本發(fā)明涉及一種電加熱領(lǐng)域的電鍋爐裝置，尤其是涉及一種用于高壓大功率電鍋爐加熱電極的液位功率調(diào)節(jié)裝置。

背景技術(shù)：

電極加熱技術(shù)是電能直接作用于被加熱介質(zhì)，具有熱效率高，電制熱響應(yīng)速度快，電源波動只對出力有影響(不損壞設(shè)備本身)等優(yōu)點，因此在大功率電鍋爐上有很好的應(yīng)用前景。為了有效調(diào)節(jié)高壓電大功率電極加熱裝置的功率，常見方法是調(diào)節(jié)電極間電解質(zhì)的供給量。例如用泵將電解質(zhì)從相電極噴射到零電極。這種方法雖然可以在寬范圍調(diào)節(jié)電極加熱功率，但也存在電解產(chǎn)氣和電極腐蝕的不足。

電極加熱是對電極之間的電解質(zhì)溶液施加電壓，電解質(zhì)在電場作用下發(fā)生離子遷移從而產(chǎn)生電流發(fā)熱。在相同電解質(zhì)濃度下，加熱功率不但隨著電極間的電壓升高而加大，也會隨著電極與電解質(zhì)溶液的接觸面積增加而加大。調(diào)節(jié)電極間的電壓控制電極加熱功率的方法不適合高壓電的大功率電加熱裝置(鍋爐)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種用于高壓大功率電鍋爐加熱電極的液位功率調(diào)節(jié)裝置，通過調(diào)節(jié)電極與電解質(zhì)水溶液之間接觸面的方法，從而改變電極浸沒的液位高度，實現(xiàn)對電極加熱功率進行連續(xù)調(diào)節(jié)。其技術(shù)方案如下所述：

一種用于高壓大功率電鍋爐加熱電極的液位功率調(diào)節(jié)裝置，包括鍋爐本體，以及設(shè)置在鍋爐本體內(nèi)的高位水箱、低位水箱、三相電極，鍋爐本體外設(shè)置有變頻循環(huán)泵，控制器，所述高位水箱用于盛放電解質(zhì)水溶液，所述三相電極插入高位水箱內(nèi)，作用于電解質(zhì)使其發(fā)熱做功，所述變頻循環(huán)泵用于將低位水箱中的低位電解質(zhì)水溶液輸入到高位水箱中，所述高位水箱設(shè)置有流液管，用于使高位水箱中的電解質(zhì)水溶液在重力作用下流回低位水箱，所述三相電極包括三根子相電極，所述三根子相電極與三相電源相連接。

在流液管直徑一定的情況下，通過改變變頻循環(huán)泵的流量大小，改變高位水箱內(nèi)的液位高度，從而改變相電極在電解質(zhì)水溶液中的浸沒高度調(diào)整加熱功率。

所述鍋爐本體下部直接盛放所述低位電解質(zhì)水溶液構(gòu)成低位水箱。

所述三相電極的每個子相電極包含多個電極體，所述電極體垂直于高位電解質(zhì)的水面。

所述電極座固定在鍋爐本體上部，所述相電極垂直于高位水箱的液面并伸入到高位水箱內(nèi)，但不與高位水箱直接接觸。

所述高位水箱通過絕緣物質(zhì)固定在鍋爐本體內(nèi)。

所述變頻循環(huán)泵的兩端分別設(shè)置有泵吸入管和泵出水管，所述泵出水管和布水管相連接，所述泵吸入管的另一端連接到鍋爐本體下部的低位電解質(zhì)，所述變頻循環(huán)泵設(shè)置在鍋爐本體外部，電路與控制器相連接，所述布水管伸入到高位水箱內(nèi)部。

所述電極體為圓柱體、條狀或異型支狀體或其他形狀。

所述流液管直徑固定，流液管設(shè)置在高位水箱的最低點，并且其最大流量小于變頻循環(huán)泵額定流量，通過控制器調(diào)整變頻循環(huán)泵的流量，能夠保持高位水箱中的水位高度。

本發(fā)明在變頻循環(huán)泵最大流量運行時，提升高位水箱內(nèi)的水位，使高位水箱中，流入的電解質(zhì)溶液流量大于通過流液管自然流下的溶液流量，再達到最高水位時，通過控制器降低變頻循環(huán)泵的流量，保持高位水箱內(nèi)液位平衡，達到100％輸出功率；通過控制器和變頻循環(huán)泵降低高位水箱內(nèi)水位低于或者等于電極高度時，為0％輸出功率。這種方法不會造成功率突變，而且電極壽命長，幾乎不發(fā)生電解產(chǎn)氣，非常安全可靠。

附圖說明

圖1是本發(fā)明應(yīng)用原理中高液位高輸出功率示意圖；

圖2是是本發(fā)明應(yīng)用原理中低液位最小輸出功率示意圖；

圖3是本發(fā)明應(yīng)用于大功率蒸汽電鍋爐實施例1的示意圖；

圖4是本發(fā)明應(yīng)用于大功率蒸汽電鍋爐實施例2的示意圖。

具體實施方式

電極之間的電壓一定并且電解質(zhì)濃度一定時，單位容積內(nèi)的離子數(shù)量不變，這時電極與電解質(zhì)溶液的接觸面積決定了加熱功率的大小。通過調(diào)節(jié)電解質(zhì)液位高度改變電極的浸沒深度，從而改變了電極與電解質(zhì)溶液的接觸面積，可以實現(xiàn)調(diào)控加熱功率的目的。在大功率產(chǎn)生蒸汽的電極加熱設(shè)備中，需保證被加熱電解質(zhì)濃度穩(wěn)定。

本發(fā)明設(shè)置了高位和低位兩個水箱，使用變頻流量循環(huán)泵、控制器及流液管共同維持電解質(zhì)的循環(huán)量以保持高位水箱中電解質(zhì)水溶液的濃度，改變變頻循環(huán)泵的流量以改變高位水箱的液位高度，達到調(diào)整加熱功率目的。這種方法很容易通過對高位水箱進水口的結(jié)構(gòu)設(shè)計，確保水流對電極的沖刷作用很小，因此可以做到電解產(chǎn)氣的逸出很少，而且電極腐蝕也非常小。

原理如圖1和圖2所示，將三相電源5的電壓施加在三相電極1和高位水箱6之間，電極間的電解質(zhì)發(fā)生離子遷移產(chǎn)生電流，電解質(zhì)被加熱。

高位水箱6，內(nèi)含有高位電解質(zhì)水溶液2，所述高位電解質(zhì)水溶液2和低位電解質(zhì)水溶液4相對，在于高度上的設(shè)置不同，所述低位電解質(zhì)4位于低位水箱8內(nèi)。高溫水箱下部設(shè)置有流液管3，變頻循環(huán)泵7能夠?qū)⒌臀浑娊赓|(zhì)水溶液4輸送到高位電解質(zhì)水溶液2。

當(dāng)增加變頻循環(huán)泵7的流量時，由于通過流液管3的流量相當(dāng)于沒有變化，在高位水箱6中的電解質(zhì)2液位上升，與三相電極1的接觸面積增加，所以增加加熱功率，通過控制器，來穩(wěn)定高位電解質(zhì)水溶液2的液位高度。如果要降低功率，則減小變頻循環(huán)泵的流量，使高位電解質(zhì)水溶液2的液位高度降低。

三相電極1包括有l(wèi)1、l2、l3三個子相電極，所述三根子相電極與三相電源相連接，所述三相電極的每個子相電極包含多個電極體，所述電極體垂直于高位電解質(zhì)的水面。

如圖3所示，本發(fā)明實施例中是一個由液位功率調(diào)節(jié)裝置構(gòu)造的大功率電極蒸汽鍋爐，鍋爐本體31的下部是低位水箱中電解質(zhì)水溶液26，高位水箱24內(nèi)是電解質(zhì)23，相電極由子相電極22組成，所述每個子相電極22由多個電極體形成垂直于水面的環(huán)狀組合，相電極固定在鍋爐本體32上的電極座21內(nèi)；電解質(zhì)26通過泵吸入管27進入循環(huán)泵28，通過泵出水管29從布水管25送入高位水箱14。

鍋爐工作時啟動變頻循環(huán)泵28，否則高位水箱24中的電解質(zhì)濃度隨著水蒸汽的輸出會變得越來越大，低位水箱中的電解質(zhì)濃度又會隨著系統(tǒng)凝結(jié)水的回流變得越來越低，開啟高低位水箱間的循環(huán)泵使溶液不斷混合，以保持電解質(zhì)濃度不變，變頻循環(huán)泵28啟動后，通過調(diào)節(jié)變頻循環(huán)泵28的流量使從流液管30中流下的液體流量小于變頻循環(huán)泵28注入的液體流量，使高位電解質(zhì)23液位升高，子相電極22的電極體逐漸插入電解質(zhì)23中。

通過控制器來控制變頻循環(huán)泵28的流量，達到控制電解質(zhì)23的液位高度的目的。

當(dāng)增加變頻循環(huán)泵的流量時，則高位水箱中電解質(zhì)3的液位逐漸升高，加熱功率隨之增大；反之，當(dāng)降低變頻循環(huán)泵28的流量時，則高位水箱24中電解質(zhì)3液位降低，加熱功率減小。舉例：將變頻循環(huán)泵28流量調(diào)至最大，高位水箱24中的電解質(zhì)23液位不斷上升，當(dāng)上升到完全浸沒子相電極22的電極體時，控制器控制變頻循環(huán)泵28流量等于通過流液管30中流下的液體流量，使高位水箱24中的液位保持恒定，則鍋爐輸出功率達到100％。

假如這時將控制器設(shè)定輸入功率為額定值的50％，控制器控制變頻循環(huán)泵28的流量降低，使得變頻循環(huán)泵28流量小于通過流液管30中流下的液體流量，則高位水箱中的液位降低，當(dāng)降低到50％高度時，變頻循環(huán)泵28的流量增加，使得變頻循環(huán)泵28流量等于通過流液管30中流下的液體流量，則高位水箱24中的液位又保持了穩(wěn)定。如此反復(fù)，來控制所需的加熱功率。

本發(fā)明中應(yīng)用的相電極包括三個子相電極22，三個子相電極22相互隔絕，并通過線束綁定一起后通過電極座21固定。

如圖4所示，相電極包括三個子相電極，其中兩個是子相電極32、35，還有一個未示出，每個子相電極都通過電極座固定，所述子相電極32通過電極座33固定，所述子相電極35通過電極座34固定，所述三個子相電極與三相電源相連接。

一般來說，相數(shù)越多，能夠提供的電流就越大。根據(jù)需求，本發(fā)明也可提供多個子相電極，對應(yīng)對相電源，也可以多個子相電極連接到多相電源的其中一項，從而根據(jù)需求對功率進行控制。

本發(fā)明無需通過外部機械可以連續(xù)調(diào)節(jié)加熱功率，這種方法不會造成功率突變，而且電極壽命長，幾乎不發(fā)生電解產(chǎn)氣，非常安全可靠，并且不會有機械故障發(fā)生。