關于蓄熱式電鍋爐額定電功率之計算公式的探討

韓笑

【摘要】關于蓄熱式電鍋爐額定電功率的計算公式，目前有兩個正式版本可以遵循，第一個是《電熱儲能爐工程應用技術規程》DB21/T2018-2012，第二個是《蓄熱式電鍋爐房工程設計施工圖集》03R102，這兩個版本的蓄熱式電鍋爐容量計算公式各不相同，計算結果亦不相同，筆者在這兩個版本基礎上提出自己的見解并進行比較分析。

【關鍵詞】蓄熱式電鍋爐；額定電功率；計算公式

近幾年國家調整能源結構，政府提倡擴大電能消費比重，改善城市環境，解決電力盈余局面和電網調峰困難等問題。以電力為潔凈能源減少城市有害氣體排放。在這個政策背景下，符合削峰填谷、解決富余電力消納的蓄熱式電鍋爐，日益成為備受關注的新能源設備。

在工程設計中，蓄熱式電鍋爐的額定電功率容量選型對機房布置、設備和電氣初投資、運行費用等都有影響，故設計工作中應進行準確的設備容量選型。對蓄熱式電鍋爐的容量選型，目前有兩個正式版本可以遵循，筆者在這兩個版本基礎上提出自己的見解并進行比較分析。

公式一：《電熱儲能爐工程應用技術規程》DB21/T2018-2012之條文說明第3.1.2條蓄熱式電鍋爐額定電功率的計算公式：

P= Qq×T/Tc×（1+ F+ Fc）×Ao

P—蓄熱式電鍋爐額定電功率（kW）；

Qq—采暖設計負荷指標（W/m2）；

T—蓄熱電鍋爐熱釋放時長（h）；

Tc—谷電時長（h）；

F—管網熱損耗；

Fc—蓄熱電鍋爐熱損耗；

Ao—供暖面積（m2）。

公式一的各個設計參數選取方便，但其計算方式是按供暖建筑單體全天無室溫變化考慮，適用于全天有人停留的建筑單體，例如住宅、公寓、賓館、醫院等；但當供暖建筑單體夜間或某個時間段無人停留時，例如辦公樓、商場、學校、客運站、體育館、倉庫等建筑，如果仍采用公式一將不符合實際情況，選型出來的蓄熱式電鍋爐會比較大，將增加設備、電氣及土建投資和運行費用。

公式二：《蓄熱式電鍋爐房工程設計施工圖集》03R102第0-5頁，第4.4條，建筑物用蓄熱的時間段內所需熱量，以及第5.2條蓄熱式電鍋爐容量計算公式：

1、Wx=∑Qi×ti（kW·h）；

2、Nx= Wx/（Tx·η）（kW）；

3、Nj= Nx+ Ng（kW）。

Wx—建筑物用蓄熱裝置供熱的時間段內所需熱量（kW·h）；

Qi—用蓄熱裝置供熱的各時間段的熱負荷（kW）；

ti—用蓄熱裝置供熱的各時間段的時間（h）；

Nx—蓄熱用鍋爐負荷（kW）；

Tx—蓄熱時間（h）；

η—過濾效率，0.95；

Nj—鍋爐計算負荷（kW）；

Ng—谷電時段用電鍋爐供熱的時間段內所需熱量（kW）。

公式二比較接近實際熱負荷，是按可變負荷計算額定電功率，但其公式中選取的時間段較多，各時間段的采暖熱指標取值也無從獲得，對于不同層次的工程技術人員不易掌握，故公式二的可操作性不占優勢。

公式三：筆者認為蓄熱式電鍋爐的額定電功率計算公式各參數的取值應具備可操作性和可靠性，且公式應能適應各種建筑單體室溫調整情況，對此提出自己的看法，在公式一的基礎上總結出另一個計算公式，增加晝夜室溫調整系數[T白×（tn-tw）+ T夜×（t夜-tw）]/[24×（tn-tw）]，則修改后的額定電功率計算公式三為：

P= Qq×T /Tc×（1+ F+ Fc）×Ao×[T白×（tn-tw）+ T夜×（t夜-tw）]/[24×（tn-ta）]

P—有室溫調整措施時的蓄熱式電鍋爐額定電功率（kW）；

T白—白天供暖時長（h）；

T夜—夜間供暖時長（h）；

tn—白天供暖室內計算溫度（℃）；

t夜—夜間供暖室內計算溫度（℃）；

tw—室外供暖計算溫度（℃）；

其他參數與公式一相同。

舉例：以大連一棟10000m2辦公樓為例，白天7：00～17：00室溫20℃、時長12h，夜間17：00～7：00保持值班溫度5℃、時長12h，谷電時段21：00～7：00共10h，以此對三個公式分別計算，分析其對確定蓄熱式電鍋爐額定電功率的影響。

公式一： Qq取70W/m2，T取24h，Tc取10h，F取0.05，Fc取0.05，Ao取10000m2，過程如下

P= Qq×T/Tc×（1+ F+ Fc）×Ao=70×24/10×（1+ 0.05+ 0.05）×10000=1848 （kW）

公式二： q7-17=70W/m2，Q7-17=700 kW，q17-21=35 W/m2，Q17-21=350kW，Tx=10+4=14h，q21-7=35W/m2，Q21-7=350 kW，η取95%

1、Wx=∑Qi×ti=700×12+350×4=9800 （kW·h）

2、Nx= Wx/（Tx·η）=9800/（14×0.95）=737（kW）

3、Ng=350/0.95=368（kW）

4、Nj= Nx+ Ng=737+368=1105（kW）

為統一對比條件，考慮外網輸送效率0.95，則

Nj= Nj /0.95=1105/0.95=1163（kW）

公式三：T白取12h，T夜取12h，tn取20℃，t夜取5℃，tw取-9.8℃（大連冬季供暖室外計算溫度），其他設計參數與公式一工況相同，過程如下

P= Qq×T /Tc×（1+ F+ Fc）×Ao×[T白×（tn-tw）+ T夜×（t夜-tw）]/[24×（tn-ta）]= 70×24 /10×（1+ 0.05+ 0.05）×10000×[12×（20+9.8）+ 12×（5+9.8）]/[24×（20+9.8）]=1386 kW

分析比較：以公式三為基準，分別對比公式一和公式二，

對比一：P /P =1848/1386=1.33

對比二：Nj /P =1163/1386=0.84

針對計算結果分析得出，對比一說明采用公式三可以大幅降低蓄熱式電鍋爐額定電功率；對比二說明公式三雖與實際使用所需的額定電功率有一定誤差，但比較接近，且計算參數有據可依，可操作性強。筆者提出的計算公式為個人見解，尚需工程技術人員在日常實際工程實踐中給予檢驗和評定。

參考文獻：

[1]《電熱儲能爐工程應用技術規程》DB21/T2018-2012.

[2]《蓄熱式電鍋爐房工程設計施工圖集》03R102.

[3]《城鎮供熱管網設計規范》CJJ34-2010.