一种基于压力调节系统的电极锅炉技术方案

本发明专利技术公开了一种基于压力调节系统的电极锅炉，包括：锅炉单元，电解水设置在其内部，与检测单元连接；检测单元，检测锅炉内部压力，与控制单元连接；控制单元，通过电流变化控制第一流道中电解水产生的蒸汽的气压；通过储水单元调控每条流道内和锅炉内部的电解水、电解水蒸气的含量和气压稳定，提高电极锅炉的电稳定性和装置资源利用率；通过将控制单元所检测的电流信号转换为实际的装置内部气压数据，能实时检测当前锅炉内部的工作情况，降低事故风险，且成本低廉，检测效率高、检测准确率高；通过流道分流电解水，使每部分电解水都在动态环境下进行工作，提高锅炉内部资源利用效率。提高锅炉内部资源利用效率。提高锅炉内部资源利用效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于压力调节系统的电极锅炉


[0001]本专利技术涉及锅炉领域，尤其是涉及一种基于压力调节系统的电极锅炉。

技术介绍

[0002]随着锅炉技术对“碳达峰”“碳中和”的要求不断提高，中国风、光等可再生能源发电并网规模持续高速增长，通过热电协同技术和机制，一方面可以有效地提升可再生能源消纳空间，另一方面也为可再生能源供热提供了更加灵活的技术形式，为整个电力系统提供更高的灵活性和可靠性。
[0003]风资源、光资源与电负荷需求由于在时间和地域方面无法形成良好的契合，导致我国三北地区新能源发展面临高弃风、弃光率的问题。冬季供暖期间，为了满足供热的需求，不得不维持较高的电负荷，从而使电网调峰能力下降，直接导致大量风电光电不能上网，产生弃风弃光，浪费大量资源。“以热定电”主要指的是机组发电受到热负荷的约束不具备调整能力，因此这类电不能参与电网调峰，增加了电网“削峰填谷”的难度。
[0004]电转热（Power to heat）技术实现手段主要包括电阻式锅炉和电极式锅炉两种。但电阻式锅炉因其功率较低，最大热功率仅为6 MW，很难实现风能和太阳能的大规模消纳。高压电极锅炉具有高功率、高节能、高效率、高安全性、高稳定性、无污染、无噪声、无排放、长寿命的特点，与常规电阻式锅炉相比具有卓越的技术优势。
[0005]为了有效调节电极锅炉的功率，现有的一种方法是通过丝杠结构、调节齿轮等调节机构用来调整相电极外套设的调节盾的位置，以实现对电极锅炉的功率调节，但是，在水环境中，调节齿轮易坏，维修成本高。
专利技术内容
[0006]本专利技术是为了解决先有技术中，电极锅炉的热效率和电稳定性较差，电锅炉整体系统存在局限性的问题，提供一种基于压力调节系统的电极锅炉，改善电稳定性和热效率来提高用户便利性和资源利用率的电极锅炉。
[0007]一种基于压力调节系统的电极锅炉，包括：锅炉主体，电解水设置在其内部，与检测单元连接；检测单元，检测锅炉内部压力，与控制单元连接；控制单元，通过电流变化控制第一流道中电解水产生的蒸汽的气压；储能单元，存储水蒸气中的热能。
[0008]作为优选，锅炉主体包括：电极单元，与锅炉单元中所述的电解水接触；液压缸，将液压能转换为机械能；第一流道，设置在锅炉单元内部，将冷却后的电解水导流到锅炉主体；第二流道，设置在锅炉单元内部，将导流到电极单元的电解水导出，与第三流道连接；
第三流道，将导流到电极单元的电解水和第二流道导出的电解水隔离，与储水单元连接储水单元，设置在第二流道和第三流道之间，放置电解水。
[0009]若干电极单元设置在锅炉主体内，在锅炉主体内部与电解水接触，通过电解过程将电能转化为水蒸气中的热能，方便电能存储；第一流道将冷却后的电解水导流到锅炉主体进入新一轮的电解循环；第二流道将锅炉主体内部释放热能后的水蒸气形成的电解水导出锅炉主体，以方便进入新的电热能循环，并将暂时无法进入电解循环的电解水导流入储水单元，暂时防止水电解，当电极单元部分的电解水水位不足时，通过第三流道将储水单元中的电解水补充到第一流道，通过第一流道将储水单元中的电解水导流到电极单元进行电解过程；通过第一流道、第二流道、储水单元和第三流道的电解水分流，保证电极锅炉电解水过程的稳定，延长锅炉装置使用寿命，提高电解水过程的电解效率，提高资源利用率和电稳定性。
[0010]作为优选，第一流道包括：热交换单元，与第一流道连接，将第一流道中加热后的电解水进行热交换；热容纳单元，与第一流道连接，吸收电解水中的热量；换气单元，与第一流道连接和热交换单元连接，控制所述第一流道中的蒸汽气压。
[0011]热交换单元设置在第一流道末端，用电极单元的电能将电解水转换为蒸汽，将电能转换为热能，通过热交换单元将蒸汽中的热能存储在热容纳单元中，吸收电解水蒸汽的热量，由于电解水从液体变为气体后的体积膨胀，提高锅炉主体内部的气压，通过换气单元控制第一流道中蒸汽的气压，保证电解锅炉整体装置的电稳定性和电解效率。
[0012]作为优选，第二流道包括：补水单元，与第二流道连接，将循环电解水补充到第二流道中；水泵单元，给循环电解水提供动力，安装在第二流道末端。
[0013]第二流道的主要功能是将热能释放后重新变为液态的电解水导出电解单元，但补水单元是预备单元，当电极单元中电解水放热过快时，通过补水单元补充一部分的电解水，保证电解过程和热交换过程的电稳定性，水泵单元将导流到第二流道的冷却电解水导流到分流器中，通过分流器将部分电解水回流到第一流道进入下一个电解循环或将多余的电解水导流到储水单元暂时存储，当第一流道电解水量不足或电解单元电解水量不足时，通过水泵单元将储水单元内存储的电解水导流到第一流道或补水单元中，提高整体电极锅炉装置的工作稳定性和电解水的工作效率。
[0014]作为优选，第三流道包括：流道调整模块，控制电解水的流动方向；隔离模块，流向第二流道和流向补水单元的电解水隔离，安装在第三流道内部。
[0015]流道调整模块设置有信号接收器，通过锅炉主体水压和气压传感器调整第三流道的电解水流动方向和水量大小，同时，隔离模块在流道调整模块调整好流动水量大小后，将流向第二流道和流向补水单元的电解水通过绝缘材料的可移动隔板进行分隔和绝缘处理，降低漏电风险，提高电解水导入控制的精确性，提高整体电解单元的工作效率和资源利用率。
[0016]作为优选，检测单元包括：
压力检测单元，设置在第一流道内部，检测蒸汽压力，与控制单元连接；气压活塞，根据第一流道内部的电解水产生的蒸汽上下推动；控制单元包括旋转阀门、两块导电电阻和电阻挡板构成，旋转阀门与压力监测单元连接，气压活塞与其中一块导电电阻连接，气压活塞因为锅炉主体内部蒸汽含量的上升而被推动，从而带动所刚性连接的导电电阻上下移动，当导电电阻上移至极限位置，电阻被电阻挡板拦下固定在当前位置，而两块导电电阻之间断连，导致控制电路断开，电流瞬间归零，将当前电流数据经过相应数值转换，转换为当前锅炉内部气压实际数值反馈给压力检测单元，通过压力检测单元制定降压控制信号给控制模块，同时发出警报信号给控制中心，并记录到数据存储模块，控制中心发出控制信号，降低锅炉内部气压，提高整体装置的电稳定性和装置电能转换效率。
[0017]因此，本专利技术的有益效果包括：通过储水单元调控每条流道内和锅炉内部的电解水、电解水蒸气的含量和气压稳定，提高电极锅炉的电稳定性和装置资源利用率；通过将控制单元所检测的电流信号转换为实际的装置内部气压数据，能实时检测当前锅炉内部的工作情况，降低事故风险，且成本低廉，检测效率高、检测准确率高；通过流道分流电解水，使每部分电解水都在动态环境下进行工作，提高锅炉内部资源利用效率。
附图说明
[0018]图1是本专利技术的功率控制逻辑图；图2是本专利技术的压力控制逻辑图；图3是本的循环水入口温度控制逻辑图；图4是本专利技术用户侧出口温度控制逻辑图；图5是本专利技术内筒水位控制逻辑图；图6是本专利技术水位上下限控制逻辑图；图7是本专利技术总水量控制逻辑图；图8是本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于压力调节系统的电极锅炉，包括：锅炉单元，电解水设置在其内部，与检测单元连接；检测单元，检测锅炉内部压力，与控制单元连接；控制单元，通过电流变化控制第一流道中电解水产生的蒸汽的气压。2.根据权利要求1所述的一种基于压力调节系统的电极锅炉，其特征是，所述锅炉单元包括：电极单元，与锅炉单元中所述的电解水接触；液压缸，将液压能转换为机械能；第一流道，设置在锅炉单元内部，将冷却后的电解水导流到锅炉单元；第二流道，设置在锅炉单元内部，将导流到电极单元的电解水导出，与第三流道连接；储水单元，设置在第一流道和第二流道之间，放置电解水；第三流道，将导流到电极单元的电解水和第二流道导出的电解水隔离，与储水单元连接。3.根据权利要求1和2所述的一种基于压力调节系统的电极锅炉，其特征是，所述第一流道包括：热交换单元，与第一流道连接，将第一流道中加热后的电解水进行热交换；热容纳单元，与第一流道连接，吸收电解水中的热量；换气单元，与第一流道连...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵玮，种晓岗，骆春潮，潘春风，
申请(专利权)人：杭州杭锅电气科技有限公司，
类型：发明
国别省市：