[发明专利]低谷电蓄热锅炉及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及电网低谷电的有效利用技术领域，尤其涉及低谷电蓄热锅炉及其使用方法。

背景技术

国内雾霾问题引起了世界的广泛关注，能源消耗带来的雾霾问题聚焦了人们的视线。解决雾霾问题的一个有效途径就是推进能源结构调整，减少能源的浪费。

“十三五”期间，在“弃风弃电”愈演愈烈的背景下，燃煤锅炉带来的能源消耗和环境污染却越来越严重。为了减少能源消耗，同时缓解出现的雾霾问题，国家出台了“煤改电”政策。为此，工业过程将很多燃煤小锅炉改为电加热锅炉，大量电加热锅炉的使用，不仅增加了电网的峰谷差，对电网安全造成威胁，而且增加了用户的电能消耗费用。如果采用蓄热介质将晚上的低谷电以热能形式储存起来，用于白天的工业使用，不仅可以改善电网的峰谷差，减少电能浪费，还可为用户节省电能消耗产生的巨额能源费用。因此，低谷电蓄热锅炉对于提高能源利用效率，改善电网峰谷差，改善环境具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是为了改善电网峰谷差，节省用户电能消耗，提出了一种利用夜间低谷电蓄热，白天产生蒸汽的低谷电蓄热锅炉及其使用方法，以提高电网低谷电的电能利用效率，充分利用能源，增强电网的输电能力，并大幅度降低蒸汽产生成本。

为实现上述目的，本发明提供一种低谷电蓄热锅炉，包括：汽包和填充有蓄热介质的蓄热罐体；

所述蓄热罐体内设有用于加热蓄热介质的电加热装置，所述电加热装置与供电系统相连；

所述蓄热罐体内设有绝热隔板和换热面积可调的换热装置，所述绝热隔板将所述蓄热罐体分成两个腔体，两个腔体内的蓄热介质相流通；所述换热装置的释热介质入口设置在所述蓄热罐体上，释热介质出口设置在所述汽包内；

所述汽包的顶部设有蒸汽出口和稳压阀，所述汽包上连接有用于将汽包内的高温释热介质回流至释热介质入口的回水通路。

作为本发明的进一步改进，所述换热装置是由多个串联或并联的换热器组成，所述换热器包括螺旋盘管换热器、蛇形盘管换热器和U形管换热器的一种。

作为本发明的进一步改进，所述换热装置还包括控制单个换热器工作或多个换热器同时工作的阀门组。

作为本发明的进一步改进，所述回水通路上安装有回流阀门，所述蒸汽出口上安装有控压阀，所述控压阀开启的压力值小于所述稳压阀开启的压力值。

作为本发明的进一步改进，所述绝热隔板的导热系数小于0.5W/(m·K)，所述绝热隔板包括圆筒形绝热隔板和方形绝热隔板的一种。

作为本发明的进一步改进，所述蓄热介质包括熔盐和导热油中的一种。

作为本发明的进一步改进，所述释热介质为水。

作为本发明的进一步改进，所述蓄热罐体的外表面套有保温层，所述保温层的导热系数小于0.5W/(m·K)。

作为本发明的进一步改进，所述电加热装置包括加热棒、加热环和加热板中的一种，所述电加热装置布置在所述蓄热罐体底部、蓄热罐体周围或与所述绝热隔板布置为一体。

本发明还提供一种低谷电蓄热锅炉的使用方法，包括：蓄热阶段和放热阶段；

蓄热阶段：

利用夜间廉价的低谷电，供电系统通过电加热装置对蓄热罐体内的蓄热介质进行加热；

放热阶段：

在放热的初始阶段，蓄热介质的温度较高，通过阀门组控制单个换热器工作；释热介质流进一个换热器，产生高温蒸汽进入汽包内，在汽包内实现汽液分离；当汽包内的压力达到控压阀的开启值时，分离后的蒸汽从蒸汽出口排出，提供给用户，分离后的高温释热介质储存在汽包底部；

当蓄热介质的温度降低到不足以产生足够的蒸汽时，通过阀门组控制两个或多个换热器同时工作，增大换热面积；释热介质流进两个或多个换热器，产生高温蒸汽进入汽包内，高温蒸汽加热汽包内的高温释热介质，使其汽化；当汽包内的压力达到控压阀的开启值时，分离后的蒸汽从蒸汽出口排出，提供给用户，分离后的高温释热介质储存在汽包底部；同时，当汽包内的压力过高时，通过稳压阀对汽包进行释压保护，以达到控制蒸汽温度和流量的目的；

随着蓄热介质的温度不断降低，汽包内的液位也不断升高，当汽包内高温释热介质的液位达到一定高度时，通过回水通路将高温释热介质引入释热介质入口，与释热介质入口的低温释热介质混合，提高释热介质的入口温度，使得蒸汽出口温度达到设计值。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、低谷电蓄热锅炉是一种带有蓄热装置的锅炉，其结构简单紧凑、使用方便、温度可控；

2、低谷电蓄热锅炉使用成本较低，利用夜晚的低谷电进行蓄热，白天提供所需的蒸汽；