電熱鍋爐用電熱元件的設(shè)計制造

電熱鍋爐用電熱元件的設(shè)計制造肖忠文威海鍋爐廠，威海264200電熱鍋爐以其無污染操作方便自動化程度高出力穩(wěn)定且出力可調(diào)范圍大節(jié)省基建投資等諸多優(yōu)點逐漸受到人們的歡迎。在有的沿海旅游城市繼燃煤鍋爐被取消之后，燃油鍋爐也被明令禁止使用，取而代之的是燃氣鍋爐和電熱鍋爐。而有些地方當?shù)貨]有天然氣管道，城市煤氣又往往因熱值低壓力低，不適合大多數(shù)品牌的燃燒器使用，根據(jù)國家環(huán)保產(chǎn)業(yè)政策和能源政策的變化，當?shù)氐碾娏Σ块T適時地出臺了系列的用電優(yōu)惠政策，給安裝使用電熱鍋爐提供了良機。針對這新動態(tài)，我廠丁1998年設(shè)計了電阻式電熱鍋爐。由于鍋爐安全監(jiān)察機關(guān)要求電熱鍋爐所使用過省級以上鑒定的，否則不予批準制造電熱鍋爐。近年時間內(nèi)，我們曾與國內(nèi)數(shù)十家電熱元件生產(chǎn)廠聯(lián)系，包括上網(wǎng)檢索，詢，均未發(fā)現(xiàn)有按陽23791993金屬管狀電熱元件設(shè)計制造的可以用于蒸汽鍋爐承壓熱水鍋爐和有機熱載體爐并經(jīng)過省級以上鑒定的電熱元件。因為無合格電熱元件可選用，我廠曾先后忍痛放棄了十多臺電熱鍋爐合同。段時間內(nèi)，電熱元件成為我廠合法生產(chǎn)電熱鍋爐無法逾越的障礙。面對這嚴峻的現(xiàn)實，廠領(lǐng)導(dǎo)毅然決定不能再等了，我們要走自己研制電熱元件的道路，于是，我廠從1999年開始研制電熱元件工作，并于2000年8月份通過省級鑒定。電熱元件從技術(shù)要求設(shè)計要求設(shè)計標準制造要求性能要求試驗方法檢驗規(guī)則共涉及到100多個參數(shù)或項目。下面重點介紹電熱元件的設(shè)計制造和試驗情況2產(chǎn)品分類和規(guī)格電阻式電熱元件按其基本結(jié)構(gòu)分為種1雙端引出；2雙端引出，其中端接外殼；3單端引出，引出棒平行；4單端引出，引出棒同軸在此，我們研究的是第種結(jié)構(gòu)1.無縫鋼管2.氧化鎂粉3.電熱絲4.引出棒5.固定座6.密封墊圈7.蟄圈8.厚螺母9.薄螺母1粘接劑。絕緣子12.墊圈13.螺母電熱元件用于蒸汽鍋爐熱水鍋爐有機熱載體鍋爐加熱，屬于液體加熱用元件。它以金屬管為外殼，視功率和材料不同金屬管外徑從06.5步22分為8個規(guī)格。電加熱鍋爐用的電熱元件單支功率設(shè)從6讓賈20賈，而對應(yīng)的金屬管外徑為步14，22.

　　3設(shè)計要求電熱元件除應(yīng)滿足主要的技術(shù)參數(shù)如電源電壓電源頻率額定電壓額定功率工作溫度工作介質(zhì)特性工作介質(zhì)壓力外，還要滿足安裝方便密封可靠工作性能穩(wěn)定可靠安全耐用經(jīng)濟合理節(jié)能等要求。對其工作環(huán)境條件的要求是海拔不宜超過1000米；周圍環(huán)境溫度為2050空氣相對濕度不大于90；無導(dǎo)電塵埃和爆性氣體及能產(chǎn)生嚴重損壞金屬和絕緣材料的腐蝕性氣體；沒有明顯的沖擊與振動。

　　熱水鍋爐介質(zhì)工作溫度在左右，蒸汽鍋爐在額定丁。作壓力為1.6，時介質(zhì)溫度為204，有機熱載體鍋爐的介質(zhì)工作溫度般不超過350.考慮到在上述丁。作溫度時對金屬管的強度要求，以及金屬管屬于鍋爐內(nèi)的個受壓元件和使用不同材料的經(jīng)濟性丁。藝性耐蝕性等因素，金屬管的材料以選用083087中低壓鍋爐用無縫鋼管10管或0813269鍋爐熱交換器用不鎊鋼無縫鋼管18陽9管為宜。

　　電熱元件允許的最高面負荷是個與。丁。作介質(zhì)的種類工作溫度工作壓力金屬管材料密切相關(guān)在油中丁。作的管子允許面負荷要比在水中。丁。作時小得多，同種材料的管子同樣以水為界質(zhì)，工作壓力不同允許的面負荷又會相差很大。面負荷過小會造成元件和鍋爐結(jié)構(gòu)尺寸過大，成本增加；面負荷過大，雖然可以降低造價，減小元件和鍋爐的結(jié)構(gòu)尺寸，但易造成元件面溫度過高，影響元件的使用壽命。

　　從經(jīng)濟性和利于傳熱的方面考慮，管壁的厚度小點好，標準規(guī)定壁厚應(yīng)不小于351.但是，管子作為種受壓元件，要進行強度計算，要考慮管子厚度的負偏差值，對于碳鋼管還要考慮腐蝕減薄的附加厚度。從制造的丁。藝性方面考慮，如果管壁太薄，尤其是當管內(nèi)填充物密實度不夠，或是縮管量小彎曲半徑小，都會造成彎管處有皺紋凹凸等缺陷。另外，管子與固定座之間有兩處角焊縫1上，還要考慮保證焊接所需的最小壁厚。鑒于以上原因，我們認為關(guān)于管壁的取用厚度，對于碳鋼管取21為宜，對于不銹鋼取1.5，為宜。在保證發(fā)熱體與管壁之間的間隙絕緣填充物的厚度不小于1的條件下，如果管壁太厚，就會造成面負荷減小導(dǎo)致制造成本上升。電熱元件最常用的規(guī)格是121評，型號為，人人38012，它的主要設(shè)計參數(shù)。1額定功額定電電源頻率此加熱介質(zhì)額定工作壓九水壓驗壓九額定工作溫度，絕緣耐壓電壓，冷態(tài)絕緣電阻，熱態(tài)絕緣電阻，冷態(tài)泄漏電流，熱態(tài)泄漏電流，負荷，管子直徑，厚，水導(dǎo)熱油固定座是電熱元件的個重要零件。為了保證密封工質(zhì)，它既要與管子可靠連接固定，又要保證絕緣子端部可靠密封。在工作時除了要承受高溫工質(zhì)的壓力外，還要承受螺母軸向緊鎖力的作用。因此，對于固定座及其連接固定的設(shè)計和制造必須處理好現(xiàn)在市場上到的電熱元件在這個問的處理上多數(shù)是不妥當?shù)�，它的結(jié)構(gòu)2.這種結(jié)構(gòu)實際是把管端作為固定座的部分，件2般用厚度341的平墊圈代替。由于它沒有足夠的剛度和強度，加上焊接變形和焊縫質(zhì)量差等原因，在軸向鎖緊力的作用下非常容易產(chǎn)生失效，導(dǎo)致工質(zhì)泄漏。有的鍋爐廠曾遇過買到幾個批次的幾百根電熱元件因無法可靠密封而退貨。這主要是因為制造商不清楚電熱鍋爐承壓較對密封性要求嚴格，另方面也是為了降低成本而采用這種結(jié)構(gòu)。

　　這種結(jié)構(gòu)的另外幾個問是⑴鎖緊螺母應(yīng)該是細牙1.管子2.墊圈3.密封墊4.法蘭蓋5.墊圈6.粗牙薄螺母螺紋聯(lián)接，而不應(yīng)該用粗牙螺紋聯(lián)接，以利于防松。2由于鍋爐運行不是連續(xù)的，所以，螺紋聯(lián)接處的溫度是交變的，受力也是交變的，加上密封墊和聯(lián)接處在受力后產(chǎn)生了塑性變形，會造成螺母松動，導(dǎo)致泄漏，所以這個部位應(yīng)采用雙螺母鎖緊。3由于在管子端部直接攻制螺紋，并且還是粗牙螺紋，再加上管壁厚度不勻和制作螺紋的精度偏差造成管子的實際厚度已經(jīng)很小，有電熱元件時因抒緊螺母造成管端沿著螺紋根部環(huán)向斷裂損壞，這是個非常危險的隱患。4在件2上沒有加工出供插入扳手的平臺，在安裝固定時無法用扳手卡住件2制止其轉(zhuǎn)動。當擰緊螺母6時，因件2與件3件3與件4之間沒有足夠的摩擦力，就發(fā)生了相對轉(zhuǎn)動，造成元件的扭曲，使發(fā)熱體在管子內(nèi)部與絕緣材料脫離發(fā)生相對移動，導(dǎo)致絕緣性能下降或造成電熱絲發(fā)生機械性損傷，使用壽命下降或斷裂失效。為了不使元件發(fā)生扭曲，只好用鐵棍別在兩管殼之間，使之產(chǎn)生個與擰緊力矩反向力矩，這時鐵棍與管殼面之間實際是點接觸，使管殼面受到很大的壓力而凹陷產(chǎn)生塑性變形，減少了絕緣層的厚度，使絕緣性能下降。在分析了同定座的丁。作特點和總結(jié)了其它廠家在設(shè)計上的不足之后，我們將固定座設(shè)計成個獨立的零件，它與管子之間靠兩處角焊縫可靠連接，在有足夠厚度的固定座上攻制螺紋，不會對管端造成損壞，雙螺母細牙螺紋防松，在固定座的端部設(shè)計個可以插入扳手的平臺，防止發(fā)生轉(zhuǎn)動導(dǎo)致管子的扭曲。采用這種結(jié)構(gòu)設(shè)計的電熱元件，安裝方便，密封性能可靠，使用效果非常理想。

　　4制造要求制造電熱元件的管子必須用整根管子下料，中間不能有對接焊縫，下料前應(yīng)進行選料和水壓試驗，要用專用設(shè)備進行發(fā)熱體電熱絲的纏繞，用專用工具安裝發(fā)熱體填充絕緣材料，并保持電熱絲與管子內(nèi)壁之間的距離不小于lm對絕緣材料在采購時要嚴把質(zhì)量關(guān)，入廠后還要篩選去除雜物。在擠縮管子時要注意導(dǎo)眼的尺寸精度和磨損情況，選擇合適的潤滑劑，使擠縮完工的管子外徑尺寸精度滿足標準要求，管子外壁光滑無機械損傷，在彎管時要通過試驗對不同的材料不同的壁厚不同的彎曲半徑不同的加熱溫度找出對應(yīng)的不同回彈量，制作合適的彎管模具。

　　彎管的尺寸精度是個很重要的指標，它決定了管子兩端軸線是否平行，如果平行還要看兩軸線之間的尺寸精度是否滿足設(shè)計要求，因為這個尺寸將決定安裝與管端的裝配與固定定要在專用工裝上進行，使兩個固定座的安裝平面保持在同平面內(nèi)。在施焊前，要將焊縫周圍的油污等雜物清除干凈，為了保證焊縫有足夠的強度和減小變形，應(yīng)當采用熔化焊，不應(yīng)用釬焊，焊后按2804005滲透探傷方法對焊縫進行5試驗和檢驗對于電熱元件需要試驗和檢驗的內(nèi)容很多，在此只討論其中的幾個項目。

　　1水壓試驗。水壓試驗的目的是要檢驗電熱元件縮彎管焊接時可能產(chǎn)生的微小滲漏。我們制造的電熱元件是與電熱蒸汽熱水鍋爐和有機熱載體爐配用。因此，我們應(yīng)該按照蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程熱水鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程和有機熱載體爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程的規(guī)定進行水壓試驗，同時也應(yīng)當滿足歷33751993關(guān)于水壓試驗的要求。

　　2體光檢驗。，光檢驗的目的有以下幾點，檢驗管內(nèi)絕緣填充物的厚度是否不小于引出棒與管殼內(nèi)壁之間的距離是否不小于！；檢驗管內(nèi)部引出棒長度的偏差值是否滿足標準要求③檢驗電熱絲圈數(shù)沿管子軸線方向的偏差值不應(yīng)超過15.

　　冷態(tài)性能試驗。，水壓試驗后的泄漏電流不得超過0.5��；冷態(tài)絕緣電阻不小于50厘0；冷態(tài)絕緣耐壓強度試驗，在規(guī)定的試驗電壓2000，和試驗條件下保持1分鐘，無閃絡(luò)和擊穿現(xiàn)象。

　　熱態(tài)性能試0作溫度下熱態(tài)泄漏電流不大于5，丁。作溫度下熱態(tài)絕緣電阻不小于1添；熱態(tài)絕緣耐壓強度試驗，在規(guī)定的試驗電壓272組電熱元件質(zhì)檢數(shù)據(jù)列檢驗項目水壓試絕緣耐壓電壓，冷態(tài)絕緣電阻，冷態(tài)滲漏電流，熱態(tài)絕緣電阻，熱態(tài)滲漏電流，額定功率偏差，電熱絲圈數(shù)偏差值升溫測，量時間，分引出棒拉力試驗冷態(tài)絕緣耐壓試驗熱態(tài)絕緣。

　　試驗標準值5分鐘3，1側(cè)完好1分鐘完好實測值2，分鐘完好3分鐘1冊完好1頒完好下轉(zhuǎn)第9頁膨，箱蓄熱水箱取暖回水選擇。

　　值得提的是，新代的智能模塊型電熱鍋爐采用無觸點硅模塊調(diào)功加熱，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的通斷加熱的接觸器。它的優(yōu)點是是使用壽命大于接觸器的使用壽命個數(shù)量級；是提高了控制精度；是使用電熱元件處于連續(xù)狀態(tài)下控溫，大大提高了電熱元件壽命；是比接觸器通斷控制有明顯的節(jié)能效果。相信無觸點硅模塊代替接觸器將會成為控制部分設(shè)計的新趨勢。

　　5低谷蓄熱電熱鍋爐與以往采暖用的燃煤燃油和燃氣鍋爐相比個很大的不同就是可以添加蓄能系統(tǒng)，降低運行成本，但有些廠家的設(shè)計人員以及用戶對此并不甚了解。全自動蓄能式電鍋爐是種高效節(jié)能的綠色產(chǎn)品，它充分利用夜間廉價低谷電力，將電能轉(zhuǎn)化為熱能，以水為儲熱媒體，把熱能儲存在蓄熱罐中。在用電高峰階段電鍋爐停止運行，將蓄熱罐內(nèi)儲存的熱量釋放出來進行供熱，起到了移峰填谷的作用。降低了用電成本，提高了經(jīng)濟效益。

　　建議的運行方式為每天低谷段運行8小時，蓄熱罐水溫保持在80弋，外循環(huán)水溫維持在65以上，每天下午平電段進行兩小時左右補熱，避開早晚兩個用電高峰。

　　電熱鍋爐在國內(nèi)還屬于種新型環(huán)保產(chǎn)品，在設(shè)計和使用過程中會不斷地發(fā)現(xiàn)問，以上所述也僅僅是幾個方面而已。隨著環(huán)保要求的不斷提高，相信電熱鍋爐在生活用采暖熱水及洗浴等方面必將大力發(fā)展，并成為十世紀廣泛使用的新型環(huán)保鍋爐。溫度控制器，取暖出水電熱爐清楚認識蓄熱系統(tǒng)對于電熱鍋爐設(shè)計人員及用，7西北電力建設(shè)器材總廠產(chǎn)品技術(shù)資料田。

　　額定功率試驗，額定功率偏差應(yīng)在+510之間。

　　引出棒拉力試驗，試驗拉力爪歷時分鐘引出棒不發(fā)生位移和斷裂。

　　量監(jiān)督檢驗所檢驗的結(jié)果。

　　結(jié)束語電熱元件的試制品經(jīng)過煙臺青島大連威海等地的用戶試用，連續(xù)運行超過5000小時仍正常使用。

　　電熱元件的各項經(jīng)濟技術(shù)指標均滿足設(shè)計要求和優(yōu)于是陽2379標準的要求，產(chǎn)品于2000年8月通過省級鑒定。目前已為我廠和兄弟廠家配套生產(chǎn)電熱鍋爐3，多臺，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟效益和明顯的社會效益1卯汀1234563791993，金屬管狀電熱元件問。

　　從事燃煤燃油氣鍋爐有機熱載體爐，電加熱鍋爐特殊用途鍋爐的設(shè)計和制造工作。