一种立式电极热水锅炉的制作方法

本实用新型涉及锅炉技术的领域，具体涉及一种立式电极热水锅炉。

背景技术：

随着国家节能减排政策的落实，新能源发展迅速，国内建立了一大批太阳能、风能等清洁能源。同时，由于国家对高耗能产业进行了改造，对一些落后产能进行了淘汰，使得我国对能源的需求在一定程度上也逐渐减少，因此近几年我国对电力的需求增长缓慢，造成我国北方地区的弃光、弃风现象严重。如何对这些弃光弃风进行消纳，国家出台了相关优惠政策。同时为了降低排放，减少雾霾，全国各地逐步淘汰高污染的燃煤锅炉，要求改用清洁能源。

电锅炉是一种零排放的热能设备。目前的电锅炉主要采用380v低压电，电热管加热方式，此种加热方式制约了锅炉的总功率，单台设备的加热功率一般不超过三兆瓦。而且低压电源需要配置变压器、高低压配电柜等设备，电力系统的投资大，且电力损耗大。

立式电极热水锅炉是一种大功率的电锅炉，通过汽水换热方式为用户提供热水。利用立式电极热水锅炉为用户提供采暖，是风光消纳的一种较好方案。立式电极热水锅炉是零排放的热能设备，其单台设备的加热功率可达到几十兆瓦，可大大节省用户的投资。但由于部分用户的锅炉房占地面积较小，卧式电极式蒸汽锅炉和热水锅炉无法安装，而立式电极热水锅炉占地尺寸较小，一般的锅炉房均可以满足。同时若通过其它的换热器方式，需要增加冷凝水箱、高温循环泵等，系统复杂且热损失大，占地面积也大。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种立式电极热水锅炉，利用6～20kv高压电直接加热炉水产生热量，从而安全、可靠的产生蒸汽，蒸汽通过立式换热器的热交换冷凝后自动流回锅炉，换热器管内的水经加热后输出供用户使用。

本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的：这种立式电极热水锅炉，主要包括立式电极蒸汽锅炉和立式换热器，所述的立式电极蒸汽锅炉内下部设置蓄水空间并蓄有一定炉水，立式电极蒸汽锅炉炉身一侧外接带有循环泵的水循环管路；立式电极蒸汽锅炉内上部设置中心筒，所述的中心筒位置高于炉水液面并与立式电极蒸汽锅炉内壁绝缘隔离，该中心筒的上方形成存汽空间，中心筒底部设置中心筒进水管和中心筒落水管，所述的中心筒进水管从炉身侧壁穿出并与水循环管路连通，通过循环泵将炉水输送至中心筒内，所述的中心筒落水管下方设置落水管阀门用于控制中心筒向炉底排水；高压电极顶部从立式电极蒸汽锅炉的炉顶穿入炉内，高压电极下部浸入中心筒的液面中用于加热中心筒内炉水；所述的立式换热器顶部两侧分别设置用于通入冷水的换热器进水口和用于连接用户侧的换热器出水口，立式换热器上部设置蒸汽接管并与立式电极蒸汽锅炉连通，该蒸汽接管靠近存汽空间，用于向立式换热器内通入蒸汽，立式换热器下部设置冷凝水管并与立式电极蒸汽锅炉连通，该冷凝水管靠近蓄水空间，使蒸汽经立式换热器换热后产生的冷凝水回流至立式电极蒸汽锅炉，完成换热循环。

作为进一步的技术方案，所述的立式电极蒸汽锅炉顶部设有自动排气阀和安全阀，底部设有排污阀。

作为进一步的技术方案，所述的立式电极蒸汽锅炉上靠近存汽空间处设置有压力传感器，用于监测炉内蒸汽压力；立式电极蒸汽锅炉上靠近蓄水空间处设置有温度传感器，用于监测炉水温度。

作为进一步的技术方案，所述的高压电极是三相电极，同时高压电极上外接6～20kv的高压电源。

作为进一步的技术方案，所述的立式换热器顶部和侧上部设置排气阀，用于排出立式换热器内的不凝性气体。

本实用新型的有益效果为：

1、直接采用高压电源6～20kv进行加热，无需选用变压器变压成380v的低压电，也无需采用隔离变压器；

2、单台设备的加热功率可达几十兆瓦，而设备体积小巧，加热功率可调；

3、锅炉容积小，启动迅速，20分钟内即可输出符合要求的热水；

4、可以提供高温热水，温度可达150℃，甚至更高；

5、锅炉为立式结构，设备高度尺寸较小，一般的锅炉房均可布置，且系统简单，占地面积小。

6、可以应用在大功率场合；也可以应用在多路进线方式，且电源相位不同的特殊场合，解决了用户单路进线容量不足的问题；

7、简化了系统，取消了常规系统中的冷凝水箱、高温循环泵等，减少热损失；

8、炉内自动实现汽水换热，锅炉内的水基本不需要更换，可以避免炉内氧腐蚀。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

附图标记说明：立式电极蒸汽锅炉1、水循环管路2、中心筒3、高压电极4、自动排气阀5、安全阀6、换热器进水口7、换热器出水口8、蒸汽接管9、立式换热器10、冷凝水管11、存汽空间12、循环泵13、中心筒落水管14、落水管阀门15、中心筒进水管16、排污阀17、压力传感器18、温度传感器19、排气阀20、蓄水空间21。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型做详细的介绍：

实施例：如附图1所示，这种立式电极热水锅炉，主要包括立式电极蒸汽锅炉1和立式换热器10，所述的立式电极蒸汽锅炉1内下部设置蓄水空间21并蓄有一定炉水，立式电极蒸汽锅炉1炉身一侧外接带有循环泵13的水循环管路2；立式电极蒸汽锅炉1内上部设置中心筒3，所述的中心筒3位置高于炉水液面并与立式电极蒸汽锅炉1内壁绝缘隔离，该中心筒3的上方形成存汽空间12，中心筒3底部设置中心筒进水管16和中心筒落水管14，所述的中心筒进水管16从炉身侧壁穿出并与水循环管路2连通，通过循环泵13将炉水输送至中心筒3内，所述的中心筒落水管14下方设置落水管阀门15用于控制中心筒3向炉底排水；高压电极4顶部从立式电极蒸汽锅炉1的炉顶穿入炉内，高压电极4下部浸入中心筒3的液面中用于加热中心筒3内炉水；所述的立式换热器10顶部两侧分别设置用于通入冷水的换热器进水口7和用于连接用户侧的换热器出水口8，立式换热器10上部设置蒸汽接管9并与立式电极蒸汽锅炉1连通，该蒸汽接管9靠近存汽空间12，用于向立式换热器10内通入蒸汽，立式换热器10下部设置冷凝水管11并与立式电极蒸汽锅炉1连通，该冷凝水管11靠近蓄水空间21，使蒸汽经立式换热器10换热后产生的冷凝水回流至立式电极蒸汽锅炉1，完成换热循环。

作为优选的技术方案，所述的立式电极蒸汽锅炉1顶部设有自动排气阀5和安全阀6，当立式电极蒸汽锅炉1内蒸汽压力过高时自动打开向外排气，底部设有排污阀17，用于向外排污；所述的立式电极蒸汽锅炉1上靠近存汽空间12处设置有压力传感器18，用于监测炉内蒸汽压力；立式电极蒸汽锅炉1上靠近蓄水空间21处设置有温度传感器19，用于监测炉水温度。

作为优选的技术方案，所述的高压电极4是三相电极，同时高压电极4上外接6～20kv的高压电源；高压电极4可以由一组或多组电极棒组成，当高压电极4由多组电极棒组成时，电极棒应均匀分布且其下部浸没在中心筒3内的炉水中。

对于立式电极蒸汽锅炉1来说，炉内不凝性气体的多少，直接影响立式换热器10的换热效果，立式换热器10顶部和侧上部设置的排气阀20，可以排出立式换热器10内的不凝性气体，以提高换热效率。

本实用新型的工作过程：

工作时，立式电极热水锅炉的炉体1下部(即蓄水空间21)的水在循环泵13的作用下通过水循环管路2输入至中心筒3；中心筒3中的炉水加热后，通过中心筒落水管14落入炉体1的下部，如此循环往复，锅炉内的水温不断上升，直至部分水蒸发成蒸汽；蒸汽进入立式换热器10壳程，与换热器进水口7通入的冷水进行热交换，随着蒸汽压力的逐步提高，蒸汽温度也逐步升高，立式换热器10内的水温也逐步提高，直至达到额定参数后从换热器出水口8输出供用户使用；蒸汽冷凝后产生的冷凝水通过冷凝水管11回流至蓄水空间21，完成换热循环。

立式电极蒸汽锅炉1加热功率的大小与高压电极4的形状、高压电极4浸没水中的深度、炉水的电导率、水温、加热电源电压等因素有关。在使用过程中可以通过调节高压电极4的浸没深度，也即中心筒液位高度，和炉水电导率来调节加热功率。

中心筒液位高度调节：通过调节循环水管路2的水流量和落水管阀门15来调节中心筒3的液位高度。

炉内所使用的水是低电导率的纯水，电导率在一定的范围内才能正常使用。随着电导率的提高，电加热功率会升高，反之会下降。因此在一定的范围内，可以通过向蓄水空间21内加入电解液的方式来调节炉水电导率，从而调节加热功率。

本实用新型设计出了一种立式电极热水锅炉，加热电源为6～20kv的高压电，电极直接浸没在需要加热的“纯水”中，从而实现几十兆瓦的加热功率，每小时可输出几十吨蒸汽，蒸汽换热后向用户提供高温热水，温度可达150℃，甚至更高。另外，本实用新型锅炉水容积小，上压快，启动迅速，20分钟内即可输出符合要求的热水。本实用新型炉在内实现了汽水换热，锅炉内的水基本不需要更换，可以避免炉内氧腐蚀。

可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本实用新型的技术方案及实用新型构思加以等同替换或改变都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

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