固体蓄热电锅炉

 

固体蓄热供暖机组以耐高温固体材料为蓄热材料的固体蓄热供暖机组。系统利用廉价的低谷电能,将蓄热砖加热至600-650℃(不宜过高),达到储 存热能的目的。通过循环热风将热量按需取出,可以通过换热器将热量传到至循环热水中达到普通供暖的目的,也可通过高温热风能量为客户提供多种热源形式, 如高温导热油,高温干燥空气,甚至通过蒸汽发生器产生蒸汽。

近年来,受到环保政策的影响和蓄能技术的不断进步,固体蓄热电锅炉技术发展很快。其中以耐火蓄热砖作为固体蓄热材料的新一代固体蓄热电锅炉蓄热能力强,保温完整,热效率高,整体造价较 铁基合金固体蓄热方式低。

耐火蓄热砖固体蓄热电锅炉利用低谷电蓄能的原理是:在深夜低谷电时间段,电锅炉自动启动利用低谷电的电能,将电能转化成热能,并通过红外线传热和接触性传热的方式,将以耐火蓄热砖为主体的蓄能材料加热至600-650℃,通过严格的保温,将热能蓄存起来。当用户需要使用热量时,通过热循环风的方式,将热量逐步带到热交换器,将热量置换到循环水中或其他介质中。

物体蓄存热量的大小和物体的比热、温度差、物体的质量成正比,即Q=c·m·Δt。固体蓄热电锅炉,采用大质量高密度的耐火蓄热砖压制体作为蓄热材料,益世捷能科技有限公司生产的固体蓄热锅炉,严格计算固体蓄热材料的总质量,保证未来供暖效果,例如 某蓄热功率的电锅炉,8个小时的总蓄热量设计为1200KWH,需要10吨蓄热材料。蓄热材料使用温度高温至600-650℃,低温至100-120℃,总温差550-480℃。北京益世捷能科技有限公司生产的固体蓄热材料,严格控制最高温度,保证系统安全,蓄热材料的安全 稳定,保证蓄热材料的膨胀比在可控范围内。实际运行中,下限温度可以达到70-80度仍可取热,因此该蓄热体可以蓄存的热量略高于设计计算得出的热量。采用这种方式可以在有限的空间内,蓄存更大的热量。

固体蓄热电锅炉具有很好的整体化保温设计,保温的设计和施工的质量和效果,将影响未来锅炉的整体效率。我们采用硅酸铝针刺毯作为保温材料,最高耐热温度为1200℃,保温厚度不少于250毫米,外加整体岩棉保温壳,岩棉保温壳厚度达到50毫米。总体保温设施达到300毫米以上。锅炉采用整体化保温,保温强度高,效果好。系统取热环节和加热环节完全脱离,能够达到加热的同时放热。释放热量是通过密闭性循环热风和换热器交换热量完成的。

设计上主要采用“避峰优先”的设计理念,根据用户电力情况,夜间低谷电时段(我国一般为23:00-7:00)利用用户变压器上的全部剩余电力,包括了白天企业的生产、照明、夏季制冷等全部空闲电量,同时根据建筑物的特点降低对外输出热能,保证本时段能够在蓄能体内蓄存最大的热能。平电时段,如果需要投入电能,采用平缓投入的方式,尽量不要侵占企业生产用电,保证用电安全。峰电时段基本不启动电加热功能,全部依靠已经蓄存的能量,最大程度的降低运行费用。

一个全谷电设计的系统,比一个直供电锅炉系统,投资回收期最多为3年。内部收益率在30%以上。

锅炉蓄热原理图:

固体蓄热电锅炉,可以很好的应用于工业系统的烘干和加热系统内。随着我国空气污染日益严重,大量生产型企业受到生产限制,很多以燃煤为主要能源的烘干,加热系统被迫停止,造成生产停滞,给企业的生存带来极大的挑战。使用廉价的低谷电,是满足工业生产,彻底解决污染的有效途径。工业低谷电一般较商业低谷电还要便宜,大量使用,可以降低生产成本。在低谷电时段,蓄热电锅炉启动,并加热蓄热体材料,使蓄热体升高到600-700度,并采用严格的保温措施,防止热能损失。当白天工作时间段,可以提供100-300度的高温循环式热风,或高温新鲜空气,也可以提供70-80度的恒温热水,或者提供200度以下的恒温导热油。配合蒸汽发生器,可以产生150度左右的过饱和蒸汽。满足各种工业生产的需求。同时可以根据工艺要求,进行严格的放热控制做到节能降耗的目的。甚至可以增加大量的余热回收设备,进一步降低固体蓄热电锅炉或者固体蓄热高温体的能量消耗,使工业生产企业获得节能收益,大幅度降低单位产值的能源消耗比。

 

 

固体蓄热锅炉主要型号表

锅炉型号

储能总量(kwh)

总功率

kw)

最大放热功率(kw

外形尺寸

 (长×宽×高)(mm)

供暖面积(m2        (以45w/m2全 蓄能计算)

地基承重(吨)

ZCF-230/150

1200

230

90

3700*2500*3200

1667

18

ZCF-300/200

1600

300

120

4100*2500*3200

2222

22

ZCF-380/250

2000

380

150

4500*2500*3200

2778

26

ZCF-450/300

2400

450

180

4900*2500*3200

3333

30

ZCF-530/350

2800

530

210

5300*2500*3200

3889

34

ZCF-600/400

3200

600

240

5700*2500*3200

4444

38

ZCF-680/450

3600

680

270

6100*2500*3200

5000

42

ZCF-760/500

4000

760

300

6500*2500*3200

5556

46

ZCF-830/550

4400

830

330

6900*2500*3200

6111

51

ZCF-900/600

4800

900

360

7300*2500*3200

6667

56

ZCF-990/650

5200

990

390

7700*2500*3200

7222

60

 

 

 

经 典 案 例

 

 

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北京东城老干部活动中心:此项目为燃油锅炉改造工程,原燃油锅炉运行费用很高,污染严重。整个项目总供热面积为5000平米,末端的供暖方式为风机盘管,采暖时长为12小时,2008年,选用固体蓄热电缆ZCF-450/330一台,总功率为450KW。

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北京市清华池锅炉安装项目,主要用于浴池供暖,对温度要求很高。总供热面积为7000平方米,锅炉型号为ZCF-600/500,此工程为辅助太阳能系统供暖,为绿色环保节能工程的典范。同时该锅炉热源系统还有废水余热回收系统。该锅炉于2007年完工并投入使用。

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北京市昌平八达岭高速交通队项目,总供热面积1935平方米,房间供暖温度达20℃±2℃,同时提供50多人洗浴用水。项目选用ZCF-390/260 固体蓄热系统1台,总功率390KW。2003年施工完毕并投入使用,该系统处于北京北部山区,热量要求高,同时由于该类型单位的特殊性,要求供暖系统24小时稳定供热。多年来运行情况得到客户的高度评价。

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北京市昌平区交通大队沙河支队驻地。2018年完工并投入使用,建筑面积2000平方米,末端采用暖气片形式, 24小时连续供暖。锅炉型号ZCF-450/300。

 

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北京市昌平区交通大队马池口交通支队。2019年完工并投入使用,建筑面积3000平方米,末端采用暖气片形式,24小时连续供暖。锅炉型号ZCF-450/300。

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北京某军营煤改电工程。2017年11月完工,北京军队煤改电工程。总建筑面积8000平方米,保温条件较差,室外温度较北京其他地区低,军营整体供暖要求高,同时承担生活热水负荷。采用3台ZCF 360/250-300并联。2017年12月投入使用。

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北京市海淀区农科院附属小学西区固体蓄热电锅炉,2018年完工并投入使用,学校建筑面积1400平方米,全部为平房,末端采用暖气片形式。锅炉型号ZCF-160/150。

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北京光大银行培训中心固体蓄热电锅炉房,空间狭小,紧凑设计。建筑面积2000平方米,层高5层。采用固体蓄热电锅炉1台,锅炉房面积仅约25平方米。2018年投入运行,锅炉运行稳定,能量蓄存充足。设计上采用补充1小时平电方式,实际运行过程中投入平电较少。

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北京北方生物技术研究所燃油锅炉改造项目,总供热面积7500平方米,包括1000平方米住宅。2007年完工并投入使用至今。锅炉型号为ZCF-420/330,采用电动调节阀对系统进行调节, 将供热系统分成两个部分。原系统为两台燃油锅炉,每年燃油费用高达70万元。采用蓄能电锅炉又受到电量的限制。为满足蓄能电锅炉的用电量,充分利用低谷电电能,同时高度保证正常生产用电和变压器的安全,增加了电流自动探测器系统,对研究所整体电力使用情况进行实时监控,自动计算电锅炉加热组的可投入数量,保证用电安全。

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中关村生命园职工宿舍项目:此项目为新建的住宅项目,总供热面积为11300平米,末端的供暖方式为散热片,采暖时长为24小时,在供暖的同时还要给宿舍提供生活用水。2008年,选用固体蓄热供暖系统ZCSⅡ-1030/660一台提供热源,总功率为1030KW。

           

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