工频感应电锅炉

工频感应电锅炉

短路原理应用范例

特斯拉发明的交流感应电动机已有一百多年历史了,现在几乎所有的工矿企业及家家户户都少不了它。其实它的铸铝转子就是电气领域最为广泛应用短路的一个典型范例。电动机转子的结构见图(1)、图(2)所示。其中图(1)为整体转子，图(2)为除去轴及转子铁芯的铸铝件（相当于变压器的输出副边）。从图(2)可以清楚地看到，转子铁芯槽中的各铸铝条与其两端的环行铸铝圈连接导通，它在电源为三相或单相运行时，分别呈三相或单相短路状态。图(2)的形状似鼠笼，所以又称为鼠笼型电动机。变压器与电动机同属电磁感应原理，GTG30工频感应电锅炉中主发热的变压器同样的也是应用副边短路的原理。不同的是：电动机输出的是动力，而GTG30输出的是焦耳热量。

众所周知，电气中的短路常常是坏事，而在这里却利用短路来造福人类。

GTG30结构及工作原理

GTG30三相工频感应电锅炉，主要由感应加热的主机、内胆、防护外壳组成一体。主机相当于一种特殊结构的水冷干式电力变压器，它设置在内胆的循环水中，如图(3)所示。当主机的原边接通三相工频电源，则其副边感应产生三相短路大电流而被快速加热，然后将产生的热量传导给它周围的介质水，使储水箱中的水温在循环过程中不断升高。

产品用途

GTG30工频感应电锅炉利用夜间谷电对蓄水箱中的水进行循环加热，将经济的电能转换成热能储存起来，以供生活热水、采暖或工业使用。

主要技术参数

功率因数cos ＞0.98

在工频感应类电器中，功率因数cos是一项重要参数。cos越高，电流就越小，用铜量及用铁量就越少。它不但涉及产品的制造成本，同时还关系到资源的节省利用。为使国产Y系列电动机的cos提高两个百分点，宝钢集团投资数十亿建造了电机硅钢片冷轧生产线。即使这样，Y系列2极电机的最高cos只能达到0.90，10极最高cos仅为0.77。

同属工频感应的GTG30，cos为什么能高达0.98以上呢？对此，我们借用图（5）作简单说明。图（5）中，在铁芯、原边绕组相同的条件下，副边的包覆系数低，cos低；包覆系数高，cos高。GTG30的主机非常巧妙地利用外壳作为副边，包覆系数几乎是百分之百，所以功率因数能如此之高。

热效率ηa＞0.99

在这里，让我们用实验来说明这一现象。

我们用一台拆除保护外壳及保温层的GTG30工频感应电锅炉，按图(6)安装，通电通水进行各项检测，完毕后关机。然后在这一台电锅炉的内胆外面包覆一层2.5㎜厚的Q235钢板，重复上述各项检测，实测数据见下表4。

从表(4)中可以清楚看到，两次试验：工作电流、功率因数在同一电压下不变，而外包的Q235钢板的温升较不锈钢内胆温升高5倍。按理，外面的温升应低一些，可为什么反而高了呢？这不是反了吗？不，这其实很科学。大家都知道，当电流通过导体时，在导体的四周会产生磁场。同理，GTG30在运行时，设置在内胆中的主机，它的副边短路电流达到(1～3)104A，它的每相磁场强度达到(1.4～3.2)104A/m。如此强大的交变磁场，其漏磁使Q235钢板感应产生了很大的涡流而被迅速加热，虽然Q235钢板没有直接通电，但是它的温度却变得很高了。简言之，交变的磁场本属无功，可在这里无功却转化成了热能。因此，GTG30工频感应电锅炉的热效率就特别的高了。

GTG30的磁化功能

●防垢

GTG30工频感应电锅炉在运行时，由于有副边外壳的短路大电流，因而产生了强大的工频磁场，这对流经它周围的循环水在加热的同时就被磁化了，使水分子键发生角度和长度的变化，氢键角从105°减小到103°左右，这一微观结构的变化使水分子产生了一系列电性和磁性的变化。水的物理性能与化学性质也发生了一系列的变化，水的活性溶解度大大提高，水中的Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2,它们不易在壁上积存而被循环水带走；另外，水的聚合度也提高了，被溶解的固态物质成为更细的颗粒，粒子细化后，不易凝结在壁上，从而达到了防垢的良好效果。

●有益人体健康

经过磁化的水，含氧量、渗透性、表面张力、盐类的溶解度等性质都发生了变化。磁化水可增加生物膜的通透性，降低血液粘稠度，保持血管弹性，对结石、皮肤病有预防作用。我国著名医学家李时珍早在500多年前就指出，经磁化处理过的水具有“去疮瘘、长肌肤、长饮令人有子、宜入酒”等功效，见《本草纲目》582-586页。

“阳光、空气、水—生命”，我们没法改变前两者，但是现在我们却能改变“水”。

下面的电镜图片，澳大利亚BobGatt介绍，是将通过

磁化后的水静止二十四小时后，进行电镜检测。日本江本胜所摄磁化水结晶照片

图中A普通水，无运动。图中B磁化水，没有被污染的水均呈现出美丽的结晶，

是一种有次序的连续不断的水波旋转运动。而被污染的水是不能冻结成美丽的结晶。

安全环保寿命长

GTG30的心脏是感应加热的主机，它是一特殊的水冷干式变压器。它的使用寿命主要涉及两个方面：一是绝缘材料，二是绕组温升。

企业标准：绝缘材料H级，耐温180℃（选用进口环氧树脂）。绕组温升75K，环境温度90℃（水温），即绕组的总温165℃，低于绝缘材料的耐温等级。

型式试验：实测的绕组温升51.7K，即绕组总温141.7℃，远低于企业标准。

在变压器国家标准中，对绝缘材料的耐温等级及绕组温升的限值，是在保证变压器的使用寿命不少于20年的基础上制订的。对此有一“6度定则”，即绕组温升超过绝缘标准6℃，寿命缩短一半；绕组温升低于绝缘标准6℃，寿命则延长一倍。由此可见，GTG30主机的寿命已超过国家设计标准。

GTG30的主机外壳、内胆、管道法兰均采用优质不锈钢制作，所以说本产品在正常使用条件下其使用寿命达20年以上是完全有保证的。 GTG30在运行时副边三相短路,外壳呈零电位，运行安全，每台感应电锅炉均配感应加热的主机一只，整个系统结构简单，控制点很少，运行非常可靠。

GTG30利用的是电能，电能属高清洁能源，对环境无任何污染，产品运行无噪音，是真正的绿色环保产品。