一种用于高压大功率电锅炉加热电极的液位功率调节装置的制作方法

文档序号:11512734阅读:512来源:国知局
一种用于高压大功率电锅炉加热电极的液位功率调节装置的制造方法

本发明涉及一种电加热领域的电锅炉装置,尤其是涉及一种用于高压大功率电锅炉加热电极的液位功率调节装置。



背景技术:

电极加热技术是电能直接作用于被加热介质,具有热效率高,电制热响应速度快,电源波动只对出力有影响(不损坏设备本身)等优点,因此在大功率电锅炉上有很好的应用前景。为了有效调节高压电大功率电极加热装置的功率,常见方法是调节电极间电解质的供给量。例如用泵将电解质从相电极喷射到零电极。这种方法虽然可以在宽范围调节电极加热功率,但也存在电解产气和电极腐蚀的不足。

电极加热是对电极之间的电解质溶液施加电压,电解质在电场作用下发生离子迁移从而产生电流发热。在相同电解质浓度下,加热功率不但随着电极间的电压升高而加大,也会随着电极与电解质溶液的接触面积增加而加大。调节电极间的电压控制电极加热功率的方法不适合高压电的大功率电加热装置(锅炉)。



技术实现要素:

本发明提供了一种用于高压大功率电锅炉加热电极的液位功率调节装置,通过调节电极与电解质水溶液之间接触面的方法,从而改变电极浸没的液位高度,实现对电极加热功率进行连续调节。其技术方案如下所述:

一种用于高压大功率电锅炉加热电极的液位功率调节装置,包括锅炉本体,以及设置在锅炉本体内的高位水箱、低位水箱、三相电极,锅炉本体外设置有变频循环泵,控制器,所述高位水箱用于盛放电解质水溶液,所述三相电极插入高位水箱内,作用于电解质使其发热做功,所述变频循环泵用于将低位水箱中的低位电解质水溶液输入到高位水箱中,所述高位水箱设置有流液管,用于使高位水箱中的电解质水溶液在重力作用下流回低位水箱,所述三相电极包括三根子相电极,所述三根子相电极与三相电源相连接。

在流液管直径一定的情况下,通过改变变频循环泵的流量大小,改变高位水箱内的液位高度,从而改变相电极在电解质水溶液中的浸没高度调整加热功率。

所述锅炉本体下部直接盛放所述低位电解质水溶液构成低位水箱。

所述三相电极的每个子相电极包含多个电极体,所述电极体垂直于高位电解质的水面。

所述电极座固定在锅炉本体上部,所述相电极垂直于高位水箱的液面并伸入到高位水箱内,但不与高位水箱直接接触。

所述高位水箱通过绝缘物质固定在锅炉本体内。

所述变频循环泵的两端分别设置有泵吸入管和泵出水管,所述泵出水管和布水管相连接,所述泵吸入管的另一端连接到锅炉本体下部的低位电解质,所述变频循环泵设置在锅炉本体外部,电路与控制器相连接,所述布水管伸入到高位水箱内部。

所述电极体为圆柱体、条状或异型支状体或其他形状。

所述流液管直径固定,流液管设置在高位水箱的最低点,并且其最大流量小于变频循环泵额定流量,通过控制器调整变频循环泵的流量,能够保持高位水箱中的水位高度。

本发明在变频循环泵最大流量运行时,提升高位水箱内的水位,使高位水箱中,流入的电解质溶液流量大于通过流液管自然流下的溶液流量,再达到最高水位时,通过控制器降低变频循环泵的流量,保持高位水箱内液位平衡,达到100%输出功率;通过控制器和变频循环泵降低高位水箱内水位低于或者等于电极高度时,为0%输出功率。这种方法不会造成功率突变,而且电极寿命长,几乎不发生电解产气,非常安全可靠。

附图说明

图1是本发明应用原理中高液位高输出功率示意图;

图2是是本发明应用原理中低液位最小输出功率示意图;

图3是本发明应用于大功率蒸汽电锅炉实施例1的示意图;

图4是本发明应用于大功率蒸汽电锅炉实施例2的示意图。

具体实施方式

电极之间的电压一定并且电解质浓度一定时,单位容积内的离子数量不变,这时电极与电解质溶液的接触面积决定了加热功率的大小。通过调节电解质液位高度改变电极的浸没深度,从而改变了电极与电解质溶液的接触面积,可以实现调控加热功率的目的。在大功率产生蒸汽的电极加热设备中,需保证被加热电解质浓度稳定。

本发明设置了高位和低位两个水箱,使用变频流量循环泵、控制器及流液管共同维持电解质的循环量以保持高位水箱中电解质水溶液的浓度,改变变频循环泵的流量以改变高位水箱的液位高度,达到调整加热功率目的。这种方法很容易通过对高位水箱进水口的结构设计,确保水流对电极的冲刷作用很小,因此可以做到电解产气的逸出很少,而且电极腐蚀也非常小。

原理如图1和图2所示,将三相电源5的电压施加在三相电极1和高位水箱6之间,电极间的电解质发生离子迁移产生电流,电解质被加热。

高位水箱6,内含有高位电解质水溶液2,所述高位电解质水溶液2和低位电解质水溶液4相对,在于高度上的设置不同,所述低位电解质4位于低位水箱8内。高温水箱下部设置有流液管3,变频循环泵7能够将低位电解质水溶液4输送到高位电解质水溶液2。

当增加变频循环泵7的流量时,由于通过流液管3的流量相当于没有变化,在高位水箱6中的电解质2液位上升,与三相电极1的接触面积增加,所以增加加热功率,通过控制器,来稳定高位电解质水溶液2的液位高度。如果要降低功率,则减小变频循环泵的流量,使高位电解质水溶液2的液位高度降低。

三相电极1包括有l1、l2、l3三个子相电极,所述三根子相电极与三相电源相连接,所述三相电极的每个子相电极包含多个电极体,所述电极体垂直于高位电解质的水面。

如图3所示,本发明实施例中是一个由液位功率调节装置构造的大功率电极蒸汽锅炉,锅炉本体31的下部是低位水箱中电解质水溶液26,高位水箱24内是电解质23,相电极由子相电极22组成,所述每个子相电极22由多个电极体形成垂直于水面的环状组合,相电极固定在锅炉本体32上的电极座21内;电解质26通过泵吸入管27进入循环泵28,通过泵出水管29从布水管25送入高位水箱14。

锅炉工作时启动变频循环泵28,否则高位水箱24中的电解质浓度随着水蒸汽的输出会变得越来越大,低位水箱中的电解质浓度又会随着系统凝结水的回流变得越来越低,开启高低位水箱间的循环泵使溶液不断混合,以保持电解质浓度不变,变频循环泵28启动后,通过调节变频循环泵28的流量使从流液管30中流下的液体流量小于变频循环泵28注入的液体流量,使高位电解质23液位升高,子相电极22的电极体逐渐插入电解质23中。

通过控制器来控制变频循环泵28的流量,达到控制电解质23的液位高度的目的。

当增加变频循环泵的流量时,则高位水箱中电解质3的液位逐渐升高,加热功率随之增大;反之,当降低变频循环泵28的流量时,则高位水箱24中电解质3液位降低,加热功率减小。举例:将变频循环泵28流量调至最大,高位水箱24中的电解质23液位不断上升,当上升到完全浸没子相电极22的电极体时,控制器控制变频循环泵28流量等于通过流液管30中流下的液体流量,使高位水箱24中的液位保持恒定,则锅炉输出功率达到100%。

假如这时将控制器设定输入功率为额定值的50%,控制器控制变频循环泵28的流量降低,使得变频循环泵28流量小于通过流液管30中流下的液体流量,则高位水箱中的液位降低,当降低到50%高度时,变频循环泵28的流量增加,使得变频循环泵28流量等于通过流液管30中流下的液体流量,则高位水箱24中的液位又保持了稳定。如此反复,来控制所需的加热功率。

本发明中应用的相电极包括三个子相电极22,三个子相电极22相互隔绝,并通过线束绑定一起后通过电极座21固定。

如图4所示,相电极包括三个子相电极,其中两个是子相电极32、35,还有一个未示出,每个子相电极都通过电极座固定,所述子相电极32通过电极座33固定,所述子相电极35通过电极座34固定,所述三个子相电极与三相电源相连接。

一般来说,相数越多,能够提供的电流就越大。根据需求,本发明也可提供多个子相电极,对应对相电源,也可以多个子相电极连接到多相电源的其中一项,从而根据需求对功率进行控制。

本发明无需通过外部机械可以连续调节加热功率,这种方法不会造成功率突变,而且电极寿命长,几乎不发生电解产气,非常安全可靠,并且不会有机械故障发生。

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