CN108981142A - 一种中高压电阻加热锅炉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了了一种中高压电阻加热锅炉，包括炉本体、电阻发热装置、换热装置和闭式循环风系统，电阻发热装置上设置有供气体流通的通道和电阻丝，闭式循环风系统设置循环风流动通道，循环风流动通道与炉本体接通，使得从循环风流动通道出来的风依次经过电阻发热装置的通道和换热装置后流入循环风流动通道。本发明可将6KV～35KV的中高电压直接接入电阻加热装置中，相对于传统的电阻加热锅炉，电力变压损耗降低了1％～4％；利用电阻丝的电阻性直接加热空气，使得电能转化率达到99.5％，热损失小。锅炉缺水保护也容易实现：通过监测循环热风的温度，自动切断电源，形成保护，避免了老式锅炉因缺水干烧的安全事故。
Description
技术领域
本发明属于能源设备技术领域，具体涉及一种中高压电阻加热锅炉。
背景技术
电锅炉是一种以动力电能为加热源，通过锅炉的换热部位把热媒水加热到一定温度参数并向外输出具有额定工质的热能机械设备。主要分两种形式：电极加热式锅炉和电阻加热锅炉。
电极加热式锅炉是把电极插入水中，利用水的高热阻特性，直接将电能转化为热能，在这一转换过程中几乎没有热量损失。电极锅炉采用高电压，负荷容量大，但电极加热式锅炉生产成本很高，水电接触安全性存在争议，而且负载波动大、对电网平稳运行有一定影响，而且目前应用广泛的喷射式电极锅炉易产生氢气，存在易发生爆炸的危险性。
电阻加热式锅炉是采用高阻抗电热元件，通过电热元件产生的高热将水进行加热，一般对电热元件的要求高：电热元件要选用耐高温、耐腐蚀及高强度材料作为套管，同时要保证电热元件在潮湿环境下，不会因绝缘密封问题而使电热元件绝缘电阻下降。目前电阻式加热方式锅炉通常采用低电压加热方式，一般为380V低电压电阻加热技术。一方面，这种加热方式只适用于负荷容量较小锅炉，单组加热管的功率小，整机的加热功率最大2.8MW；另一方面利用低电压技术电力成本高，380V的低压电源进线方式需要变压器、高低压配电柜、电缆及桥架，电力系统的投资远远大于采暖主机的投资，而且大功率用电设备由高压降至380V会产生不小的电力变损；锅炉本体易损，适用于小面积采暖领域，运用范围狭窄。并且，电阻式加热方式会发生干烧现象。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种中高压电阻加热锅炉，解决了现有电阻加热锅炉效率低、成本高的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：
一种电阻发热装置，该装置包括高温绝缘体和电阻丝，所述的高温绝缘体上设置有呈蜂窝状贯通的通道，所述的电阻丝设置在所述的通道内。
具体的，所述的电阻丝呈螺旋状沿通道设置。
具体的，所述的高温绝缘体由多个耐热绝缘陶瓷块组成，每个耐热绝缘陶瓷块的中心位置设置有一个通道。
本发明还公开了一种中高压电阻加热锅炉，包括炉本体、电阻发热装置、换热装置和闭式循环风系统；
所述的电阻发热装置和换热装置设置在炉本体内，所述的换热装置包括进口、出口以及供液体流通的通路；
所述的电阻发热装置上设置有供气体流通的通道和电阻丝，所述的电阻丝置在通道上；
所述的闭式循环风系统包括循环风机和循环风流动通道，所述的循环风流动通道与炉本体接通，所述的送风装置设置在循环风通道上，使得从循环风流动通道出来的风依次经过电阻发热装置的通道和换热装置后流入循环风流动通道。
具体的，所述的电阻发热装置包括高温绝缘体和电阻丝，所述的高温绝缘体上设置有呈蜂窝状的通道，所述的通道内布置有电阻丝；所述的高温绝缘体通过绝缘支座固定在炉本体内壁上。
具体的，所述的高温绝缘体由多个耐热绝缘陶瓷块组成，每个耐热绝缘陶瓷块的中心位置设置有一个通道，所述的电阻丝呈网格状设置在通道内。
具体的，所述的换热装置为翅片管式换热器，所述的翅片管式换热器的进口端和出口端分别通过炉本体的筒壁后与外界供暖系统接通。
具体的，所述的闭式循环风系统包括循环风机和循环风流动通道，所述的循环风流动通道包括进风通道和出风通道，所述的进风通道连通在靠近电阻发热装置附件的炉本体筒壁上，所述的出风通道连接在靠近换热装置附近的炉本体筒壁上；进风通道和出风通道通过送风装置接通。
进一步的，该电阻加热锅炉还包括监测装置，所述的监测装置包括温度传感器和湿度传感器，所述的湿度传感器和温度传感器设置在靠近换热装置出风处。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)本发明采用水电分离设计，电阻发热装置与换热系统之间采用空气交联，水电分离设置方式最大程度的保证了设备在各种场合的安全运行，合理解决了高压安全绝缘的问题。
2)本发明的结构可将6KV～35KV的中高电压直接接入电阻加热装置中，相对于传统的电阻加热锅炉，不需要变压，使得电力变压损耗降低了4％～5％，降低了成本；利用电阻丝的电阻性直接加热空气，使得电能转化率达到99.5％，热损失小。锅炉缺水保护也容易实现：通过监测循环热风的温度，自动切断电源，形成保护，避免了老式锅炉因缺水干烧的安全事故。
3)相对于传统的2.8MW，本发明的加热锅炉的单机功率可达50MW，供热面积可达50万m2，解决大面积供暖设备多系统复杂等问题。
4)本发明的电阻发热装置通过设置通道并在通道上设置电阻丝，实现对通道内的空气进行加热的目的，加热后的空气可与其他换热装置进行换热。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是本发明的高温绝缘体的A-A剖视图。
图中各标号表示为：1-炉本体，2-电阻发热装置，3-换热装置，4-闭式循环风系统；
21-高温绝缘体；22-电阻丝，211-通道；23-绝缘支座；
31-进口，32-出口；
41-送风装置；42-循环风流动通道，421-进风通道，422-出风通道。
以下结合附图和具体实施方式对本发明的具体内容作进一步详细解释说明。
具体实施方式
以下给出本发明的具体实施方式，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指以相应附图的图面为基准定义的，“内、外”是指相应部件轮廓的内和外。
如图2所示，本发明公开了一种电阻发热装置，该装置包括高温绝缘体21和电阻丝22，在高温绝缘体21上设置有呈蜂窝状贯通的通道211，电阻丝22设置在所述的通道211内。以实现对通道内的空气进行加热的目的。
具体的，电阻丝可以各种不同的方式布置或缠绕在通道内并保证气流通过，如，以直丝的形式布置或以螺旋方式布置，优选的，电阻丝22呈螺旋状沿通道布置，这样可以增大空气与电阻丝的接触面积，使得加热效率更高。
可选的，高温绝缘体上的通道211可通过铸造的方式形成。更具体的，高温绝缘体21由多个耐热绝缘陶瓷块组成，每个耐热绝缘陶瓷块的中心位置设置有一个通道211，电阻丝22设置在通道211内，相比于铸造方式可节约加工成本。另外，本发明的耐热绝缘材料也可用耐火砖等其他耐火绝缘材料替换。
本发明还公开了一种中高压电阻加热锅炉，包括炉本体1、电阻发热装置2、换热装置3和闭式循环风系统4；电阻发热装置2和换热装置3设置在炉本体1内，换热装置3包括进口31、出口32以及供液体流通的通路33；电阻发热装置2上设置有供气体流通的通道211和电阻丝22，电阻丝22设置在通道211上；闭式循环风系统4包括循环风机41和循环风流动通道42，循环风流动通道42与炉本体1接通，环风机置41设置在循环风通道42上，使得从循环风流动通道42出来的风依次经过电阻发热装置的通道211和换热装置3后流入循环风流动通道42。本发明的结构可将6KV～35KV的中高电压直接接入电阻加热装置中，利用电阻丝的电阻性直接加热空气，使得电能转化率达到99.5％，热损失小。
具体的，电阻发热装置包括高温绝缘体21和电阻丝22，高温绝缘体21上设置有呈蜂窝状的通道211，其中，通道可通过铸造的方式形成。通道211内布置电阻丝22；高温绝缘体21通过绝缘支座23固定在炉本体1内壁上。其中，电阻丝可以各种不同的方式布置或缠绕在通道内并保证气流通过，如，以直丝的形式布置或以螺旋方式布置，优选的，电阻丝22呈螺旋状沿通道布置，这样可以增大空气与电阻丝的接触面积，使得加热效率更高。在实际使用过程中，可根据实际需要，调节电阻丝的电阻大小和电压，以达到实际需要的功率。
更具体的，高温绝缘体由多个耐热绝缘陶瓷块累积组成，如图2所示，每个耐热绝缘陶瓷块的中心位置设置有一个通道211，相比于铸造方式可节约加工成本；电阻丝22设置在通道211内。另外，本发明的耐热绝缘材料也可用耐火砖等其他耐火绝缘材料替换。本发明的这些耐热绝缘陶瓷块的主要作用是绝缘功能，实现高压电直接加热风的目的，不是做大幅蓄热载体用。本方案的电阻丝直接加热陶瓷体，陶瓷体和电阻丝温度升高，同时循环冷风连续的通过穿过的有电阻丝的陶瓷体通道，温度升高得到加热，陶瓷体和电阻丝的热量被带走，加热后的高温风再通过换热器去加热水或蒸汽。这种方式解决了锅炉的高电压绝缘问题，避免了电极锅炉水电接触的绝缘重大难题。
具体的，换热装置为翅片管式换热器，翅片管式换热器的进口端和出口端分别通过炉本体保温层的壳体后与外界供暖系统接通。而设置在管式换热器管壁上的翅片，可以达到强化换热的目的。
具体的，闭式循环风系统4包括循环风机41和循环风流动通道42，循环风流动通道42包括进风通道421和出风通道422，如图1所示，进风通道421连通在靠近电阻发热装置2附件的炉本体筒壁上，出风通道422连接在靠近换热装置3附近的炉本体筒壁上；进风通道421和出风通道422通过送风装置41接通。使得从循环风流动通道42出来的风依次经过电阻发热装置的通道211和换热装置3后流入循环风流动通道42。
进一步的，在本发明的一个实施例中，加热锅炉还包括监测装置，监测装置包括温度传感器和湿度传感器，温度传感器和湿度传感器设置在靠近换热装置出风处。通过监测循环热风的温度，自动切断电源，形成保护，避免了老式锅炉因缺水干烧的安全事故；同时，湿度传感器还可以监测换热装置是否漏水。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (9)
1.一种电阻发热装置，其特征在于，该装置包括高温绝缘体(21)和电阻丝(22)，所述的高温绝缘体(21)上设置有呈蜂窝状贯通的通道(211)，所述的电阻丝(22)设置在所述的通道(211)内。
2.如权利要求1所述的电阻发热装置，其特征在于，所述的电阻丝(22)呈螺旋状沿通道(211)设置。
3.如权利要求1所述的电阻发热装置，其特征在于，所述的高温绝缘体(21)由多个耐热绝缘陶瓷块组成，每个耐热绝缘陶瓷块的中心位置设置有一个通道(211)。
4.一种中高压电阻加热锅炉，其特征在于，包括炉本体(1)、电阻发热装置(2)、换热装置(3)和闭式循环风系统(4)；
所述的电阻发热装置(2)和换热装置(3)设置在炉本体(1)内，所述的换热装置(3)包括进口(31)、出口(32)以及供液体流通的通路(33)；
所述的电阻发热装置(2)上设置有供气体流通的通道(211)和电阻丝(22)，所述的电阻丝(22)设置在通道(211)上；
所述的闭式循环风系统(4)包括循环风机(41)和循环风流动通道(42)，所述的循环风流动通道(42)与炉本体(1)接通，所述的送风装置(41)设置在循环风通道(42)上，使得从循环风流动通道(42)出来的风依次经过电阻发热装置的通道(211)和换热装置(3)后流入循环风流动通道(42)。
5.如权利要求4所述的中高压电阻加热锅炉，其特征在于，所述的电阻发热装置包括高温绝缘体(21)和电阻丝(22)，所述的高温绝缘体(21)上设置有呈蜂窝状的通道(211)，所述的通道(211)内布置有电阻丝(22)；所述的高温绝缘体(21)通过绝缘支座(23)固定在炉本体(1)内壁上。
6.如权利要求5所述的中高压电阻加热锅炉，其特征在于，所述的高温绝缘体(21)由多个耐热绝缘陶瓷块组成，每个耐热绝缘陶瓷块的中心位置设置有一个通道(211)。
7.如权利要求4所述的中高压电阻加热锅炉，其特征在于，所述的换热装置(3)为翅片管式换热器，所述的翅片管式换热器的进口端和出口端分别通过炉本体(1)的筒壁后与外界供暖系统接通。
8.如权利要求4所述的中高压电阻加热锅炉，其特征在于，所述的闭式循环风系统(4)包括循环风机(41)和循环风流动通道(42)，所述的循环风流动通道(42)包括进风通道(421)和出风通道(422)，所述的进风通道(421)连通在靠近电阻发热装置(2)附件的炉本体筒壁上，所述的出风通道(422)连接在靠近换热装置(3)附近的炉本体筒壁上；进风通道(421)和出风通道(422)通过送风装置(41)接通。
9.如权利要求4所述的中高压电阻加热锅炉，其特征在于，还包括监测装置，所述的监测装置包括温度传感器和湿度传感器，所述的湿度传感器和温度传感器设置在靠近换热装置出风处。
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