电极锅炉介绍

电极锅炉简介

电极锅炉是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。

一、加热电压要求

加热电压采用中压电，电压≥6kV。相同的锅炉，加热电压不一样，其功率也是不一样的。因加热功率与电压的平方成正比关系。所以对于大功率的电极锅炉来说，希望其加热电压越高越好，否则其尺寸会非常大。大功率锅炉一般要求其加热电压为13.5kV。

其它动力控制电压采用380/220V。

因此电极式锅炉需要两路电源，一路中压电源，一路低压电源。

二、中压电源的保护

由于中压电源直接来自高压线路，因此必须配备相应的保护措施，设置一中压柜，相应的保护信号传输给控制柜。

保护主要有以下几方面：

1） 过流保护

2） 缺相保护

3） 短路保护

4） 三相不平衡保护

等等

三、加热原理

电极锅炉一般采用电厂的除盐水，除盐水的导电率（25℃）一般为＜0.3μs/cm，该水属于不导电。因此锅炉内必须加入一定的电解质，使炉水具有一定的电阻，才能使其导电。当然炉水的导电率不是越高越好，否则容易造成击穿等事故。

电极式锅炉就是利用含电解质水的导电特性，通电后被加热产生热水或蒸汽。

根据水流与电极的接触方式不同，电极锅炉主要有以下两种结构形式：

1、浸没式电极锅炉：是指连接高压电源的电极直接浸没在锅炉的炉水中进行加热。炉水与锅炉外壁采用绝缘隔离的方式，避免锅炉金属筒体带电。

2、喷射式电极锅炉：是指炉水直接喷射到电极上进行加热，而不是直接浸没在炉水中。因此电极与锅炉金属筒体是“相对隔离”的，金属筒体不需要绝缘。

由于是利用水的电阻性直接进行加热，电能100%转化成热量，基本没有热损失。

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那样因缺水烧坏的现象。

两种结构形式的分析：

1、两种结构实现的方式有较大区别，因此造成两者的循环水量有较大差异。浸没式结构锅炉的循环水量主要是补充“蒸发损失”的水量，因此水量较少。而喷射式是靠喷射的水量来维持其加热功率的，因此其喷射水量非常大，大功率的水量甚至达到1000m3/h以上。

2、由于电极与炉水的接触面积不同，其电阻差别较大，因此对炉水的导电率要求也不相同。喷射式电极锅炉的导电率一般要求在1700μs/cm左右；而浸没式电极锅炉一般只需要100μs/cm左右。

3、绝缘要求不同。因浸没式的电极与炉水直接接触，因此要求与电极接触的炉水部分与锅炉金属筒体绝缘隔离。而喷射式没有这方面的要求。

4、电源要求不同。浸没式结构三相电极基本处于对称状态，因此对进线电源没有特殊要求。而喷射式结构为三相不对称运行加热，因此要求进线为三相四线中心点接地。

5、蒸汽品质区别。蒸汽一般不溶解盐，只有携带的水中含有盐。在相同的蒸汽湿度下，喷射式锅炉蒸汽中的含盐量要高于浸没式。

四、加热负荷调节

基于电极锅炉加热方式的特殊性，其加热功率的调节主要是通过调节与电极接触水量大小来实现的，即通过改变电极间的电阻。由于水量的调节范围是0~100%，因此电极锅炉的调节范围也是0~100%，调节范围非常宽，可根据用户的实际需要实现无级调节。

五、与常规锅炉比较

1、使用经济性方面：

电极式锅炉从冷态到热态可以采用电热管进行加热，基本没有排放，因此效率接近100%。况且随时可以起停，非常方便。实际运行时间和成本都非常低。

常规锅炉由于带有过热器，为防止过热器过热损坏，因此必须通过排放蒸汽使其冷却，同时由于这类锅炉一般最小负荷在40%左右，因此造成很大的浪费。

2、系统的复杂程度：

电极式系统较简单，比常规锅炉多了中压电源系统，而减少了燃料系统。锅炉体积也小，因此占地面积也小。

3、启动速度

电极锅炉体积小巧，启动迅速。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。而常规锅炉的启动时间非常长，冷态启动时，一般需要2小时左右，热态一般为15~20分钟。