅炉的运行成本较高，因为电能的价格相对较高。
其次，电极锅炉的供热能力有一定限制，适用于小规模的供热需求，对于大规模的供热需求来说，需要使用多台电极锅炉进行联合供热。
此外，电极锅炉需要稳定的电源供应，一旦停电，将无法继续工作。
电极锅炉利用电流经过电极时产生的电阻热效应将水加热为蒸汽。
它具有加热速度快、体积小、自动化程度高等优点，适用于工业生产和居民生活中的蒸汽供应和暖气供应等方面。
然而，由于运行成本高和供热能力限制等问题，电极锅炉在某些情况下可能并不适用。
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电极式电锅炉蓄热系统
一、产品简介
工作电压：一般采用中压电压（≥6 kV）；
大功率锅炉电压（可达13.5 kV）；
控制电压380/220V 。
保护措施：1）、过流保护；
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：
功率调整范围：调整范围是1%-100%. 在10%-100%的范围内可以做到无级调节。
优点：
➢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，启动速度快，从冷态启动到满负荷只需要几十分钟，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 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。
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1kW造价550~1000元之间
•12-40 MW电极锅炉系统，每1kW装机造价350~500元之间
•45-70 MW电极锅炉系统，每1kW装机造价300~350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1~2个人员考虑（1~4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，175元/k吨（电极炉）
当前蒸汽的价格：110~230元/k吨（煤锅炉）
四、市场前景分析
在民用领域，电极锅炉及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1500座，中国人口将达到15-16 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，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。