图 1电加热锅炉本体结构简图 1. 筒体2. 封 头3. 人孔 4. 起吊环 5. 热电偶管 座6. 热水 管座7. 排 气管8. 给 水管 座9. 保温层护板10. 压 力表管座11. 加 热器护罩12. 法兰及接管13. 鞍式支座14. 给水泵15. 底盘 框架

  当水温加 热到所需温 度时, 计算机提醒运行人员泵出热水, 或者短期保温 蓄水( 停止大部分电热管组继续供热和停止给水) , 电锅炉筒体外面包有很厚的保温层, 散热很少, 保温 效果好。 计算机监控系统包括运算控制、 运行参数实 时显示、 反馈执行三个子系统。 电锅炉的运行可以实 现全自动化, 最大限度地将计算机技术应用于传统 的锅炉行业。

  工业锅炉2000 年第 1 期( 总第 61 期) 偶、 水位计、 压力传感器( 监视压力参数, 一旦锅筒内 压力超过安全值, 立即断电泄压) 得到各 项工作参 数, PL C 对得到的数据分析比较, 确定需控制的参 数, 向执行子系统发出相应的执行指令, 执行子系统 由继电器、 电磁开关、 声光报警系统组成。监控系统 的核心部分是运算控制子系统, 采用触模式操作面 板、 CD 参数显示屏, 通过实际运行, 该系统工作良 L 好, 简单易操作易学。 3. 3外部电气设备 电热管 组采用 三角形 联接, 外部 输入 电压 为 380±10V , 为保障锅炉稳定运行需配稳压器, 电热 管组采取分别配电的方式, 可用配电柜配电, 电气开 关由计算机控制, 为保证运行安全, 配有漏电保护装 置, 接线要求绝缘性好, 一定要保持端部干燥、 清洁, 以

  换热系数很高, 能量转化效率也很高, 一般可高 达 95% , 试运行锅炉效率可达 98% 以上。 ( 3) 锅炉启动、 停止速度快, 运行负荷调节范围 大, 调节速度快, 简单易操作。由于加热元件电热管的 工作由外部电气开关控制, 所以锅炉起停速度快, 通 过控制各电热管组的开关, 可以在很大范围内调节 运行负荷, 调节操作迅速、 简单。与燃煤、 燃油、 燃气 常压热水锅炉相比, 操作运行更便利、 简单。 ( 4) 锅炉本体结构相对比较简单, 安全性好。电加热锅炉 的本体结构格外的简单( 见图 1) , 电加热管采用三角 形连接, 三个电热管连成一组, 外面罩有接管, 装在 法兰盘上, 与外部电气设备连接, 电热管组外面有加 热器护罩, 给水的加热过程全部在筒体中完成, 不需 要布置管路, 没有燃烧室, 没有烟道。 不会出现燃煤、 燃油、 燃气锅炉中存在的爆燃、 泄漏等问题, 从这个 意义上讲, 电加热锅炉的安全性更好。 ( 5) 体积小, 重 量轻, 外型布置灵活, 占地面积 小。 由于本体的特点, 使得电锅炉的体积可以做得很 小, 简单的结构更便于外形的布置, 同时它占地面 积也很小, 作者设计的一个系列电热锅炉的尺寸重 量见表 1。

  免造成表面短路。 4不足之处 电锅炉虽有众多优点, 但也存在着不足之处。 ( 1) 用电经济性方面。 在电价较高的地区采用电 锅炉运行的成本较高, 最好在电价低收费时段运行, 在 电价较低的地区和环保要求比较高的地区可以优先考 虑电加热锅炉。 ( 2) 附加外部设备投资较大。 配备计算机监控系 统、 软水设备、 给水泵、 热水泵、 电柜、 稳压器等, 初投 资较大。 ( 3) 对供电稳定性要求比较高。 电热锅炉不适合在 经常断电的地区采用。 5发展前途 随着时下人们环保意识的增强以及对生活环境要求 的逐步的提升, 在人口密集地区, 绿色环保锅炉已渐渐 成为生活锅炉的发展的新趋势。同时随着发电成本不断 降低、 计算机监控系统更完善、 运行更 加简单方 便, 电热锅炉在不久的将来将得到较广泛的推广应 用。 参考文献

  ( 7) 可适当缓和当前工业用电供大于需的矛盾。 目前我国的用电情况是, 国营大中型企业正处于转 换机制、 内部调整阶段, 工业用电量较以前不增反 降, 而同期内国内不少大电厂发电机组都不同程度 地扩建增容, 发电能力大幅度增强, 再加上一批中小 电厂的上马, 国内各大电网的供电能力显著提升, 此 长彼消, 电力市场出现了供大于求的局面, 为此不得 不关闭发电成本高的小电厂, 大中电厂采取半负荷 运行, 大面积的推广电加热锅炉可在某些特定的程度上缓 和这种矛盾。 3设计思路 大体上包括锅炉本体的布置、 计算机监控系统、 外部电气设备连接三大块。 3. 1本体的布置 由于筒体内的换热方式主要是对流, 所以锅炉

  本体的布置主要是电热管组的布置和对流换热面的 布置。 ( 1) 电热管组的布置 电热管( 管状电加热器) 是在一个金属管内放入 金属电阻丝, 并在空隙部分紧密地塞满有良好的导 热性和绝缘性的结晶氧化镁而成, 其管子材料为不 锈钢或 10 号钢, 笔者采用的电热管见图 2。它可以 安装在空气通道里用以加热空气, 也可以浸在水或 其他液体中用以加热水或其他液体, 以及直接放置在 固体金属中加热金属。 由于它具有结构相对比较简单、 热效率 高、 机械强度好、 安全可靠、 轻便耐用等特点, 目前已 在我国航空工业、 船舶工业、 石油工业、 化工工业及 日用工业等部门广泛地被采用, 工业锅炉制造业 也已推广使用。 如用于硝石槽、 水槽、 各种油槽、 酸碱 加热装置、 易熔金属熔化炉、 空气加热炉、 常压热水 锅炉、 干燥箱、 各种冲模及压模、 电熨斗、 煮水器等。

  ( 2) 对流换热面的布置 以 1. 40MW 电热锅炉为例, 14 组 电热管组水 平共面对插, 筒体每侧布置 7 组, 沿长度方向水平等 间距插入, 充分的利用锅筒长度, 可以使对流换热更加 充分、 均匀。给水管座和出水管座都布置在筒体上 部, 分别位于两侧, 目的是为了尽量加长流程, 中间 有隔板, 下通上阻, 用于增加扰动强化换热, 由换热 公式: Q= kF t 在室温为 25℃±2℃、 给水温度为 20℃±1℃、 出水温度为 95℃±1℃的条件下, t 取 60℃, 总换 热面积 F= 3×14×0. 248= 10. 416m , 总功率 Q= 3 ×14×18= 756kW , 则电热管的设计平均换热系数 k = 756/ ( 10. 416 × 60 ) = 1. 21kW / ( m 2 ・℃) 。 0. 35M W 和 1. 40M W 电热锅炉电热管设计换热系 数都取为 1. 21kW/ ( m ・℃) , 实际运行效果良好。 为延长电热管的寿命, 给水要先软化处理, 电热管的 结垢腐蚀是缩短常规使用的寿命的根本原因, 流量应限制 在 5m / s 以下, 以减少电热管表面的磨损。 总体上对 流换热面的布置遵循了简单实用、 安全高效的原则。 3. 2计算机监控系统 计算机监控系统包括运算控制、 运行参数实时 显 示、 反馈执 行三个 子系统。运算控 制子系 统由 PL C 完成, 实时监控子系统从布置在各测点的热电

  [ 1] 陈力勋, 曹子栋. 锅炉本体 布置及计 算. 西 安交通 大学出 版社. [ 2] 曹子栋. 工业锅炉手册. 西安交通大学出版社. 作者简介: 孙新国( 1975～) , 男, 西安交通 大学能动学院 98 级硕士研究生。

  电热管的尺寸自行设计, 总长 980mm , 管径为m , 弯径为 50mm , 换热表面为 0. 248m , 加热管 材料选用 10 号钢, 单管功率为 18kW。管组在布置 上, 每三个电热管以三角型方式连成一组, 电热管用 固定夹紧固为一个整体装在法兰盘上, 从侧面水平 插入, 筒体内有角钢支撑, 避免管组由于刚度不足出

  现弯折现象, 接管的作用是保护管组根部不被强烈 冲刷, 以延长电热管的寿命, 接管的长度不到电热管 的 1/ 3, 不会明显影响对流换热的效果, 接管焊接在 筒体上用来安装法兰盘, 电热管组布置简图见图 3。 三角型布置一种原因是出于外部电气设备接线的需 要, 另一方面水流冲刷而过时换热充分、 均匀, 而且 可以轻松又有效地利用空间, 布置更多管组, 增加换热面。

  ・产品设计・ 电加热常压热水锅炉及其设计 ( 6) 可采用计算机 监 控, 完 全 实 现 自 动 化, 电锅炉的水位和温 度都可以 采用计算机 实时监控调节。 当水位 低于一定高度, 计算机 发出警告, 运行人员可 以选择加水或不加( 需 解除警报) ; 当 筒体中 的水位超 过安全水位 时, 计 算机发出 警告, 并停止供水。 对水温也 同时采用计算机监控,

  摘要: 电加热锅炉具有能量 转化效率高、 零污染、 停速度快、 起 负荷调节范围大、 本体结构相对比较简单 等特点, 文 章具体介绍了 一种常压热水电锅炉的设计。 关键词: 电加热; 对流换热面; 筒体 中图分类号: T K 229. 92 3文献标识码: A