一、技術名稱: 三相工頻感應電磁鍋爐技術
二、技術所屬領域及適用范圍: 民用及商用行業 用于生活熱水、飲用、采暖及工業鍋爐預熱等
三、與該技術相關的能耗及碳排放現狀
目前,我國的供熱設備主要包括傳統的燃煤、燃氣和電熱管鍋爐以及新興的太陽能、熱泵系統。然而,我國的電熱管鍋爐實際能量轉換效率相對偏低,太陽能和熱泵系統又受環境的影響較大,傳統化石燃料鍋爐污染相對嚴重。三相工頻感應電磁鍋爐技術與熱泵系統相比,初始投資及運行成本均有較大的節約空間。在不考慮能源利用品質的條件下,該技術與傳統燃煤統鍋爐相比具有較高的熱效率,節能優勢明顯。特別是在我國峰谷電價差距較大的情況下,該技術用于熱水制備具有良好的經濟和社會效益。目前應用該技術可實現節能量3萬tce/a,CO2減排約8萬t/a。
四、技術內容
1.技術原理
三相工頻感應電磁鍋爐的主機是一種特殊結構的水冷干式”短路變壓器”,主機直接設置在循環水中,利用主機的副邊外殼作為第一主發熱體。設備主機副邊受到電磁感應產生短路電流,進而產生熱量,其漏磁又使循環水箱感應產生較大的渦流與磁滯,使循環水箱成為第二發熱體。由于主機產可產生極大電流,因此可使效能達到最高,幾乎可以將全部電能轉化為熱能。同時,由于該設備回收漏磁進行加熱,又可將電網中無功功率充分利用,使其效能進一步提高。
2.關鍵技術
(1)特殊結構的電磁感應發熱技術
利用主機外殼作為主發熱的副邊,使設備獲得極高的加熱效率,并保持良好的散熱性能,同時有效降低制造成本。
(2)高效電磁感應技術
副邊感應電流達到極大狀態(短路狀態),使電流發熱量最大,同時可有效控制短路電流。
(3)無功功率利用技術
利用電磁原理加熱,其電能中的有功和無功都得到高效利用。
(4)流體磁化技術
由于使用電子感應加熱,使其周圍的介質水在被加熱的同時被磁化,可有效解決水體結垢問題。
3.工藝流程
設備結構示意圖見圖1。
圖1 三相工頻感應電磁鍋爐結構示意圖
五、主要技術指標
1.有功功率轉化熱效率≥99%;
2.功率因數cosφ≥0.98;
3.終端效率(即系統效率)≥0.9;
4.磁化功能:加熱水不結垢,加熱油不結炭,使用壽命長。
六、技術鑒定、獲獎情況及應用現狀
該技術于2014年通過中國高科技產業化研究會組織的技術成果鑒定,并獲得國家發明專利和實用新型專利18項,同時獲得美國、日本和歐盟的發明專利各1項。目前,該技術已在滬東重機股份有限公司、常州常林機械有限公司等近200家企業實施應用,累計達500臺套。
七、典型應用案例
典型用戶:滬東重機股份有限公司、常州常林機械有限公司、吟飛科技(江蘇)有限公司等。
典型案例1
案例名稱:滬東重機股份有限公司柴油機系統油路改造項目
技術提供單位:常州市三利電器有限公司
建設規模:21 條船用大馬力柴油機試車車間串油及串水加熱系統改造。建設條件:大型低速船用柴油機在試車前應按工藝要求,將70t的滑油、30t的淡水加熱到75℃,串油串水過程中,油溫水溫保持60℃。主要技改內容:將原蒸汽加熱系統全部改成電磁鍋爐系統。主要設備:21臺三相工頻感應電磁鍋爐。 節能技改投資額641 萬元,建設期2 個月。年可節能量4654tce,年減排量12286tCO2,年節能經濟效益為1059萬元,投資回收期約8個月。
典型案例2
案例名稱:常州常林機械有限公司職工熱水系統改造項目
技術提供單位:常州市三利電器有限公司
建設規模:2臺燃煤鍋爐改造。主要技改內容:使用該電磁鍋爐兩臺取代原燃煤鍋爐,利用谷電蓄熱供全天使用,主要設備包括2臺三相工頻感應電磁鍋爐。節能技改投資額50萬元,建設期2個月。年可節能量1692tce,年減排量4467tCO2,年節能經濟效益91.43萬元,投資回收期約5個月。
八、推廣前景及節能減排潛力
該技術的應用可大幅消納峰谷電,結合電能的高效利用,具有較大的節能潛力。預計未來5年,推廣比例達到5%,項目總投資2.5億元?赏瓿裳b機功率40萬kW,相比傳統燃煤、燃氣、電熱管鍋爐,可形成年節能能力14萬tce,年碳減排能力38萬tCO2。
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