電極加熱

電極加熱

電極加熱是利用水的高熱阻特性,直接將電能轉換為熱能並產生蒸汽的一種技術。加熱電壓採用中壓電,電壓≥6kV。相同的鍋爐,加熱電壓不一樣,其功率也是不一樣的。因加熱功率與電壓的平方成正比關係。

加熱電壓要求

  

加熱電壓採用中壓電,電壓≥6kV。相同的鍋爐,加熱電壓不一樣,其功率也是不一樣的。因加熱功率與電壓的平方成正比關係。所以對於大功率的電極鍋爐來說,希望其加熱電壓越高越好,否則其尺寸會非常大。大功率鍋爐一般要求其加熱電壓為13.5kV。  

其它動力控制電壓採用380/220V。因此電極式鍋爐需要兩路電源,一路中壓電源,一路低壓電源 。 

中壓電源的保護

由於中壓電源直接來自高壓線路,因此必須配備相應的保護措施,設定一中壓櫃,相應的保護信號傳輸給控制櫃。  

保護主要有以下幾方面: 

1)過流保護 

2)缺相保護 

3)短路保護 

4)三相不平衡保護等等 。

加熱原理

電極鍋爐一般採用電廠的除鹽水,除鹽水的導電率(25℃)一般為<0.3μs/cm,該水屬於不導電。因此鍋爐內必須加入一定的電解質,使爐水具有一定的電阻,才能使其導電。當然爐水的導電率不是越高越好,否則容易造成擊穿等事故。  

電極式鍋爐就是利用含電解質水的導電特性,通電後被加熱產生熱水或蒸汽。  

根據水流與電極的接觸方式不同,電極鍋爐主要有以下兩種結構形式:  

1、浸沒式電極鍋爐:是指連線高壓電源的電極直接浸沒在鍋爐的爐水中進行加熱。爐水與鍋爐外壁採用絕緣隔離的方式,避免鍋爐金屬筒體帶電。  

2、噴射式電極鍋爐:是指爐水直接噴射到電極上進行加熱,而不是直接浸沒在爐水中。因此電極與鍋爐金屬筒體是“相對隔離”的,金屬筒體不需要絕緣。  

由於是利用水的電阻性直接進行加熱,電能100%轉化成熱量,基本沒有熱損失。  

當鍋爐缺水時,電極間的電流通道被切斷。不存在類似常規鍋爐那樣因缺水燒壞的現象。  兩種結構形式的分析:  

1、兩種結構實現的方式有較大區別,因此造成兩者的循環水量有較大差異。浸沒式結構鍋爐的循環水量主要是補充“蒸發損失”的水量,因此水量較少。而噴射式是靠噴射的水量來維持其加熱功率的,因此其噴射水量非常大,大功率的水量甚至達到1000m3/h以上。  

2、由於電極與爐水的接觸面積不同,其電阻差別較大,因此對爐水的導電率要求也不相同。噴射式電極鍋爐的導電率一般要求在1700μs/cm左右;而浸沒式電極鍋爐一般只需要100μs/cm左右。  

3、絕緣要求不同。因浸沒式的電極與爐水直接接觸,因此要求與電極接觸的爐水部分與鍋爐金屬筒體絕緣隔離。而噴射式沒有這方面的要求。  

4、電源要求不同。浸沒式結構三相電極基本處於對稱狀態,因此對進線電源沒有特殊要求。而噴射式結構為三相不對稱運行加熱,因此要求進線為三相四線中心點接地。  

5、蒸汽品質區別。蒸汽一般不溶解鹽,只有攜帶的水中含有鹽。在相同的蒸汽濕度下,噴射式鍋爐蒸汽中的含鹽量要高於浸沒式。  

加熱負荷調節

基於電極鍋爐加熱方式的特殊性,其加熱功率的調節主要是通過調節與電極接觸水量大小來實現的,即通過改變電極間的電阻。由於水量的調節範圍是0~100%,因此電極鍋爐的調節範圍也是0~100%,調節範圍非常寬,可根據用戶的實際需要實現無級調節 。

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