固體蓄熱式電鍋爐技術(shù)原理深度解析

隨著(zhù)清潔能源政策的推進(jìn)，谷電儲熱采暖成為備受市場(chǎng)熱寵的清潔能源供熱形式，固體蓄熱式電鍋爐更是谷電儲熱領(lǐng)域的熱門(mén)產(chǎn)品，普遍應用于大面積采暖改造、電廠(chǎng)深度調峰和工業(yè)生產(chǎn)用熱等領(lǐng)域。

固體蓄熱式電鍋爐原理

固體蓄熱式電鍋爐，是將低價(jià)電時(shí)間段的電能以及無(wú)法被電網(wǎng)消納的風(fēng)電、光伏電力轉化為熱能存儲于固態(tài)儲熱材料中，在需要提供熱量時(shí)，通過(guò)適宜的取熱手段進(jìn)行熱量釋放。整個(gè)過(guò)程為全自動(dòng)運行，無(wú)需人員值守。

其工藝流程為：電加熱（谷電/風(fēng)電/光電均可）→固體介質(zhì)儲熱→取熱→熱交換→供熱末端。固體儲熱利用了固態(tài)介質(zhì)熔點(diǎn)高、密度大、導熱快等的特點(diǎn)。

目前市場(chǎng)上已經(jīng)出現的固體儲熱介質(zhì)包括95#鎂磚、92#鎂磚、鎂鐵磚、紅磚、高鋁磚和石墨、相變蓄熱磚等為主。雖然固體儲熱以性能穩定著(zhù)稱(chēng)，但并不是所有的固態(tài)儲熱介質(zhì)都能達到設計標準，有些儲熱介質(zhì)被詬病較多，甚至使有些用戶(hù)到了談之色變的程度。經(jīng)過(guò)多年的行業(yè)發(fā)展，95#鎂磚和92#鎂磚以?xún)崦芏却?、導熱系數和導電系數均適宜、狀態(tài)穩定性佳等優(yōu)點(diǎn)占據了較大的份e，市場(chǎng)口碑更好，應用也更穩定。我們金喆新能源自有的異形定制儲熱磚更是敢承諾終身質(zhì)保，20年不粉不碎。

固體蓄熱式電鍋爐特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)

固體蓄熱式電鍋爐的優(yōu)點(diǎn)是：儲熱溫度高、占用空間小、蓄放熱效率快、智能控制、控制工藝簡(jiǎn)單安全、儲熱性能穩定、無(wú)腐蝕無(wú)污染、設備運行安全系數高、可應用范圍廣、結構簡(jiǎn)單以及維護可操作性強等。

缺點(diǎn)

固體蓄熱式電鍋爐的缺點(diǎn)是：儲熱體笨重，對安裝空間的承重有要求；設備造價(jià)高；高低溫放熱穩定性差，考驗廠(chǎng)家對熱量的控制能力；加熱絲更換難度大等。

固體蓄熱式電鍋爐結構設計

根據上文原理介紹可推測，一臺完整的固體蓄熱式電鍋爐應包含儲熱模塊和放熱模塊（也可稱(chēng)熱交換模塊）。目前行業(yè)內有兩種鍋爐結構設計：

第一種結構設計，是將儲熱模塊和放熱模塊集成為一體機，采用上蓄熱體+下?lián)Q熱器的上下結構，這也是我們金喆新能源的鍋爐結構，這種結構安全系數更高，在停機時(shí)換熱器不會(huì )出汽化的可能性，換熱器出現漏水事故時(shí)也便于發(fā)現，泄露的水也不會(huì )進(jìn)入蓄熱體。

第二種結構設計，是儲熱模塊和放熱模塊獨立放置，即蓄熱體落地+換熱器側放的方式，這種結構設計相較于一體化設計而言有些缺點(diǎn)——換熱器漏水時(shí)容易進(jìn)入蓄熱體，引發(fā)電路危險。側置換熱器，蓄熱體內部換熱時(shí)，一側溫度高、一側溫度低，會(huì )造成開(kāi)始升溫時(shí)蓄熱體內部溫度不均勻，出現蓄熱量不夠的情況。

固體蓄熱式電鍋爐的其他主要構成

除了固態(tài)儲熱介質(zhì)這一核心要素以外，固體蓄熱式電鍋爐還包括幾個(gè)關(guān)鍵部分：

電氣部分：包含高低壓配電柜、智能電控柜、高壓?jiǎn)?dòng)柜等。

電加熱組件：主要為電熱絲，以鐵鉻鋁、鎳鉻合金為主。

保溫層：主要包含內膽、防火層、保溫層、密封層及外殼。

風(fēng)機：采用高溫離心風(fēng)機，常見(jiàn)的有皮帶傳動(dòng)式離心風(fēng)機和直聯(lián)離心風(fēng)機兩種。

換熱器：包括空氣-熱水（熱水機組用）、空氣-空氣（熱風(fēng)機組用）、空氣-蒸汽（蒸汽機組用）、空氣-導熱油（導熱油機組用）等類(lèi)型；根據結構，換熱器又分為管殼式、高效翅片管式和高頻焊螺旋翅片式等。

影響固體蓄熱式電鍋爐性能的因素

1.所用儲熱介質(zhì)的總質(zhì)量與儲熱設備的總儲熱量成正比；儲熱介質(zhì)的拼擺也會(huì )影響儲熱、放熱性能，以及鍋爐系統使用壽命。

2.高溫風(fēng)機的風(fēng)量與儲熱設備的有效儲熱溫差成反比，與放熱速度成正比，與循環(huán)風(fēng)阻成反比。

3.換熱器的性能和大小決定了最大放熱能力；

4.加熱絲(或帶、或管)的電阻值決定了儲熱設備的最大加熱能力，性能會(huì )影響設備運行穩定性。

5.保溫層的厚度與保溫效率成正比，與熱損失成反比，設計不當會(huì )影響鍋爐整機保溫性能和熱效率。

6.高溫風(fēng)機、換熱器、加熱絲均為易損件。

固體蓄熱式電鍋爐的應用

固體蓄熱式電鍋爐是一種清潔能源供熱技術(shù),也可稱(chēng)為固體蓄熱式電鍋爐、固體蓄熱式電鍋爐等，可直接替代傳統的燃煤鍋爐、燃油鍋爐、燃氣鍋爐等熱源形式。

固體儲熱技術(shù)的熱輸出能力，與儲熱介質(zhì)的最高蓄熱溫度有直接關(guān)系。例如，如果采用額定蓄熱溫度750℃的儲熱磚，那么，輸出250℃以下的熱量一般都沒(méi)有問(wèn)題。但如果額定蓄熱溫度只有兩三百攝氏度，那可能只能輸出100℃以下的熱。

截至目前，固體蓄熱式電鍋爐在清潔能源供暖領(lǐng)域已有十余年的推廣應用，整個(gè)行業(yè)都在快速蓬勃發(fā)展中。毫無(wú)疑問(wèn)，熱水機組是該領(lǐng)域的主角。我們金喆新能源的熱水機組常規情況下熱水輸出溫度≤85℃，承壓狀態(tài)下熱水輸出≤130℃。

受能源政策及價(jià)格影響，工業(yè)用固體電儲熱技術(shù)是近兩三年才開(kāi)始被推向市場(chǎng)，整個(gè)領(lǐng)域仍處于起步階段。目前，真正有能力做出固體電儲熱蒸汽機組的廠(chǎng)家很少,導熱油加熱至≤250℃，是少有的可10KV高電壓直入的大功率電加熱機組，在大功率電能替代領(lǐng)域有明顯優(yōu)勢。