用于高压大功率电锅炉加热电极的新型液位功率调节装置的制作方法

本发明涉及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新型液位功率调节装置。

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：

本发明提出了一种用于高压大功率电锅炉加热电极的新型液位功率调节装置，通过调节电极与电解质溶液之间接触面方法，从而改变电极浸没的液位高度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，包括高位水箱、低位水箱、零电极，相电极，循环泵，活动泄水管，牵引机构，所述零电极自身构成放置电解质的高位水箱盛放电解质水溶液，所述相电极插入高位水箱内，和零电极共同作用于电解质使其发热做功，所述低位水箱中的低位电解质通循环泵源源不断输入到高位水箱中，高位水箱中的电解质在重力作用下通过活动泄水管流回低位水箱，通过牵引机构控制活动泄水管的高度，改变高位水箱内的液位高度，从而改变三相电极在电解质中的浸没高度调节加热功率。

所述锅炉本体下部直接盛放所述低位电解质。

所述三相电极包括多个电极体，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，所述循环泵设置在锅炉本体外部，并与控制器相连接，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。

本发明中所述牵引装置将活动泄水管拉高至最高位置时，高位水箱中的液位处于最高处，完全浸没电极，使电解质和电极的接触面积最大，达到最高功率；当通过牵引装置降低活动泄水管的位置时，高位水箱中的电解质通过活动泄水管做自由落体运动留下至低位水箱中，当活动泄水管降低到最低位置时，电解质不与电极解除，此时，锅炉输出功率为0％。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最高输出功率示意图；

图2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电锅炉的示意图；

图4是所述牵引机构的结构示意图。

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，这时电极与电解质水溶液的接触面积决定了加热功率的大小。高位水箱中的电解质水溶液在重力作用下通过活动泄水管流回低位水箱，通过牵引装置活动泄水管的高度，改变高位水箱内的液位高度，从而改变相电极在电解质中的浸没高度。在大功率的电极加热设备中，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，使用循环泵维持电解质的循环量以保持高位水箱中电解质溶液的浓度，改变活动泄水管的高度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，将电源5的电压施加在相电极1和零电极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。

零电极6自身构成高位水箱，内含有高位电解质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活动泄水管3，活动泄水管3通过牵引机构9来控制其位置高低，循环泵7能够将低位电解质输送到高位电解质。

当使用牵引机构9升高活动泄水管3的位置时，高位水箱6中的电解质水溶液2液位上升，与电极1的解除面积增加，所以增加加热功率；若要降低功率，则降低活动泄水管3的位置，使电解质水溶液2的液位高度降低。

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锅炉，锅炉本体32的下部是低位水箱中电解质26，零电极24自身构成高位水箱24，高位水箱内是电解质水溶液23，三相电极由多个电极体22形成垂直于水面的组合，三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，循环泵28启动后，通过图4所示的牵引机构30，改变活动泄流管31的高度，使高位电解质水溶液23液位升高，电极片22逐渐插入电解质3中。

当牵引机构30升高活动泄流管31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，控制牵引机构30，降低活动泄流管31时，则高位水箱中电解质3的液位逐渐降低，加热功率减小。举例：将活动泄流管31拉升至最高位置，高位水箱24中的电解质水溶液23液位不断上升，当上升到完全浸没电极片22时，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％，这时将活动泄流管高度调整至50％即可控制所需的加热功率。

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。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种用于高压大功率电锅炉加热电极的新型液位功率调节装置，包括锅炉本体，在锅炉本体内设置有高位水箱、低位水箱、相电极、活动泄水管，锅炉本体外设置有循环泵，锅炉本体上部设置有牵引机构，所述高位水箱盛放电解质水溶液，所述相电极插入高位水箱内，作用于电解质使其发热做功，所述低位水箱中的低位电解质通过循环泵输入到高位水箱中，所述高位水箱中的电解质在重力作用下通过活动泄水管流回低位水箱，通过牵引机构用于调整活动泄水管的高度，改变高位水箱内的液位高度，从而改变相电极在电解质中的浸没高度调节加热功率。本发明通过改变活动泄水管高度连续调节加热功率，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。

技术研发人员：韩围棋;丁晓彬;常艳芝;李晓庆;杨天育;张贵凯;张涛
受保护的技术使用者：北京瑞特爱能源科技股份有限公司
技术研发日：2017.06.12
技术公布日：2017.08.29