鲁小勇 张铭麟

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蒸汽素有工业血液之称，广泛应用于石油、冶炼、化工、纺织、机械制造、医药等领域。随着科技飞速发展，单一能源具有一定局限性，越来越多的分布式能源项目选择采用热泵+燃气锅炉+电蓄热机组等多产联合的方式，以期寻求运行成本与生产效果之间的平衡点[1]。

1 电气混合产蒸汽技术优势

电气混合联产蒸汽锅炉是在燃气锅炉的前级增设蓄热设备以及电锅炉，通过预热燃气锅炉的软化水，生产蒸汽。其优势及特点具体如下：

1.1 生产成本低

在忽略不同锅炉的转化效率的条件下，天然气的单位蒸汽成本要比电力加热的单位成本高20%以上。通过谷电蓄热混合产蒸汽是除了电厂余热机组或者燃煤机组之外，最具经济性的蒸汽生产方式。

1.2 热效率高

在软化水加热的升温过程中，生产蒸汽的热量主要来源于储热体，并经由循环风机吸收热量输送给蒸汽发生器。该阶段，除散热损失外，无其他排放，因此，蓄热系统的热效率要明显高于燃气锅炉直接加热的系统效率。一般情况下，燃气锅炉的热转化率在50%-80%左右，而电锅炉的加热效率可达到105%，蓄热系统在24小时内的热损失可保持在5%以内。因此，电气混合产蒸汽机组的电热转化率可高达95%以上。

1.3 蒸汽产量与压力稳定性高

经计算表明，稳定生产温度为184℃、压力为1.0MPa的饱和蒸汽，其所需蓄热温度应维持在400℃以上。以蓄热体550℃的设计方案为例，由于换热温差小，大多数厂家通常会选择加大蓄热体或者蒸汽发生器，不仅生产成本高，且欠缺合理性，蒸汽产量以及蒸汽压力的稳定性较差。电气混合产蒸汽锅炉采用的超高温蓄热体设计，可有效提高蒸汽生产质量以及稳定性。

1.4 加热元件运行稳定，便于维修

电气混合产蒸汽锅炉系统的加热元件应满足高温加热需求，以延长使用寿命，保障运行稳定持久。此外，在出现故障时，可在高温环境下，在线维修或更换，避免对正常运营造成不良影响。

1.5 具有燃气补热、过热功能

蒸汽发生器具有燃气不热、过热功能，而储热体长期使用运行，蒸汽发生器也不属于特种压力设备，因此，可以不用年检。此外，蓄热体发生故障时，燃气补热技术的应用可以有效保障系统正常运行。

2 电气混合产系统应用分析

2.1 电气混合产系统运行流程

电气混合产蒸汽系统的应用是在软水箱与省煤器之间增设蓄热系统，以加热锅炉补充软水。该蓄热系统主要包含电磁感应式锅炉、蓄热水箱、循环水泵、供热水箱等装置。其系统流程示意图，如图1所示。

2.2 电气混合产蒸汽系统运行阶段

图1 电气混合产蒸汽系统流程示意图

电气混合产蒸汽系统运行主要有以下三个阶段：①在谷电期，通过电锅炉加热软化水，并将其送至蓄热水箱，在0:00-8:00之间加热软水至58℃-65℃；②58℃-65℃的软水经由供热水箱输送至省煤器，进行二次升温，获得90℃-95℃的高温水；③燃气蒸汽锅炉继续加热高温水，生成高温高压蒸汽。

2.3 电气混合产蒸汽锅炉系统经济性分析

电热锅炉具有安全稳定、节能减排等优势，普遍应用于商场、超市、学校、工厂等人口密集场所，为人们的日常工作生活提供供暖以及热水。但是，在很长一段时间内，电热锅炉的推广与应用存在诸多问题。第一，资本投入高。用户除了要购置电锅炉，同时还要调大配电容量，电力增容费用庞大；第二，运营成本高。对于直热式电锅炉而言，无法实现低谷电蓄热，而用电高峰期的电价成本要明显高于燃气、燃煤锅炉的蒸汽生产成本；第三，使用单位受限。蓄热式电锅炉主要用于供应热水，其应用范围具有一定局限性，且前期投资费用高，不符合用户的蒸汽产量需求。因此，为打破单一能源的局限性，蓄热式电锅炉与燃气锅炉混合生产蒸汽技术的应用势在必行，具有重要的现实意义。对于原有的燃气锅炉，可以通过谷电部分替代天然气，不仅可以提升热转化率，同时还能将谷电电能的综合利用率提升至最大化，减少能源消耗，降低运行成本，有效缓解城市天然气能源短缺等问题[2]。

3 结语

综上所述，电气混合产蒸汽锅炉系统具有热转化率高、蒸汽产量与压力稳定等显著特点，大力推广电气混合产蒸汽技术，是锅炉产业实现经济效益与社会效益双赢的重要措施。相关部门应加强运行管理，充分发挥多产联合的优势，在运营成本与生产质量之间寻找平衡点。