电极式电锅炉蓄热系统一、 产品简介工作电压： 一般采用中压电压（≥ 6 kV）；大功率锅炉电压（可达13.5 kV）；控制电压380/220V 保护措施： 1）、过流保护；2）、缺相保护；3）、短路保护；4）、三相不平衡保护加热原理：一般采用电厂除盐水，加入一定电解质，使炉水具有一定电阻利用水的高热阻特性，直接将电能转换为热能并产生蒸汽的一种装置，装置包含高电阻绝缘的压力容器和三相电级结构形式：名称浸没式电极锅炉喷射式电极锅炉结构形式连接高压电源电极直接浸没在锅炉炉水中进行加热炉水与锅炉外壁采用绝缘隔离方式，避免锅炉金属筒体带电炉水直接喷射到电极进行加热，不直接浸没在炉水中电极与锅炉金属筒体 “相对隔离”，金属筒体不需要绝缘循环水量主要是补充“蒸发损失”的水量，用水量较少喷射水量大，大功率的水量甚至达到 1000m3/h 以上炉水导电率100μ s/cm 左右1700μ s/cm 左右绝缘要求要求与电极接触的炉水部分与锅炉金属筒体绝缘隔离无要求电源要求对进线电源没有特殊要求进线为三相四线中心点接地蒸汽品质含盐量低含盐量高功率调整范围：调整范围是1%-100%. 在 10%-100%的范围内可以做到无级调节。
优 点：Ø 锅炉利用水的电阻性直接加热，电能100%转化成热量，基本无热损失当锅炉缺水时，电极间的电流通道被切断，不存在类似常规锅炉干烧的现象Ø 体积小巧，启动速度快，从冷态启动到满负荷只需要几十分钟，从热态到满负荷只需1分钟Ø 在节能领域，电极热水锅炉结合大型蓄能设备，在低谷电价时间段把蓄能装置内热水加温，在高电价时使用，能够起到平衡电网负荷的作用图一：电极式电锅炉蓄热系统示意图二、 国内外同类产品水平综述电极锅炉的应用在国外由来已久，世界上第一台电极锅炉于1905年诞生于欧洲国内针对电极锅炉的研究始于20世纪80年代，主要是电热水锅炉技术，通常使用的是380V动力电，常压水箱作为蓄热体，此设备占地面积大、系统热效率低20世纪80年代，承压蓄热一体化锅炉能有效减小设备占地面积，缺点是承压蓄热电锅炉技术的单台设备不能适用于高于100 m³的蓄热体积20世纪90年代，喷射式电极锅炉通过美国西屋公司进入中国，开始了长达十余年的价格垄断阶段目前，国内的少数企业通过吸收欧洲技术并经过改造升级，形成了常压电极锅炉年 度主要发展里程碑1905年世界上第一台电极锅炉在欧洲出现，电压等级限制在2000V以下1920年代瑞典Z&I公司发明了浸没式电极锅炉，控制精度大幅度提高，采用高电压(6-15kV)直接供电，称为高压电极锅炉1926年瑞典Z&I公司生产了第一台ZETA品牌电极式锅炉1940年代欧洲发明了喷射式电极锅炉，瑞士SULZER公司成为这种产品的典型代表1970-1980年欧美核电站建设进入高峰期，电极蒸汽锅炉由于清洁环保，安全度高，被核电行业普遍接受1990年代喷射式电极锅炉通过美国西屋公司的核电技术带进中国，开始了在中国长达十余年的价格和技术垄断1995年瑞士Leibstadt核电站使用的喷射式电极锅炉出现氢气泄露事故，出于安全考虑，欧洲市场从此只接受浸没式电极锅炉2009年世界能源危机和金融危机凸现，中国可再生能源事业加速发展，电极锅炉迎来了重大发展机遇，ZETA品牌登陆中国2012年国内首个采用电极式锅炉的火电灵活性（孤网平衡）项目在山东日照钢钢铁厂完成，对电网的平衡实现了毫秒级的响应。
项目中使用了4台40MW的电极式锅炉产品，是目前为目国内最大的电极式锅炉应用项目2016年中国市场ZETA电极锅炉使用量超50台，分别应用于风电消纳与区域供热、核电设备启动、电网平衡等领域，同时，ZETA锅炉技术升级到第7代新疆乌鲁木齐高铁项目完成，进入运行，成为目前为止全国最大规模的风电消纳供热项目项目中使用了6台8MW的电极式锅炉，总容量9277立方米的蓄热水罐该工程的供热面积为43万平方米三、 经济效益比较3.1 投资内容• 可研评估费，设计费• 设备采购费，安装费• 土建施工费• 配电系统设计安装费• 压力容器监检费（常压系统不需要）3.2投资概算• 4-10 MW电极锅炉系统，每1kW造价550~1000元之间• 12-40 MW电极锅炉系统，每1kW装机造价350~500元之间• 45-70 MW电极锅炉系统，每1kW装机造价300~350元之间3.3 设备价格• 相关配套设备：热交换器，水泵，控制，水处理，加药，管路，设计和安装• 电费：主要费用• 水费：一般忽略不计• 运维人员工资：可按1~2个人员考虑（1~4套设备时）• 维护保养（备品备件、检修工具等）：每年小于设备投资的1%• 设备定期检修、临时检修费、中长期大修费：平均每年小于设备投资的2%3.4 费用比较将1吨水变成1吨蒸汽所消耗的热量约：700kWh如果电价为：电价0.25元/kWh， 175元/k吨（电极炉）当前蒸汽的价格：110~230元/k吨 （煤锅炉）四、 市场前景分析在民用领域，电极锅炉及系统主要应用于城市供热。
目前我国约有城市700座，到2020年左右将达到1500座，中国人口将达到15-16 亿一半人口居住在城市，城市采暖面积将不断增加，供热普及率也不断提高目前我国城市的能源使用仍然以燃煤、燃油为主，造成严重的环境污染，相比较之下，电能作为清洁能源，具有明显优势而电极锅炉利用谷期电能集中供暖的新模式与国家节能降耗的大方针一致，保守估计该领域拥有千亿级别的市场有待企业挖掘在工业领域，电极锅炉广泛应用于火电企业启动锅炉、风电及太阳能企业调峰锅炉，并为造纸、化工、汽车、造船、食品等企业提供生产用的高品质蒸汽及高温热水以发电企业为例，2010年五大发电公司旗下有超过500余家发电公司，此外各地热电企业、自备电厂、地方所属电厂的数量有上万家，该领域对启动锅炉有一定的需求随着风电及太阳能行业的不断发展，对调峰锅炉及技术的需求也将趋于旺盛目前，我国提供电极锅炉及基于电极锅炉的专业技术服务的企业数量在不断增加，代理国外的品牌也在逐渐丰富，但该市场还未形成龙头性的企业因此，该领域为中小企业提供了充分竞争及快速发展的机会，未来市场前景广阔五、 产品应用场景• 综合能源区域供热；• 电网平衡；• 核电启动；• 风电消纳；• 煤改电；• 火电灵活性改造；• 电能替代；• 削峰填谷的作用六、 建议1. 当前对电极式电锅炉产品认识不够充分，建议做专项研究，依托专业的电锅炉厂家进行项目合作，配套许继的保护系统，后期同步开发优化电锅炉具备接入综合能源服务的保护控制成套系统，并考虑自主进行电极式电锅炉的开发；2. 根据目前市场情况，电极式电锅炉可以作为综合能源服务的核心产品之一，进行重点推广。
此外，国家暂无电极式电锅炉相关标准，许继引导电科院推进相关标准的规范和标准制定3. 推荐潜在合作厂家：北京瑞特爱能源科技股份有限公司 附录一：常规电极锅炉与普通电阻锅炉对比序号 对比项普通电阻锅炉电极锅炉一、安全性 1.1 制造资质许可国家质量技术监督检验检疫总局颁证许可国家质量技术监督检验检疫总局颁证许可1.2设计审核省级质量技术监督局审核批复省级质量技术监督局审核批复1.3材料审核市级以上锅炉检验院驻厂监检市级以上锅炉检验院驻厂监检1.4制造监检市级以上锅炉检验院驻厂监检市级以上锅炉检验院驻厂监检1.5安装监检使用地锅炉检验所报备监检使用地锅炉检验所报备监检1.6安全运行许可使用地锅炉检验所验收后颁发使用地锅炉检验所验收后颁发1.7电压等级及要求0.4KV，普通配电要求，常规供电，不需要专业的运行人员10KV，高压供电，供电及运行安全要求高，运行人员专业要求高二、可靠性 2.1 产品类型工厂生产，标准化工业产品，市场使用广泛工厂试验生产、主要技术来源于进口，民用市场处于试点运行阶段2.2检验手段工厂检验，标准化出厂检验，国家有详细的执行标准目前还没有专用的国家相关标准，主要以国外或企业标准执行。
2.3设备通用性电热锅炉、蓄热模块均为标准产品，按系统组合使用，可灵活组配电极锅炉设备属于新型产品，主要元器件均为特殊专用产品2.4介质要求采用普通软化水运行即可采用经过处理的电导水运行2.5设备最低使用寿命20年15年三、加热性能 3.1 加热原件电阻电热管，属于成熟产品，国家有相应的执行标准电极棒或电极板，目前无相应标准3.2加热原件材质不锈钢加热管不锈钢电极板或石墨电极棒3.3加热原理电阻丝通电产生热量后，通过热传递对介质进行加热，每根或每组的加热功率固定通过电极及水的电导进行加热，根据水的流量或水位控制加热功率3.4工作温度完全浸没在水中，根据压力可在200℃以内运行完全浸没在水中，根据压力可在200℃以内运行3.5绝缘方式电加热元件通过绝缘材料与加热介质隔离，并且电气上设有相应保护电加热原件直接与加热介质接触，通过炉体及电极绝缘端子缘与外界绝缘四、配电及控制要求 4.1 供电电压0.4kv6-10kv4.2供配电设备需要高低压配电设备及变压器只需要高压配电设备4.3控制设备自动控制柜，常规配电元器件自动控制柜，与高压配套的控制元器件4.4控制操作性属于常规控制要求，简单医学，普通人员即可执行需要专业或经过严格培训的操作人员五、设备占地要求（不含蓄热系统） 5.1 单台功率使用范围可在10-10000 kW任意配置，适合在2-10 MW的设备上使用可在3000-50000kw配置，较适合于大于10mw的设备上使用5.26 MW锅炉占地30 ㎡30 ㎡5.36 MW控制设备占地6 ㎡2 ㎡5.46 MW高压设备占地10 ㎡8 ㎡5.56 MW低压设备占地150 ㎡无5.6系统控制设备4 ㎡4 ㎡5.7合计200 ㎡44 ㎡六、系统配置要求 6.1 循环水泵一次换热循环水泵及二次供热水泵一次换热水泵、二次换热水泵、二次供热水泵6.2补水泵 一次及供热补水泵一次、二次及供热补水泵6.3换热设备一次换热需要两次换热6.4储热设备相同相同七、 投资（参考价格） 7.1 6 MW设备投资135万元380万元7.2 高压配电投资40万元35万元7.3 低压配电投资150万元无7.4 325万元415万元八、运行费用 8.1 设备热效率98%99%8.2 系统效率93%88%需要二次换热8.2 运。