电极式电锅炉蓄热系统简介
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
电极锅炉简介电极锅炉是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。
一、加热电压要求加热电压采用中压电，电压≥6kV。
相同的锅炉，加热电压不一样，其功率也是不一样的。
因加热功率与电压的平方成正比关系。
所以对于大功率的电极锅炉来说，希望其加热电压越高越好，否则其尺寸会非常大。
大功率锅炉一般要求其加热电压为13.5kV。
其它动力控制电压采用380/220V。
因此电极式锅炉需要两路电源，一路中压电源，一路低压电源。
二、中压电源的保护由于中压电源直接来自高压线路，因此必须配备相应的保护措施，设置一中压柜，相应的保护信号传输给控制柜。
保护主要有以下几方面： 1）过流保护 2）缺相保护 3）短路保护 4）三相不平衡保护等等三、加热原理电极锅炉一般采用电厂的除盐水，除盐水的导电率（25℃）一般为＜0.3μs/cm，该水属于不导电。
因此锅炉内必须加入一定的电解质，使炉水具有一定的电阻，才能使其导电。
当然炉水的导电率不是越高越好，否则容易造成击穿等事故。
电极式锅炉就是利用含电解质水的导电特性，通电后被加热产生热水或蒸汽。
根据水流与电极的接触方式不同，电极锅炉主要有以下两种结构形式：1、浸没式电极锅炉：是指连接高压电源的电极直接浸没在锅炉的炉水中进行加热。
炉水与锅炉外壁采用绝缘隔离的方式，避免锅炉金属筒体带电。
2、喷射式电极锅炉：是指炉水直接喷射到电极上进行加热，而不是直接浸没在炉水中。
因此电极与锅炉金属筒体是“相对隔离”的，金属筒体不需要绝缘。
由于是利用水的电阻性直接进行加热，电能100%转化成热量，基本没有热损失。
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那样因缺水烧坏的现象。
两种结构形式的分析：1、两种结构实现的方式有较大区别，因此造成两者的循环水量有较大差异。
浸没式结构锅炉的循环水量主要是补充“蒸发损失”的水量，因此水量较少。
而喷射式是靠喷射的水量来维持其加热功率的，因此其喷射水量非常大，大功率的水量甚至达到1000m3/h以上。
电极锅炉供暖工艺流程
电极锅炉供暖工艺流程Title: Electrode Boiler Heating Process Flow电极锅炉供暖工艺流程是一个高效的供暖解决方案，它利用电极将水加热，然后通过供暖系统将热量传递到室内。
以下是该工艺流程的详细描述：The electrode boiler heating process flow is an efficient heating solution that utilizes electrodes to heat water, which is then transferred to the interior through the heating system.Here is a detailed description of the process flow:1.系统启动：当用户开启供暖系统时，电极锅炉开始工作。
电源为锅炉供电，启动加热过程。
1.System startup: When the user turns on the heating system, the electrode boiler starts to work.The power supply provides electricity to the boiler, initiating the heating process.2.水循环：电极锅炉中的水通过循环泵进行循环。
循环泵将水从锅炉中抽出，并通过管道输送到供暖系统中的各个房间。
2.Water circulation: The water in the electrode boiler is circulated through a circulating pump.The circulating pump draws water out of the boiler and transports it through pipes to various rooms in the heating system.3.加热过程：水通过电极锅炉中的电极，电极产生热量将水加热。
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]。
高压电极式热水锅炉方案介绍
中心线与锅炉外壳相连。锅炉外壳和机架与大楼主筋和接地端相连。
三、 自动控制 电极锅炉控制系统采用 SIEMENS S7-300 PLC 作为 BMS（Boiler Manager System）
控制器，选用上位机作为参数显示设置界面。它可以实现锅炉的自动控制、工况监 控、历史数据记录等图文显示及监控要求，还具备了丰富的故障检测、事故报警、 联锁保护等功能，保证锅炉的安全可靠运行。
的热量换热输出。循环泵把锅炉上部的“热水”通过换热器“冷却”后输入锅炉下
部，从而为用户提供满足要求的热水。锅炉出口热水的温度可根据用户需求调节。 该产品在国外有较多应用，主要是大于 3MW 的电锅炉系统。国内一般民用没有
这么大功率需求的用户，因此主要用于核电系统的辅助锅炉，以及风电系统的蓄热 采暖系统，单台功率可以达到 30MW 以上。电极式过来的特点是：启动迅速，短时间 内既能提供符合要求的蒸汽或热水；稳定可靠运行，且负荷调节范围宽，维护保养 便捷。大功率时，优势明显。
由于“纯净”的水是不导电的，因此循环的水应加入一定的电解质，提高水的 导电率。根据检测到的锅炉炉水的电导率，与目标值进行对比，确定是否添加电解
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电极锅炉方案介绍
质；或者排放高浓度的炉水，添加新的“纯净”水。
杭州华源前线能源设备有限公司
热水电极锅炉通过单独设置的换热循环管路和换热装置把锅炉内部“高温炉水”
通过调节换热循环管路侧的水泵频率，变频控制循环水量，来确保锅炉的出水 温度。 3.4 其它辅机和控制
锅炉补水、电解质添加、高压电控制、热水温度控制、循环泵频率控制、报警 保护等系统及控制均有较好实现方式。
四、 电极锅炉与常规电锅炉的比较
1、电气线路。电极锅炉直接采用高压电，通过隔离变压器、中置柜，然后直接
蓄热式电锅炉工作原理简介
蓄热式电锅炉工作原理简介
蓄热式电锅炉由电壁挂炉主机、储水罐、恒温调速控制器（带水泵）三大部分组成。
电壁挂炉主机负责发热，通过电壁挂炉内的定时设置，利用晚上谷峰电，全负荷加热（温度设置为最高值），通过内置循环水泵把介质(水)热量储存储水罐内。
其余时段可把定时温度设置为45度（参考值），只要储水罐内水温高于此温度，电壁挂炉均不启动加热。
储水罐负责储存热量，罐内蓄热介质为普通自来水，内衬为SUS304不锈钢板，中间50mm发泡聚氨酯保温层，外层为SUS201不锈钢板。
内置浮球，当系统内水量减少时自动补水。
恒温调速控制器（带水泵）负责把储水罐的热水往供暖系统内的暖气片或者地暖管输送，然后通过供暖系统末端管路返回到储水罐内。
当恒温调速控制器上的温度探头检测到供暖系统末端水温＜45度（默认值，可通过上下按键改变参数）控制器会让副水泵全负荷运转，尽快把整个供暖系统水加热起来。
当室内温度达到18-22度后，供暖系统末端水温上升，恒温调速控制器上的温度探头检测到供暖系统末端水温≥45度，控制器会让副水泵半负荷或小负荷运转，降慢供暖系统的散热速度，有效节约储水罐内热量。
室内温度将趋于稳定。
如当天不想供暖，则按恒温调速控制器上的OF键，副水泵停止工作。
蓄热系统照常进行晚上蓄热工作（只需小量加热，补充热能损耗），等待下一次供暖使用。
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。
年度主要发展里程碑
三、经济效益比较
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）
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
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%
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。