电加热常压热水锅炉及其设计孙新国,闫晓,许为疆,惠世恩(西安交通大学,西安710049)摘要:电加热锅炉具有能量转化效率高、零污染、起停速度快、负荷调节范围大、本体结构简单等特点,文章具体介绍了一种常压热水电锅炉的设计。关键词:电加热;对流换热面;筒体:TK229.92+3文献标识码:AAKindofHigh-EfficientElectricHeatingAtmosphericBoilerandItsDesignSUNXin2guo,YANXiao,XUWei2激ang,HUIShi2en(Xi’an激aotongUniversity,Xi’an710049,China)Abstract:Thispaperintroducethefeaturesofakindofelectricheatingatmosphericboilerwhichisofhighefficiencyonenergytransferring,non2pollution,startingandstoppingquickly,widerrangeofloadadjusting,simplebodystructure,etc.Inadditionthepaperintroducethedesignideabriefly.Keywords:Electricheating;Convectingheat-transfersurface;Drum1问题的提出根据国内的实际情况和环保上的考虑和要求,燃煤锅炉由于污染严重并且效率不高,已经渐渐不被采用。燃油、燃气锅炉也存在着燃料供应不便和安全性的问题,在人口密集的居民区、旅馆、医院学校,电加热的生活用常压热水锅炉由于其拥有众多优点,完全能代替燃煤、燃油、燃气常压热水生活锅炉,而且可以做得更好。2电加热锅炉的特点电加热锅炉采用了全新的加热方式,并且无污染,可以称为绿色环保锅炉。电加热锅炉有许多独特的优点,使其比其他形式的常压热水锅炉更具吸引力,其具体优点如下:(1)无污染。由于采用电热管加热给水,电能直接转化为热能,不需要采用燃烧的方式将化学能转化为热能,也就不需要供应燃烧所需的空气和化石燃料(煤、油、天然气等),不会排放有害气体及飞灰,不会产生灰渣,完全符合环保方面的要求,更适合安放在人口密集的生活区和办公区。(2)能量转化效率高。电加热常压热水锅炉采换热系数很高,能量转化效率也很高,一般可高达95%,试运行锅炉效率可达98%以上。(3)锅炉启动、停止速度快,运行负荷调节范围大,调节速度快,操作简单。由于加热元件电热管的工作由外部电气开关控制,所以锅炉起停速度快,通过控制各电热管组的开关,可以在很大范围内调节运行负荷,调节操作迅速、简单。与燃煤、燃油、燃气常压热水锅炉相比,操作运行更加方便、简单。(4)锅炉本体结构简单,安全性好。电加热锅炉的本体结构非常简单(见图1),电加热管采用三角形连接,三个电热管连成一组,外面罩有接管,装在法兰盘上,与外部电气设备连接,电热管组外面有加热器护罩,给水的加热过程全部在筒体中完成,不需要布置管路,没有燃烧室,没有烟道。不会出现燃煤、燃油、燃气锅炉中存在的爆燃、泄漏等问题,从这个意义上讲,电加热锅炉的安全性更好。(5)体积小,重量轻,外型布置灵活,占地面积小。由于本体的特点,使得电锅炉的体积可以做得很小,简单的结构更加便于外形的布置,同时它占地面积也很小,作者设计的一个系列电热锅炉的尺寸重量见表1。收稿日期:1999-11-19·产品设计·电加热常压热水锅炉及其设计7(6)可采用计算机监控,完全实现自动化,电锅炉的水位和温度都可以采用计算机实时监控调节。当水位低于一定高度,计算机发出警告,运行人员可以选择加水或不加(需解除警报);当筒体中的水位超过安全水位时,计算机发出警告,并停止供水。对水温也同时采用计算机监控,当水温加热到所需温图1电加热锅炉本体结构简图1.筒体2.封头3.人孔4.起吊环5.热电偶管座6.热水管座7.排气管8.给水管座9.保温层护板10.压力表管座11.加热器护罩12.法兰及接管13.鞍式支座14.给水泵15.底盘框架本体的布置主要是电热管组的布置和对流换热面的布置。(1)电热管组的布置电热管(管状电加热器)是在一个金属管内放入金属电阻丝,并在空隙部分紧密地塞满有良好的导热性和绝缘性的结晶氧化镁而成,其管子材料为不锈钢或10号钢,笔者采用的电热管见图2。它可以安装在空气通道里用以加热空气,也可以浸在水或其他液体中用以加热水或其他液体,以及直接放在固体金属中加热金属。由于它具有结构简单、热效率高、机械强度好、安全可靠、轻便耐用等特点,目前已在我国航空工业、船舶工业、石油工业、化工工业及日用工业等部门广泛地被采用,工业锅炉制造行业也已推广使用。如用于硝...