通过变传热面提高固体蓄热电锅炉负荷可调性方法及系统技术方案

本发明专利技术公开是关于一种通过变传热面提高固体蓄热电锅炉负荷可调性方法及系统，涉及供热设备技术领域，该方法包括以下步骤：步骤1：获取循环水进入竖直细支管的初始温度T

【技术实现步骤摘要】
通过变传热面提高固体蓄热电锅炉负荷可调性方法及系统
本专利技术公开涉及供热设备
，尤其涉及一种通过变传热面提高固体蓄热电锅炉负荷可调性方法及系统。
技术介绍
通常固体蓄热电锅炉的蓄热体是由镁砖搭建而成，在整个蓄热体上设有若干个纵向和横向贯穿的孔洞，可以利用低谷电进行蓄热；在供热时通过风机驱动固体蓄热电锅炉内部的空气，使空气从蓄热体孔洞中穿过并换热成为高温空气，之后高温空气掠过循环管将热量传递至循环水。因此固体蓄热电锅炉可以利用低谷电蓄热，在供热时将热能有序释放充分体现了其削峰填谷的优势。
技术实现思路
为克服相关技术中存在的问题，本专利技术公开实施例提供了一种通过变传热面提高固体蓄热电锅炉负荷可调性方法及系统。所述技术方案如下：根据本专利技术公开实施例的第一方面，提供一种通过变传热面提高固体蓄热电锅炉负荷可调性方法，该通过变传热面提高固体蓄热电锅炉负荷可调性方法包括以下步骤：步骤1：获取循环水进入竖直细支管的初始温度T0步骤2：建立蓄热体与循环水管之间的数学模型，该数学模型为：n·Dh(TR-T)dL＝qmcdT(1)其中，n-进行换热的竖直细支管数量；D-竖直细支管内壁周长；h-竖直细支管内壁的对流换热系数；TR-蓄热体温度；T-循环水流出竖直细支管时温度；qm-循环水质量流量；c-循环水比热容；步骤3：将步骤2中的数学模型进行积分获得公式：其中，T0为循环水进如竖直细支管时温度,T为循环水流出竖直细支管时温度。>步骤4：根据公式(2)分析换热的竖直细支管数量n，以及循环水流量qm便可对循环水的温度进行控制，即对固体蓄热电锅炉的负荷进行调控。在一个实施例中，所述步骤2：建立蓄热体与循环水管之间的数学模型中，在固体蓄热电锅炉工作时，热量由蓄热体至循环水过程中存在：蓄热体与循环管管壁之间的导热热阻，循环管管壁与循环水之间的对流热阻。其中对流热阻远大于导热热阻，因此在实际工程中忽略导热热阻，因此取循环水与循环管管壁之间的对流换热系数为总热阻。在一个实施例中，所述步骤3公式：其中，n-进行换热的竖直细支管数量；D-竖直细支管内壁周长；h-竖直细支管内壁的对流换热系数；c-循环水比热容；上述四个参数均为常数，因此将方程N＝nA(4)带入公式(2)中，得到公式(4)其中，N为循环水与蓄热体接触面积，A为竖直细支管内壁面积。在一个实施例中，根据公式(5)可知：循环水与蓄热体接触面积N是对循环水质量流量T的影响因素，调节循环水与蓄热体接触面积N即可对固体蓄热电锅炉的负荷进行调控。根据本专利技术公开实施例的第一方面，提供一种利用上述的一种通过变传热面提高固体蓄热电锅炉负荷可调性方法的控制系统，该系统包括：水温获取模块，所述水温获取模块用于获取循环水进入竖直细支管的初始温度T0；数学模型编计算模块，所述数学模型编计算模块用于建立蓄热体与循环水管之间的数学模型，该数学模型为：n·Dh(TR-T)dL＝qmcdT(1)其中，n-进行换热的竖直细支管数量；D-竖直细支管内壁周长；h-竖直细支管内壁的对流换热系数；TR-蓄热体温度；T-循环水流出竖直细支管时温度；qm-循环水质量流量；c-循环水比热容；公式积分化模块，所述公式积分化模块用于将公式(1)进行积分获得公式：将方程N＝nA(4)带入公式(2)中，得到公式(4)其中，N为循环水与蓄热体接触面积。其中，T0为循环水进如竖直细支管时温度,T为循环水流出竖直细支管时温度；数据分析模块，所述数据分析模块用于根据公式(2)分析循环水与蓄热体接触面积便可对循环水的温度进行控制，即对固体蓄热电锅炉的负荷进行调控。根据本专利技术公开实施例的第一方面，提供一种利用上述的一种通过变传热面提高固体蓄热电锅炉负荷可调性方法调节固体蓄热电锅的负荷的操作方法，该操作方法包括以下步骤：步骤1：设定循环水流出竖直细支管时温度T，设定蓄热体温度TR；步骤2：根据公式：确定循环水与蓄热体接触面积N的关系；步骤3：定量改变循环水与蓄热体接触面积N。本专利技术公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：1本专利技术使固体蓄热电锅炉内部的循环水管与蓄热体直接接触，使蓄热体与循环水直接换热避免了多级换热，增加了换热效率，以及取消了风机的使用减少了运行过程中的费用。2本专利技术将蓄热体分为若干可移动板块，通过对蓄热体板块的移动改变蓄热体与循环水管的换热面积，当换热面积发生改变时蓄热体与循环水之间的换热量会相应改变，使固体蓄热电锅炉达到在运行中调节负荷的目的。3本专利技术的固体蓄热电锅炉在运行过程中，通过监测循环水流量以及改变蓄热体与循环水管之间的面积，防止过大的换热量使得循环水汽化。减少了循环水汽化的可能，提高了固体蓄热电锅炉的安全性。当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。图1是本专利技术所述一种通过变传热面提高固体蓄热电锅炉负荷可调性方法的步骤流程图；图2是本专利技术所述专利技术固体蓄热电锅炉管道口正视图；图3是本专利技术所述固体蓄热电锅炉管道口侧视图；图4是图3的A-A剖面图；图5是图3的B-B剖面图；图6是图2的C-C剖面图；附图标记：1、循环水出水管2、循环水进水管3、保温外壳4、安全阀5、蓄热板块6、轨道7、泄水管8、出水管支管9、竖直细支管10、进水管支管11、轨道基础11、滚轮具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。本专利技术公开实施例所提供的技术方案涉及一种通过变传热面提高固体蓄热电锅炉负荷可调性方法，尤其涉及供热设备
在相关技术中，然而传统的固体蓄热电锅炉，存在热量由蓄热体传递至空气，再由空气传递至循环水的多级换热过程，降低了换热效率及固体蓄热电锅炉的运行效率；而且由于空气的比热容较小，因此需要大量的空气才能满足换热需求，巨大的空气流量需要配备大功率风机增加了固体蓄热电锅炉的运行费用。基于此，本公开技术方案所提供的一种通过变传热面提高固体蓄热电锅炉负荷可调性方法，固体蓄热电锅炉的循环水管布置于蓄热体内部，与蓄热体直接接触，避免了多级换热提高了换热效率；当蓄热体与循环水管间接触面积改变时，蓄热体与循环水之间的换热量会相应发生改变，因此本专利技术的固体蓄热电锅炉可以通过改变换热面积本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通过变传热面提高固体蓄热电锅炉负荷可调性方法，其特征在于，该通过变传热面提高固体蓄热电锅炉负荷可调性方法包括以下步骤：/n步骤1：获取循环水进入竖直细支管的初始温度T

【技术特征摘要】
1.一种通过变传热面提高固体蓄热电锅炉负荷可调性方法，其特征在于，该通过变传热面提高固体蓄热电锅炉负荷可调性方法包括以下步骤：
步骤1：获取循环水进入竖直细支管的初始温度T0
步骤2：建立蓄热体与循环水管之间的数学模型，该数学模型为：
n·Dh(TR-T)dL＝qmcdT(1)
其中，
n-进行换热的竖直细支管数量；D-竖直细支管内壁周长；h-竖直细支管内壁的对流换热系数；TR-蓄热体温度；T-循环水流出竖直细支管时温度；qm-循环水质量流量；c-循环水比热容；
步骤3：将步骤2中的数学模型进行积分获得公式(2)：



其中，T0为循环水进如竖直细支管时温度,T为循环水流出竖直细支管时温度。
步骤4：根据公式(2)分析换热的竖直细支管数量n，以及循环水流量qm便可对循环水的温度进行控制，即对固体蓄热电锅炉的负荷进行调控。


2.根据权利要求1所述的一种通过变传热面提高固体蓄热电锅炉负荷可调性方法，其特征在于，所述步骤2：建立蓄热体与循环水管之间的数学模型中，在固体蓄热电锅炉工作时，热量由蓄热体至循环水过程中存在：蓄热体与循环管管壁之间的导热热阻，循环管管壁与循环水之间的对流热阻。其中对流热阻远大于导热热阻，因此在实际工程中忽略导热热阻，因此取循环水与循环管管壁之间的对流换热系数为总热阻。


3.根据权利要求1所述的一种通过变传热面提高固体蓄热电锅炉负荷可调性方法，其特征在于，所述步骤3公式：



其中，n-进行换热的竖直细支管数量；
D-竖直细支管内壁周长；
h-竖直细支管内壁的对流换热系数；
c-循环水比热容；
上述四个参数均为常数，因此将方程N＝nA(4)带入公式(2)中，得到公式(4)



其中，N为循环水与蓄热体接触面积。

【专利技术属性】
技术研发人员：师涌江，刘蒙，陈宁洁，赵延博，叶凯旋，李康莹，
申请(专利权)人：河北建筑工程学院，
类型：发明
国别省市：河北;13