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：

在锅炉炉水中进行加热。炉水与锅炉外壁采用绝缘隔离方式，避免锅炉金属筒体带电热，不直接浸没在炉水中。电极与锅炉金属筒体“相对隔离”，金属筒体不需要绝缘

循环水量

主要是补充“蒸发损失”的

水量，用水量较少喷射水量大，大功率的水量甚至达到 1000m3/h 以上

炉水导电率100μ s/cm 左右1700μ s/cm 左右

绝缘要求

要求与电极接触的炉水部分

与锅炉金属筒体绝缘隔离

无要求

电源要求对进线电源没有特殊要求进线为三相四线中心点接地

蒸汽品质含盐量低含盐量高

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

1905年世界上第一台电极锅炉在欧洲出现，电压等级限制在2000V以下

1920年代瑞典Z&I公司发明了浸没式电极锅炉，控制精度大幅度提高，采用高电压(6-15kV)直接供电，称为高压电极锅炉

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