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| 電鍋爐 |
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電鍋爐也稱電加熱鍋爐、電熱鍋爐，顧名思義，它是以電力為能源並將其轉化成為熱能，從而經過鍋爐轉換，向外輸出具有一定熱能的蒸汽、高溫水或有機熱載體的鍋爐設備。
電鍋爐本體主要由電鍋爐鋼製殼體、電腦控制系統、低壓電氣系統、電加熱管、進出水管及檢測儀表等組成。
目錄
基本內容
中文名：電鍋爐
別名：電加熱鍋爐
分類：電開水、電熱水、電蒸汽
能源：電力
外文名：Electric boiler
主要特點：綠色環保 節能高效
用戶：醫院 學校 賓館 酒店 工廠
概念
電鍋爐的加熱方式有電磁感應加熱方式和電阻（電加熱管）PTC陶瓷半導體加熱方式三種種，電阻加熱方式又分為不鏽鋼加熱管電鍋爐和陶瓷加熱管電鍋爐，電阻加熱方式即採用電阻式管狀電熱元件加熱，半導體式才用氧化物半導體陶瓷片，水電完全分離。
電鍋爐在結構上易於疊加組合，控制靈活，安全係數更高，維修更換方便。
分類及用途
電開水鍋爐也稱電開水鍋爐、電飲水鍋爐、電茶水爐、電茶爐，分為連續式電開水鍋爐和分艙式電開水鍋爐兩種，是為了滿足較多人員飲用開水的需求而設計、開發的一種利用電能轉化為熱能生產開水的飲水設備，主要適用於學校、醫院、工廠、超市、商場等人口密集型單位使用。電開水爐的主要部件是起加熱作用的電加熱管，最好選擇有絕緣材質的水電分離型陶瓷電加熱管，這種加熱管安全係數高、使用壽命長，正常情況下一般可達工作6-7年。
電熱水鍋爐也稱電採暖鍋爐、電取暖鍋爐、電供暖鍋爐、電洗浴鍋爐、電浴池鍋爐等，電熱水鍋爐是採用最新電熱技術及控制系統設計完成的生產熱水，滿足採暖或供應生活、洗浴用熱水的全自動環保鍋爐。此類鍋爐廣范適用於賓館、別墅、廠房、辦公樓、政府機關、高等院校、醫院、部隊等外觀要求較高場所的生活熱水和採暖。
此類鍋爐又分為直熱式電鍋爐和蓄熱式電鍋爐兩種，直熱式電鍋爐顧名思義在這裡就不再多解釋了，蓄熱式電鍋爐是根據電力部門鼓勵在低谷時段用電加熱，並享受優惠電價的政策，推出的一種新型、高效節能電加熱產品。蓄熱式電鍋爐配以蓄熱水箱及附屬設備即構成蓄熱式電鍋爐系統，利用蓄熱水箱中的熱水採暖，從成達到全部使用低谷電力或部分低谷電力的目地。
電蒸汽鍋爐就也稱電蒸汽爐，電蒸汽鍋爐是指利用電源來加熱並且產生額定壓力的蒸汽鍋爐。電蒸汽鍋爐可用於紡織、印染、造紙、食品、橡膠、塑料、化工、醫藥、鋼鐵、冶金等工業產品加工工藝過程所需蒸汽，並可供企業、機關、賓館、學校、餐飲、服務性等行業的取暖、洗浴、空調及生活熱水。
詳述
電力供熱的目的。
定義
電鍋爐是以電力為能源，利用電阻發熱或電磁感應發熱，通過鍋爐的換熱部位把熱媒水或有機熱載體（導熱油）加熱到一定參數(溫度、壓力)時，向外輸出具有額定工質的一種熱能機械設備。國務院修訂頒布的《特種設備安全監察條例》中鍋爐的定義：鍋爐，是指利用各種燃料、電或者其他能源，將所盛裝的液體加熱到一定的參數，並承載一定壓力的密閉設備，其範圍規定為容積大於或者等於30L的承壓蒸汽鍋爐；出口水壓大於或者等於0.1MPa（表壓），且額定功率大於或者等於0.1MW的承壓熱水鍋爐、有機熱載體鍋爐。也就是說，無論使用什麼燃料，其規定範圍都是一樣的，只是燃料熱源不同。電鍋爐必須同樣遵循《特種設備安全監察條例》的規定。
對於容積大於等於30L的蒸汽鍋爐，使用者必須到當地質量技術監督局登記辦理鍋爐使用證，而且每年要接受使用證的年檢。
對於容積小於30L的蒸汽鍋爐，我們習慣稱之為免檢型小型蒸汽鍋爐（也稱蒸汽發生器），不需要辦理使用證。對於常壓的熱水鍋爐，無論容積是多大的，都不需要辦理鍋爐使用證。
特點
1、鍋爐的設計、製造嚴格按照《蒸汽鍋爐安全監察規程》和《工業鍋爐通用技術條件》、《鍋殼鍋爐本體製造技術條件》的要求嚴格執行。
2、全自動智能化控制技術，無需專人值守。工作方式靈活，可設置為手動或自動模式。
3、可按照需要設定鍋爐自動運行時間段，一天可設多個不同的工作時段，使鍋爐自動分時 啟動各加熱組，加熱組循環投切，使各接觸器使用時間、頻率相同，延長設備使用壽命。
4、控制器對水溫或壓力自動控制、演算、追蹤，可在負荷變化時對給水泵、電加熱管進行自動啟停控制，也可手動控制。
5、具備齊全的多項保護功能，漏電保護、缺水保護、接地保護、蒸汽超壓保護、過流保護、電源保護等，鍋爐自動保護，安全到家。
6、小型鍋爐爐體、機電一體化,便於安裝和配接；大型鍋爐爐體與電控分體設計，杜絕電氣控制部分受爐體的高溫影響，保證電控器件的穩定運行。
7 、採用符合JB/2379-93和《金屬管狀電加熱元件技術條件》要求的低表面熱負荷電熱元件。優質電熱絲外套加厚不鏽鋼管，管內填充高純度二氧化鎂粉，電加熱管使用壽命長。每組電熱元件採用法蘭連接，具有結構簡單，機械強度高，安全可靠，更換方便等特點。
8、結構緊湊、科學合理的設計和先進的製造工藝，使鍋爐占用空間小，方便運輸並且節省使用場地。
9、無噪音，無污染，熱效率高，鍋爐本體採用優質高效保溫材料做保溫，散熱損耗小，節能降耗。
10、鍋爐外包裝採用名優彩板包裹設計，外形美觀大方，不易鏽蝕。
11、全自動電蒸汽鍋爐/電加熱蒸汽鍋爐廣泛適用於醫院、學校、紡織廠、服裝廠、服裝超市、製衣廠、乾洗店、飯店、酒店、饃店、賓館、食堂、餐廳、食品廠、飲料廠、豆製品廠、肉製品廠、罐頭廠、酒廠、製藥廠、包裝廠、建材廠、塗料廠、美容院、洗浴中心、桑拿、蔬菜脫水、蒸房等場所。
當前方案
1、工控板+輸入傳感器+輸出驅動器+通訊單元
工控板包括工控機類，單板機，PLC，一體HMI+PLC等控制方式實現，優點穩定可靠，可快速搭建軟件靈活組態，開發速度快，缺點成本較高。
輸入傳感器分模擬量和數字量，模擬量又有數字型和模擬型，數字量主要是高低二位信號。
輸出驅動有晶體管和繼電器輸出兩種，晶體管體積小但散熱片不小，無觸電磨損，無聲音，可PWM輸出，缺點太貴。繼電器輸出分信號點和功率輸出(接觸器)。
通訊單元(RTU)分為近程(WIFI/BLUE/ZIGBEE/LORA)，遠程為移動運營商(3/4/5G)，也有類似電力無線專網等。
2、微處理器(ARM/DSP/MCU)+HMI面板+外圍IO輸入輸出+通訊單元。整體元件都做在一個電路板上成本更低，適用於對成本敏感的小型家用普通電鍋爐，半島電鍋爐，電磁電鍋爐等產品。
以上控制方案都具有高低水溫控制、水位水流控制、供回水溫度檢測、缺水保護、超溫保護、壓力保護，多段定時控制，輔助功能漏電保護，開門保護，來電重啟保護等自動控制功能。
運行費用
整個採暖期一平方米的電鍋爐採暖運行費用公式計算：
單位面積熱負荷×熱負荷係數×每天電鍋爐工作時間×採暖期天數×電費單價=整個採暖期單位面積的電鍋爐採暖費用。
電鍋爐採暖運行狀態可分為以下幾種：
1、用戶長時間在家，電鍋爐採暖爐24小時不間斷運行，為節省運行費用將夜晚的電鍋爐取暖溫度適當調低。
電鍋爐採暖費用為：0.06kw/平米 × 0.6 × 10小時 × 140天 × 0.48元/度= 24.2元/平米
2、上班族，電鍋爐用戶只有中午、夜晚在家，電鍋爐採暖爐分3時段間歇運行。
電鍋爐採暖費用為：0.06kw/平米 × 0.6 × 6小時 × 140天 × 0.48元/度= 14.5元/平米
3、辦公室，5日工作制，電鍋爐只在周一至周五取暖，電鍋爐採暖爐白天運行，其餘時間電鍋爐運行在防凍狀態。
電鍋爐採暖費用為：0.07kw/平米 × 0.6 × 6小時 × （140天 × 5/7）× 0.48元/度 = 12.1元/平米
4、學校，電鍋爐除了每周5日工作制外還有35天的假期，電鍋爐採暖時間比較短。
電鍋爐採暖費用為：0.07kw/平米 × 0.6 × 6小時 × [（140天 - 35天）× 5/7] × 0.48元/度 = 9.1元/平米
用以上計算值×房間的實際採暖面積（實用面積）就可以大約算出整個採暖期的電鍋爐運行費用，若電鍋爐用戶合理調整電鍋爐或關閉不需電鍋爐採暖房間（如閒置的客房、洗手間或廚房）的電鍋爐採暖器，電鍋爐實際採暖面積就相應減小，電鍋爐採暖費用就會相應降低。
註：0.07kw/平米是標準節能建築要求電鍋爐冬季採暖熱負荷為55－70w/平米 0.48元/度是2000年北京的居民用電鍋爐電單價，若實行峰谷電價可按平均0.35元/度計算電鍋爐運行費用，電鍋爐用戶長時間在家的電鍋爐採暖費用為17.6元
熱負荷係數0.6是指在取暖期的初期和末期室內需求的熱負荷較小，在取暖期最冷的時期室內需求的熱負荷較大，平均取0.6
實際採暖面積：（建築面積×0.78）－不需採暖房間的實用面積
電採暖爐是間歇工作與電熱水器、空調相似，工作時間與房間的熱負荷需求量成比例
每個地區的電費單價、採暖周期、電採暖爐每天的工作時間是不同的，比如東北地區雖然天氣寒冷，但是他的房屋保溫措施比較好（牆壁厚0.5米、外敷保溫材料、窗戶採用雙扇真空玻璃），電費也比較便宜，所以其採暖費用也比山東、北京地區少的多。
舉例說明：
建築面積為100平方米的三室一廳普通居室，其實用面積為78平方米，若用戶長時間在家，電採暖運行費用如下：
若全部房間都採暖並將夜間睡覺時的採暖溫度降低，其採暖費用按北京電費0.48元/度計算約為24.2元/平方米；
若用戶關閉廚房、洗手間及閒置的兩臥室的散熱器，實際採暖面積變為40平方米，其採暖費就會變成約14元/平方米。
參數說明
採暖熱水額定出口/進口溫度：85℃/65℃（承壓電熱水出回水溫度為：95℃/70℃）
工作壓力：常壓（承壓電熱水鍋爐壓力0.7MPa/3.0MPa)
供熱量自動調節範圍（無級自動調溫）：10-100%
使用電源：220V50HZ，380∨50Hz
允許出口溫度：85℃(規範要求<90℃)
鍋爐水質應附合GB1576-2001《工業鍋爐水質》要求。
設備選型
空氣源熱泵熱水機組在工程設計中的應用
設備選型及說明
(1)無輔助熱源的應根據全年最冷月平均氣溫和設計小時平均秒供熱量選型；
(2)最冷月地平均氣溫在0℃～10℃的地區應設輔助加熱；
應用策略
能源是國民經濟重要的基礎產業，是人類生產和生活必需的基本物質保障。能源消費水平是經濟社會發展的重要標誌。2000年以後我國已成為世界第二大能源生產及消費大國。隨着能源消費的急劇增加，環境污染的日趨嚴重，人類在積極尋找一條實現能源、環境、文明、和諧發展的道路。因此，全面構築經濟、安全、清潔的能源供應體系，是我們面臨的一項緊迫而又艱巨的任務。
工業用爐
工業電鍋爐又叫電採暖爐是以電力為能源，通過電加熱管加熱供暖、空調或衛生用熱水，該機加熱快、熱效率高、體積小、無噪音、模塊式供熱、節約能源、安裝使用方便、綜合了國內外各方面先進技術而成的新一代產品。加熱方式（電加熱棒、石英管渡膜、PTC液體渡膜、陶瓷半導體、電磁式等加熱方式）。
種類
工業電鍋爐行業作為一個正在走俏的行業越來越受到消費者的關注。市場上種類繁多，有：電磁工業電鍋爐、電磁渦流型節能爐、智能遙控採暖爐、自控爐、智能型變頻爐等幾種類型。 按泵的位置又分為：內置泵型電採暖爐、外置型電採暖爐、內置泵敞開式、外置泵敞開式電採暖爐、閉式電採暖爐、單採暖開放型、單採暖密閉型等。
電壁掛爐
一種把電能轉換成熱能的裝置，它的原理很簡單,是一種純電阻性的用電器，通電把電能轉換成熱能Q=I*V*t.設計時主要考慮選材，讓電能儘可能轉換成熱能，不發光或少發光。還要考慮發熱器的幾何尺寸，便於散熱不至於溫度太高把自身燒毀。 另一種是採用高頻交變磁場，使其在需要被加熱的金屬表面及被加熱介質在高頻交變磁渦流的作用下，使其分子產生告高速無規則運動且相互碰撞、摩擦而產生熱能。
安全常識
概述
鍋爐是具有高溫、高壓的熱能設備，是特種設備之一，在機關、事業企業及各行各業廣泛使用，是危險而又特殊的設備。一旦發生事故，涉及公共安全，將會給國家和人民生命財產造成巨大損失。為了公共安全、人民生命和財產安全，依據國務院《特種設備安全監察條例》，使用鍋爐應注意以下全事項：
注意事項
1、鍋爐出廠時應當附有「安全技術規範要求的設計文件、產品質量合格證明、安全及使用維修說明、監督檢驗證明（安全性能監督檢驗證書）」。
2、鍋爐的安裝、維修、改造。從事鍋爐的安裝、維修、改造的單位應當取得省級質量技術監督局頒發的特種設備安裝維修資格證書，方可從事鍋爐的安裝、維修、改造。施工單位在施工前將擬進行安裝、維修、改造情況書面告知直轄市或者轄區的特種設備安全監督管理部門，並將開工告知送當地縣級質量技術監督局備案，告知後即可施工。
3、鍋爐安裝、維修、改造的驗收。施工完畢後施工單位要向質量技術監督局特種設備檢驗所申報鍋爐的水壓試驗和安裝監檢。合格後由質量技術監督局、特種設備檢驗所、縣質量技術監督局參與整體驗收。
4、鍋爐的註冊登記。鍋爐驗收後，使用單位必須按照《特種設備註冊登記與使用管理規則》的規定，填寫《鍋爐（普查）註冊登記表》，到質量技術監督局註冊，並申領《特種設備安全使用登記證》。
5、鍋爐的運行。鍋爐運行必須由經培訓合格，取得《特種設備作業人員證》的持證人員操作，使用中必須嚴格遵守操作規程和八項制度、六項記錄。
6、鍋爐的檢驗。鍋爐每年進行一次定期檢驗，未經安全定期檢驗的鍋爐不得使用。鍋爐的安全附件安全閥每年定期檢驗一次，壓力表每半年檢定一次，未經定期檢驗的安全附件不得使用。
7、嚴禁將常壓鍋爐安裝為承壓鍋爐使用。嚴禁使用水位計、安全閥、壓力表三大安全附件不全的鍋爐。
火力發電鍋爐煤料堵塞情況解析
截面收縮率煤體在煤斗中降落時，因截面的收縮而逐漸密實導致結拱。高的截面收縮率會引起煤的大量變換位置導致較高的流動摩擦力。如果截面收縮率為一適當的常數，或由大到小，就可以大大減輕流動阻力，從而降低了堵煤的可能性。將煤斗劃分為若干個截面，截面間隔為Ρ。
(1)柱形煤斗的截面收縮率m1為0。
(2)迴轉雙曲線形煤斗的形狀表達式為X=±D2ec2y，截面收縮率m2=1-SBSA=1-2B2A=1-e-cΡ，可見雙曲線形煤斗的各截面間有相同的m2。
(3)錐形煤斗(設錐頂角到斗邊的高度為h)，截面收縮率m3=1-SDSC=1-2D2C=1-(h-yDh-yC)2=1-(1-Ρh-yC)2，可見錐形煤斗的各截面的m3值是隨着煤的下落而增大的。
壓力分布分析煤體中的壓力分布，可以定量地估計出最易出現結拱的部位。應用詹森公式(Janssen)得到垂直壓力Pv和水平壓力Ph的表達式：Pv=ΘΒDT4ΛΞka<1-exp(4ΛΞkaDTh>(1)Ph=kaPv(2)式中ΘΒ――容積密度;DT――煤斗截面直徑，對於棱形容器DT=4×截面積÷截面周長;ΛΞ――煤與容器壁間的摩擦係數;ka――煤體的側壓力係數;h――煤層高度。
通過離散方法，依次計算出煤斗各截面(截面距Ρ)處的Pv值。根據虎克定律，煤斗壁與煤體間的摩擦力正比於兩者之間的垂直作用力Pn=Phcos5=kaPvcos5(5為煤斗壁的切面與鉛垂線的夾角;長四稜台處取Pn最大的壁面分析)。
楔形拱原煤經碎煤機處理後，最大顆粒直徑達80～100mm，在煤倉中堆積，表面產生滲流，小顆粒煤沉在下部，大顆粒煤塊有聚集在一起的可能，依煤倉上煤情況而呈間歇的大顆粒層。所以楔形拱的出現是可能的，最易出現在通煤截面最小的部位，即煤斗的下部出口處。
粘結粘附拱實際運行表明，此情況是最易引起堵煤的，尤其是雨季，煤易潮濕，煤斗易生鏽，煤的粘附力較大，極易粘附於斗壁上，使通流口徑減小，同時煤體自身也易密實，團塞。
氣壓平衡拱某工程的制粉系統為正壓運行系統，通過給煤機落煤管傳到煤斗下部出口的壓強有1000Pa以上，產生的阻力N=P×S=1000×016×0156=336N(約3412kgf)，所以產生氣壓平衡拱的可能性也很大。
加權分析四種類型的結拱都與機組堵煤的成因有關，依作用的程度給予不同的權數：壓縮拱7;楔形拱4;粘結粘附拱10;氣壓平衡拱2.幾種防止煤倉結拱的措施及其效果列於。將的「效果程度」的A，B，C，D分別給予4，3，2，0的權數。
結論實踐中我們可對中權數在60以上的7個措施重點考慮，根據具體情況提出具體方案。
(1)煤斗材質改為不鏽鋼或能滿足強度、光滑、耐磨、抗衝擊等要求的材質。
(2)使用圓形結構，避免形狀上的稜角結構，可以防止稜角部「死滯區」的存煤情況，減小煤貼附於斗壁的可能性。
(3)設置振動或氣壓裝置，連續或間斷地破壞拱的形成。
維護保養
電鍋爐是以電力為能源，利用電阻發熱或電磁感應發熱，通過鍋爐的換熱部位把熱媒水或有機熱載體(導熱油)加熱到一定參數(溫度、壓力)時，向外輸出具有額定工質的一種熱能機械設備。總所周知，電鍋爐的使用年限和對電鍋爐的維修保養有着很大的關係。所以，下面就針對電鍋爐的維修和保養進行個簡要的介紹。
電鍋爐的維護保養：
一般電鍋爐使用1-2年內要對電鍋爐進行一定的維修保養，有助於電鍋爐的正常運作，定期的檢修對於電鍋爐而言也是保障其正常運行的基本。
1、維護保養鍋爐時，必須切斷電源，必須泄壓。
2、燃燒器應每兩個月從鍋爐本體上拆下來，認真清除積炭和灰塵等異物。光電管受光面每月擦拭一次，燃油過濾器要始終保持清潔和過濾功能;仔細清洗油泵內過濾網，不要破壞密封墊。燃燒器不得無油空轉，以免損壞油泵。
3、水位計要時刻保持清潔，每天打開清洗閥沖洗一次，以保證水位清晰。
4、安全閥每天扳動一次，以防生鏽失靈。
工作完畢後，檢查是否工具、材料、配件齊全，防止遺留在爐膛等空間裡邊。專人摘牌，驗收合格後方可離開工作現場，最後做好檢修記錄，以備之後的查詢。
水壓測試
列入水壓試驗範圍的所有電鍋爐，過熱器，節煤器、及其加工完的的部件。在固定設備上加工完的鍋爐，運抵安裝地是分零件、部件、組合件分散運輸的，這樣在安裝地必須進行水壓試驗。水壓試驗目的是檢查電鍋爐，過熱器，節煤器所有部件的密度和強度，其他所有焊件也必須進行水壓試驗。
1、所有爐管的，焊接的，澆鑄的，異型的部件和零件，所有的在加工地沒做水壓試驗的鋼筋 。對上述零件部件的水壓試驗不是必須的，如果他們已經做過100%的超聲檢驗或其它同類的無損探傷檢驗。
2、電鍋爐部件如果是完成組裝(即鍋爐和聯箱同樣好的連接管，爐管，表面加熱組合件和管線等)。聯箱和管線組合件的水壓試驗可以不做，如果他們及組成部件已經做過水壓試驗或100%的超聲實驗，或者其他同類的無損傷實驗的話。在完成加工這些組裝部件時，焊接件應用無損傷探傷(超聲或射線)對全長進行探傷。
3、加工完成之後或安裝之後的鍋爐、過熱器和節煤器;
同時允許單獨散件和組合的部件同電鍋爐一起接受水壓試驗，如果再加工或安裝時不能單獨的與鍋爐分離的進行水壓試驗的話。
爆管原因
1、加熱管使用過程中，電壓不穩定，如電壓增高同時電流會增大導致加熱管擊穿。
2、加熱管使用過程中脫水也會造成加熱管擊穿；
3、溫度控制系統失靈，也會造成加熱管擊穿；
4、加熱管表面結垢，達到一定的承受，散熱不好，也會造成加熱 管擊穿；
以下是正常使用的電壓功率國家標準：
1)電加熱管、電加熱器嚴格按照JB/T2379-93 標準設計。
2)額定電壓±5%公差，極限電壓+10%；超過極限電壓運行會大大降低加熱管使用壽命甚至擊穿電加熱管；
3)額定功率+5%～-10%.，所以用戶應將供電電壓控制在400V以內，以提高加熱管壽命，防止擊穿。[1]