[發(fā)明專利]一種固體電蓄熱式鍋爐裝置電熱功率布置方案

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910947471.6
• 申請(qǐng)日: 2019-10-08
• 公開（公告）號(hào): CN110500782A
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉吉堂;王啟民;李一峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沈陽工程學(xué)院
• 主分類號(hào): F24H7/02
• 分類號(hào): F24H7/02;F24H9/18;F28D20/00
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一種固體電蓄熱裝置電熱功率布置方案，涉及一種利用電能轉(zhuǎn)換成熱能，存儲(chǔ)在固體蓄熱材料中，然后利用空氣取出儲(chǔ)蓄的熱能，去加熱鍋爐中的水向外供出熱水或蒸汽的系統(tǒng)。所述的電熱功率布置方案包括：（1）在鍋爐水側(cè)布置電熱功率；（2）鍋爐中布置的電熱功率數(shù)值近視等于或稍大于對(duì)外供熱功率；（3）降低現(xiàn)有技術(shù)中布置在電蓄熱爐中的電熱功率，降低的數(shù)值近視等于或稍大于鍋爐中布置的電熱功率數(shù)值；（4）在低谷電價(jià)時(shí)段，高溫風(fēng)機(jī)可以停止工作，對(duì)外供熱由布置在鍋爐上的電熱功率提供。本發(fā)明的方案節(jié)省了固體電蓄熱爐的造價(jià)，降低了運(yùn)行費(fèi)用，提高了工作的可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種固體電蓄熱裝置，特別是涉及一種利用電能轉(zhuǎn)換成熱能，存儲(chǔ)在固體蓄熱材料中，然后利用空氣取出儲(chǔ)蓄的熱能，去加熱鍋爐中的水向外供出熱水或蒸汽的系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著人民生活水平的提高，供電峰谷差逐年加大，給電網(wǎng)運(yùn)行帶來很大的困難和經(jīng)濟(jì)損失。為了緩解這一矛盾，我國電力部門制定了相關(guān)的用電引導(dǎo)政策，即：在用電低谷時(shí)段，電價(jià)格較低；在用電高峰時(shí)段，電價(jià)格較高，鼓勵(lì)低谷時(shí)段用電。固體電蓄熱式鍋爐裝置就是在此背景下出現(xiàn)的技術(shù)方案，在用電低谷時(shí)段，將電能轉(zhuǎn)換成熱能的儲(chǔ)備，當(dāng)用電高峰時(shí)段可以使用該儲(chǔ)備的熱能，持續(xù)向采暖系統(tǒng)或者生活熱水系統(tǒng)釋放，從而緩解用電高峰時(shí)段的用電壓力。

現(xiàn)有技術(shù)方案中，典型的固體電蓄熱式鍋爐裝置工作原理如圖1所示，其工作可以分成三個(gè)過程。第一階段為電熱轉(zhuǎn)換和蓄熱過程，在電蓄熱爐中進(jìn)行。利用低電價(jià)時(shí)段的谷電，以較大的電功率將電能轉(zhuǎn)換成熱能，加熱固體蓄熱材料到一個(gè)較高的溫度，存儲(chǔ)熱能。熱能轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)的多少，取決于固體材料的質(zhì)量、最高蓄熱溫度、谷電時(shí)段長短（一般每天8h或10h不等）以及電蓄熱爐中安裝布置的電功率大小。第二階段為取熱過程，也在電蓄熱爐中進(jìn)行。高溫風(fēng)機(jī)將低溫空氣排入電蓄熱爐中，空氣與固體蓄熱材料進(jìn)行對(duì)流換熱，將存儲(chǔ)在固體蓄熱材料的熱能取走變成高溫空氣通過管路系統(tǒng)進(jìn)入鍋爐中去。第三階段為空氣放熱與對(duì)外供熱過程，在鍋爐中進(jìn)行。高溫空氣作為熱源再次以對(duì)流換熱的形式將熱能傳遞給鍋爐中的進(jìn)水，將鍋爐給 水加熱成溫度較高的熱水或蒸汽對(duì)外供熱。高溫空氣放熱變成低溫空氣進(jìn)入高溫風(fēng)機(jī)中，再次排入電蓄熱爐中取熱，如此往復(fù)循環(huán)。第二階段的空氣取熱與第三階段的空氣放熱能力大小取決于循環(huán)風(fēng)量大小。

現(xiàn)有技術(shù)的固體電蓄熱式鍋爐裝置一個(gè)明顯特征是：鍋爐對(duì)外供熱全部來自于固體電蓄熱中的蓄熱，都要經(jīng)過電熱轉(zhuǎn)換和蓄熱、空氣取熱及空氣放熱三個(gè)階段?，F(xiàn)有技術(shù)存在的問題是：（1）需要的固體電蓄熱材料量大笨重、耐高溫、抗冷熱反復(fù)沖擊而且在高溫下的絕緣性能好，固體電蓄熱材料成本高；（2）布置在蓄熱爐中的電熱絲（帶、或管）電熱功率很大加上電熱絲與固體電蓄熱材料之間的傳熱熱阻大，傳熱效果差，電熱絲與固體電蓄熱材料之間的溫差高達(dá)200～400℃，當(dāng)蓄熱溫度高時(shí)，要求電熱材料為高牌號(hào)耐熱合金材料，因此，電熱材料成本很高、壽命還短；（3）空氣取熱與空氣放熱困難，需要高溫風(fēng)機(jī)大風(fēng)量運(yùn)行，高溫風(fēng)機(jī)也是系統(tǒng)中的易損件，因此，空氣取熱與空氣放熱運(yùn)行成本高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種固體電蓄熱式鍋爐裝置電熱功率布置方案，該方案有別于現(xiàn)有技術(shù)的特征在于：（1）降低電蓄熱爐中的電熱功率；（2）在鍋爐水側(cè)布置電熱功率，在鍋爐水側(cè)直接完成電熱轉(zhuǎn)換；（3）鍋爐中布置的電熱功率數(shù)值近視等于或稍大于對(duì)外供熱功率；（4）電蓄熱爐中電熱功率降低的數(shù)值近視等于或稍大于鍋爐中布置的電熱功率數(shù)值；（5）在低谷電價(jià)時(shí)段，高溫風(fēng)機(jī)可以停止工作，對(duì)外供熱由布置在鍋爐上的電熱功率提供。本發(fā)明的核心是：將電蓄熱爐中部分電熱功率轉(zhuǎn)移到鍋爐中去，鍋爐對(duì)外供熱部分（高峰電價(jià)時(shí)段）來自于固體電蓄熱中的蓄熱，低谷電價(jià)時(shí)段部分對(duì)外供熱來自于鍋爐本體上的電熱功率。