关于蓄热式电锅炉额定电功率之计算公式的探讨

韩笑

【摘要】关于蓄热式电锅炉额定电功率的计算公式，目前有两个正式版本可以遵循，第一个是《电热储能炉工程应用技术规程》DB21/T2018-2012，第二个是《蓄热式电锅炉房工程设计施工图集》03R102，这两个版本的蓄热式电锅炉容量计算公式各不相同，计算结果亦不相同，笔者在这两个版本基础上提出自己的见解并进行比较分析。

【关键词】蓄热式电锅炉；额定电功率；计算公式

近几年国家调整能源结构，政府提倡扩大电能消费比重，改善城市环境，解决电力盈余局面和电网调峰困难等问题。以电力为洁净能源减少城市有害气体排放。在这个政策背景下，符合削峰填谷、解决富余电力消纳的蓄热式电锅炉，日益成为备受关注的新能源设备。

在工程设计中，蓄热式电锅炉的额定电功率容量选型对机房布置、设备和电气初投资、运行费用等都有影响，故设计工作中应进行准确的设备容量选型。对蓄热式电锅炉的容量选型，目前有两个正式版本可以遵循，笔者在这两个版本基础上提出自己的见解并进行比较分析。

公式一：《电热储能炉工程应用技术规程》DB21/T2018-2012之条文说明第3.1.2条蓄热式电锅炉额定电功率的计算公式：

P= Qq×T/Tc×（1+ F+ Fc）×Ao

P—蓄热式电锅炉额定电功率（kW）；

Qq—采暖设计负荷指标（W/m2）；

T—蓄热电锅炉热释放时长（h）；

Tc—谷电时长（h）；

F—管网热损耗；

Fc—蓄热电锅炉热损耗；

Ao—供暖面积（m2）。

公式一的各个设计参数选取方便，但其计算方式是按供暖建筑单体全天无室温变化考虑，适用于全天有人停留的建筑单体，例如住宅、公寓、宾馆、医院等；但当供暖建筑单体夜间或某个时间段无人停留时，例如办公楼、商场、学校、客运站、体育馆、仓库等建筑，如果仍采用公式一将不符合实际情况，选型出来的蓄热式电锅炉会比较大，将增加设备、电气及土建投资和运行费用。

公式二：《蓄热式电锅炉房工程设计施工图集》03R102第0-5页，第4.4条，建筑物用蓄热的时间段内所需热量，以及第5.2条蓄热式电锅炉容量计算公式：

1、Wx=∑Qi×ti（kW·h）；

2、Nx= Wx/（Tx·η）（kW）；

3、Nj= Nx+ Ng（kW）。

Wx—建筑物用蓄热装置供热的时间段内所需热量（kW·h）；

Qi—用蓄热装置供热的各时间段的热负荷（kW）；

ti—用蓄热装置供热的各时间段的时间（h）；

Nx—蓄热用锅炉负荷（kW）；

Tx—蓄热时间（h）；

η—过滤效率，0.95；

Nj—锅炉计算负荷（kW）；

Ng—谷电时段用电锅炉供热的时间段内所需热量（kW）。

公式二比较接近实际热负荷，是按可变负荷计算额定电功率，但其公式中选取的时间段较多，各时间段的采暖热指标取值也无从获得，对于不同层次的工程技术人员不易掌握，故公式二的可操作性不占优势。

公式三：笔者认为蓄热式电锅炉的额定电功率计算公式各参数的取值应具备可操作性和可靠性，且公式应能适应各种建筑单体室温调整情况，对此提出自己的看法，在公式一的基础上总结出另一个计算公式，增加昼夜室温调整系数[T白×（tn-tw）+ T夜×（t夜-tw）]/[24×（tn-tw）]，则修改后的额定电功率计算公式三为：

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

P—有室温调整措施时的蓄热式电锅炉额定电功率（kW）；

T白—白天供暖时长（h）；

T夜—夜间供暖时长（h）；

tn—白天供暖室内计算温度（℃）；

t夜—夜间供暖室内计算温度（℃）；

tw—室外供暖计算温度（℃）；

其他参数与公式一相同。

举例：以大连一栋10000m2办公楼为例，白天7：00～17：00室温20℃、时长12h，夜间17：00～7：00保持值班温度5℃、时长12h，谷电时段21：00～7：00共10h，以此对三个公式分别计算，分析其对确定蓄热式电锅炉额定电功率的影响。

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

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）

为统一对比条件，考虑外网输送效率0.95，则

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℃（大连冬季供暖室外计算温度），其他设计参数与公式一工况相同，过程如下

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

分析比较：以公式三为基准，分别对比公式一和公式二，

对比一：P /P =1848/1386=1.33

对比二：Nj /P =1163/1386=0.84

针对计算结果分析得出，对比一说明采用公式三可以大幅降低蓄热式电锅炉额定电功率；对比二说明公式三虽与实际使用所需的额定电功率有一定误差，但比较接近，且计算参数有据可依，可操作性强。笔者提出的计算公式为个人见解，尚需工程技术人员在日常实际工程实践中给予检验和评定。

参考文献：

[1]《電热储能炉工程应用技术规程》DB21/T2018-2012.

[2]《蓄热式电锅炉房工程设计施工图集》03R102.

[3]《城镇供热管网设计规范》CJJ34-2010.