[发明专利]一种固体电蓄热式锅炉装置电热功率布置方案

说明书

一种固体电蓄热装置电热功率布置方案，涉及一种利用电能转换成热能，存储在固体蓄热材料中，然后利用空气取出储蓄的热能，去加热锅炉中的水向外供出热水或蒸汽的系统。所述的电热功率布置方案包括：（1）在锅炉水侧布置电热功率；（2）锅炉中布置的电热功率数值近视等于或稍大于对外供热功率；（3）降低现有技术中布置在电蓄热炉中的电热功率，降低的数值近视等于或稍大于锅炉中布置的电热功率数值；（4）在低谷电价时段，高温风机可以停止工作，对外供热由布置在锅炉上的电热功率提供。本发明的方案节省了固体电蓄热炉的造价，降低了运行费用，提高了工作的可靠性。

技术领域

本发明涉及一种固体电蓄热装置，特别是涉及一种利用电能转换成热能，存储在固体蓄热材料中，然后利用空气取出储蓄的热能，去加热锅炉中的水向外供出热水或蒸汽的系统。

背景技术

随着人民生活水平的提高，供电峰谷差逐年加大，给电网运行带来很大的困难和经济损失。为了缓解这一矛盾，我国电力部门制定了相关的用电引导政策，即：在用电低谷时段，电价格较低；在用电高峰时段，电价格较高，鼓励低谷时段用电。固体电蓄热式锅炉装置就是在此背景下出现的技术方案，在用电低谷时段，将电能转换成热能的储备，当用电高峰时段可以使用该储备的热能，持续向采暖系统或者生活热水系统释放，从而缓解用电高峰时段的用电压力。

现有技术方案中，典型的固体电蓄热式锅炉装置工作原理如图1所示，其工作可以分成三个过程。第一阶段为电热转换和蓄热过程，在电蓄热炉中进行。利用低电价时段的谷电，以较大的电功率将电能转换成热能，加热固体蓄热材料到一个较高的温度，存储热能。热能转换和存储的多少，取决于固体材料的质量、最高蓄热温度、谷电时段长短（一般每天8h或10h不等）以及电蓄热炉中安装布置的电功率大小。第二阶段为取热过程，也在电蓄热炉中进行。高温风机将低温空气排入电蓄热炉中，空气与固体蓄热材料进行对流换热，将存储在固体蓄热材料的热能取走变成高温空气通过管路系统进入锅炉中去。第三阶段为空气放热与对外供热过程，在锅炉中进行。高温空气作为热源再次以对流换热的形式将热能传递给锅炉中的进水，将锅炉给 水加热成温度较高的热水或蒸汽对外供热。高温空气放热变成低温空气进入高温风机中，再次排入电蓄热炉中取热，如此往复循环。第二阶段的空气取热与第三阶段的空气放热能力大小取决于循环风量大小。

现有技术的固体电蓄热式锅炉装置一个明显特征是：锅炉对外供热全部来自于固体电蓄热中的蓄热，都要经过电热转换和蓄热、空气取热及空气放热三个阶段。现有技术存在的问题是：（1）需要的固体电蓄热材料量大笨重、耐高温、抗冷热反复冲击而且在高温下的绝缘性能好，固体电蓄热材料成本高；（2）布置在蓄热炉中的电热丝（带、或管）电热功率很大加上电热丝与固体电蓄热材料之间的传热热阻大，传热效果差，电热丝与固体电蓄热材料之间的温差高达200～400℃，当蓄热温度高时，要求电热材料为高牌号耐热合金材料，因此，电热材料成本很高、寿命还短；（3）空气取热与空气放热困难，需要高温风机大风量运行，高温风机也是系统中的易损件，因此，空气取热与空气放热运行成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种固体电蓄热式锅炉装置电热功率布置方案，该方案有别于现有技术的特征在于：（1）降低电蓄热炉中的电热功率；（2）在锅炉水侧布置电热功率，在锅炉水侧直接完成电热转换；（3）锅炉中布置的电热功率数值近视等于或稍大于对外供热功率；（4）电蓄热炉中电热功率降低的数值近视等于或稍大于锅炉中布置的电热功率数值；（5）在低谷电价时段，高温风机可以停止工作，对外供热由布置在锅炉上的电热功率提供。本发明的核心是：将电蓄热炉中部分电热功率转移到锅炉中去，锅炉对外供热部分（高峰电价时段）来自于固体电蓄热中的蓄热，低谷电价时段部分对外供热来自于锅炉本体上的电热功率。