研究探讨
陈飞飞何晓红王伟高新勇
卵黄磷蛋白（华电电力科学研究院有限公司浙江杭州310030）金属弹片
［摘要］文章对电锅炉的发展现状、国内外相关学者的研究成果、电锅炉的分类及原理进行了介绍。通过分析四种典型的电锅炉应用场景，肯定了电锅炉在热电联产机组调峰供暖项目上具备充分的可行性，在风电调峰供暖、商业用户蓄热采暖或制备生活热水项目上具备一定的可行性，在热网公司蓄热供暖项目上则存在较大的亏损风险。 ［关键词］电锅炉蓄热式价格调峰
1前言
电能是一种清洁能源，广泛应用于国民经济的各个领域。但因为我国属于能源相对缺乏的国家，电能制备热能不符合能源梯级利用的政策，因此各地各行业一般不鼓励甚至限制使用电能来直接制备热能。使用化石能源制备热水或蒸汽， 会带来环境污染的问题，而使用电能制备热水或蒸汽则不存在这样的问题。电能制备热能的设备有电压缩式热泵、电热 膜、电锅炉等，其中电锅炉因具备热效率高、清洁环保、噪音低、调节灵活、维护简单等优点，近年来在某些行业中逐渐得到推广和应用。
2研究现状
针对电锅炉的应用，国内外相关学者做了许多的研究。如Peter研究了在丹麦的电力市场环境下使用电锅炉进行供暖的可行方案，研究表明在电价较低的时间段使用蓄热电锅炉是可行的叫胡松涛等人研究了使用蓄热电锅炉替代传统的化石能源锅炉进行供暖的可行性，并以某办公建筑空调系统为样本进行了试验，结果表明合理使用蓄热式电锅炉是可以降低空调系统运行成本的P1o谭晶等人针对热电联产机组以热定电的运行方式提出了改进措施，通过合理使用蓄热电锅炉，实现一定程度的“热电解耦”，增强了机组的调峰能力叫行业内学者的相关研究成果颇为丰富，本文将在此基础上对电锅炉的几种典型应用场景进行分析和探讨，着重研究价格因素对电锅炉应用可行性的影响，以期为相关从业人士提供些许借鉴。光纤器件
3电锅炉的分类和原理
电锅炉的种类较多，按照供热介质的不同，可以分为蒸汽锅炉、热水锅炉和导热油锅炉；按照锅炉介质工作参数的不同，分为常压锅炉和高压锅炉；按是否蓄热分为直热式锅炉和蓄热式锅炉；按工作原
理的不同，可以分为电极式锅炉、电阻式锅炉、电感式锅炉叫这三类电锅炉的工作原理及特点简要介绍如下。
3.1电极式锅炉
电极式锅炉是利用水的高热阻特性来将电能转换成热能的，因此所釆用的水需要含有电解质，使炉水具有一定的电阻，同时也需要控制导电率在合理范围内，防止造成击穿事故。电极式锅炉的加热元件一般是电极棒或电极板，材质可以是不锈钢或者石墨。电极式锅炉按水流与电极的接触方式不同，分为浸没式和喷射式，电极工作时完全浸没在水中并与加热介质直接接触，由炉体及电极绝缘端子与外部绝缘的称之为浸没式电极锅炉；炉水直接喷射到电极上进行加热的，锅炉筒体不需绝缘的则为喷射式电极锅炉。电极锅炉供电电压为6-10kV，需要高压配电设施，维护条件较复杂，对维护人员有资质要求。单台功率范围在0.3-50MW之间，常用功率型号在10MW以上，根据水量或水位控制功率，锅炉可实现1%-100%内的无级调节。由于对外供热需要进行间接热交换，因此整体热效率不到90%。
3.2电阻式锅炉
电阻式锅炉是通过电阻将电能转化为热能，通电时电阻越高越能发热。电阻为不锈钢材质，工作时电阻完全浸没在水中，电热元件通过绝缘材料与外部隔离。电阻锅炉供电电压为0.4kV，需要高低压变配电设施，易于维护。单台功率范围通常在0.01-10MW之间，常用功率型号为2-10MW，根据电热元
件数量来控制功率。由于不是必须进行间接热交换，因此整体热效率可以达到93%左右。
3.3电磁感应加热
电磁感应加热是利用电磁感应原理，在磁场中的金属物品受变化的磁场影响产生感应电动势，进而产生变化的感应电流，最终促使金属物品温度升髙。本质上是想将电能转化成电磁能，再转变成热能，属于快速加热方式，加热时间比电阻式的可以缩短2/3，热效率也可高达95%，维护费用低，此类产品正在逐步推广中。
电锅炉加装储热装置后就是储热式电锅炉，通常分为两类，一类是水蓄热式，在上述三类电锅炉的基础上加装储热罐就形成水蓄热式电锅炉，大规模集成使用时功率可达百MW级；另一类是固体或相变蓄热式电锅炉，其特点是蓄热装置与加热装置相统一，蓄热密度高、占地面积小，且供热温度可高达4009。本文主要针对水蓄热式电锅炉展开研究。
4应用范围分析和研究
4.1风电调峰供暖
风力发电由于受天气影响，具有随机性和间接性。如果釆用蓄热式电锅炉，则可以在电负荷低谷期间把原本废弃的风力发电量转化成热能储存起来供居民釆暖使用。蓄热式电锅炉可以就地设在风电场附变压器防盗报警器
近，也可以在电力输送通道沿线地区设置，可根据当地的采暖需求而定。一般三北地区居民
条形刷研究探讨
集中采暖热价在30-40元/qj之间，如果整个采暖季只使用电锅炉供暖，设备寿命按20年折算，则寿命期内每qj分摊的建设维护成本高达60元，因此蓄热式电锅炉供暖只能作为集中供暖的一种补充，此时寿命期内每GJ分摊的建设维护成本可低至12元左右，相应的电能成本控制在18-28元以内就号备与集中供暖进行竞争的能力，对应的电价为0.06-0.1元/千瓦时以内。
4.2热电联产机组调峰供暖
热电联产机组一般是“以热定电”的运行方式，如何进行热电解耦一直是研究热点。参与深度调峰的收益视各地规定而有所不同，调峰补贴减去上网电价再加上供热收益既是项目的运行收益，按上网电价0.35元/千瓦时，楚售热价23元/QJ，瞬时调峰能力100MW，全年累计参与调峰100h，设备寿命20年作为计算条件，则调峰电价达到0.62元/千瓦时便可以满足盈利的要求。
4.3热网公司蓄热供暖
热力公司通常釆用向热源厂购买热量的方式进行供热，因此如果能合理利用谷价电进行蓄热，则存在降低供热公司运行成本的可能性。以谷价电0.25元/千瓦时，谷价电持续时间为每天8小时，供暖天数1
FOSY50天，设备使用寿命20年为计算条件，则寿命期内每GJ分摊的建设维护成本约为11元左右，电费成本约为70元/GJ，则合计供热成本约为81元，成本远高于燃煤供热热价，但是低于燃气锅炉供热成本，因此对于釆用燃气供热的区域，可以考虑釆用蓄热式电锅炉作为补充热源。
4.4商业用户蓄热釆暖或制备生活热水
商业用户需要使用热水进行空调采暖或者做生活热水使用，且其营业时间不处于谷电时段，此时若使用蓄热式电锅炉在谷价电时间进行蓄热，在平时将热水供应热泵进行采暖或者直接当做生活热水使用，具有相当的可行性。商场采用的空气源热泵随空气温度升高COP会逐渐下降，如果使用热水作为热泵的余热源，则可以在极寒期有效降低釆暖费用。经测算，每天峰电时间为8小时，峰平谷电价按国内现行价格计算，则空气源热泵COP低于2.0持续时间大于等于30天时，采用电蓄热式锅炉作为空气源热泵余热源是可行的；由于商场即热式生活热水器使用的均是非谷电，因此蓄热式电锅炉供应大型综合体生活热水一般情况下均是可行的。
5结论
本文首先介绍了电锅炉的发展现状，并列举了部分国内外学者研究电锅炉应用可行性的成果。详细叙述了电锅炉的分类及工作原理，并提出了本文的研究重点即水蓄热式电锅炉的应用研究。通过对四种典型的电锅炉应用范围的分析与研究，可知风电调峰供暖项目取决于热价与电价的相对差值，项目具
有一定的可行性；热电联产机组釆用蓄热式电锅炉进行调峰，整个采暖季参与调峰的时间越长，所需的调峰电价临界点也越低，从目前国内调峰市场行情来看是可行的。热网公司设置蓄热式电锅炉，即使是使用谷价电，竞争力也不强，在燃气供暖区域可以考虑使用；商业用户使用蓄热式电锅炉在谷价电时段蓄热作为空气源热泵的余热源，或者制备生活热水都具有_定的可行性，可根据当地气候和商业电价进行进一步分析确定。
【参考文献】
[1]PeterJorgensen.丹麦风电的未来|J].能源技术经济,2011,23(03):6-10.
[2]胡松涛，宋仁江，刘光乘，张浩庭.固体蓄热式电锅炉在青岛某办公建筑空调系统中的应用[J].暖通空调,2015,45(12):25-29.
[3]谭晶，蔡莹，罗微，张德亮，张炎增，李展.考虑供热机组与电锅炉互动的热电协调调度方法[J].电气自动化，2018,40(02):63-65+69.
[4]何荣富，孟祥红，李珏煌，邓德敏，廖洪强.电锅炉技术及其应用对环境影响的分析研究00.环境科学与管理,2017,42(02):102-105.
【作者简介】陈飞飞(1988-)，男，江苏盐城，研究生，注册咨询师，注册暖通工程师，主要从事电厂
余热利用及供冷供热领域的研究。浙江杭州310030o
IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII
(上接33页)
[7]ALCANTARA-AVILA J R,SILLAS-DELG A DOB
H A,SEGOVIA-HERNANDEZ J G,et al.Optimization of a reactive distillation process with intermediate condensers for silane production[J].Computers and Chemical Engineering,2015,7&85—93.
[8]ZHU K,ZHANG M,WANG Y B,et al.Parametric optimization of low temperature orc system[J].Energy Procedia,2015,75:1596-1602.
[9]SUN W Q,YUE X Y,WANG Y H.Exergy efficiency analysis of ORC(organic Rankine cycle)and ORC based combined cycles driven by low—temperature waste heat[J]. Energy Conversion and Management.2017,135:63—73.
[10]GAO X X,MA Z F,MAJ Q,et al.Application of three—vapor recompression heat—pump concepts t
o a dimethylformamide—water distillation column for energy savings[J].Energy Technology,2014,2(3):250—256.
[11]杨德明，谭建凯，王颖，事.基于MVR热泵精馅的混合醇热集成分离工艺Q].化工进展,2015,34(11):4120-4125.
YANG D M.TAN J K WANG Y,rt al.Heat intergrated separation technology for separating mixed alcohol based on the MVR.heat—pump distillation[J].Chemical Industry and Engineering Process,2015,34(11):4120—4125.
【作者简介】尹华东(1991-)，本科，中新伟新材料股份有限公司职员。研究方向：污水处理。贵州铜仁554001o
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议