固体蓄热中铁铬铝电热合金的运用浅探论文_吴银云

摘要：近年来，国家出台煤改电政策，推广新型环保的电加热式固体蓄热设备在厂矿、居民社区、商业建筑等集体供暖行业运行。作为电加热固体蓄热设备的核心发热部件，铁铬铝电热合金对固体蓄热设备起着非常大的价值和意义。本文便是从这个角度出发，结合实际工程经验，分析阐述铁铬铝电热合金在固体蓄热设备中的运用要点及注意事项。

关键词：电热合金、铁铬铝、固体蓄热

1引言

铁铬铝电热合金在我国已有半个多世纪的发展历史，是一种经济高效的电热转换材料，现在广泛应用在各种工业电炉及各种家用小电器上。近几年，随着我国煤改电行业大力发展，国家淘汰落后污染严重的燃煤采暖设备，采用新型电加热采暖设备，铁铬铝电热合金出现新的应用领域，因其价格便宜，操作方便，尤其在以谷电固体蓄热采暖设备上使用量最大。

2铁铬铝电热合金及运用设备的介绍

2.1铁铬铝电热合金特点

铁铬铝电热合金材料中含有大量的铬、铝元素，因此合金具有优良的高温抗氧化性能，允许使用温度高，使用温度最高可以达到1400℃，铁铬铝电热合金中含有较高比例的铝元素，因此铁铬铝电热合金的电阻率比较高，而高的电阻率可以更加有效的将电能转换为热能。

2.2运用环境介绍

固体蓄热是一种利用电热元件在低价电时间段将电能转化为热能并存储于固体蓄热材料中，在需要提供热量时通过必要的取热手段将热能释放的蓄热方式，其工艺流程为：加热→固体蓄热存储→取热→热交换→供热末端（如图1）。固体蓄热利用了物质固体形态的熔点高、密度大，导热快的特点，铁铬铝电热合金丝就安装在图2所示的蓄热体孔内。

图1固体蓄热设备结构图 图2蓄热体三维图

3铁铬铝电热合金的运用要点

3.1铁铬铝电热合金的选择

铁铬铝电热合金的牌号很多，结合实际使用情况主要选择0Cr25Al5和0Cr21Al6Nb这两个牌号的电热合金，表1给出了两种牌号的主要化学成分及相关物理性能参数，而材料的主要品种有丝材和带材。

表1 铁铬铝电热合金主要性能

3.2铁铬铝电热合金的运用要点

3.2.1电热合金表面负荷的选择，电热合金的表面负荷是使用时的一个重要参数。固体蓄热多选择在凌晨0:00到8:00这段低价谷电进行加热蓄能，根据这一加热特点，电热元件的表面负荷选择不应太高，一般控制在1.2W/cm²以下，在条件相同的情况下，带材的表面负荷比线材可以高10-20%。表面负荷高电热合金升温快与蓄热砖吸热慢不匹配使设备频繁通断电，不能充分利用谷电蓄热，也影响电热合金的使用寿命。

3.2.2铁铬铝电热合金需要经过加工成加热元件后再安装在固体蓄热设备上使用，加热元件使用形状一般有螺旋形和波浪形两种（如图3），其中螺旋形螺旋外径D与丝径d的比例为5-12倍，波浪形波纹弯曲直径一般10-20mm，相比较螺旋形状占的体积要波浪形状大些，可以根据设备蓄热体的尺寸大小合理选择，便于安装和拆卸。

图3 加热元件形状

3.2.3接线方式的选择，现有固体蓄热设备多采用380V或10KV的电压输入，根据功率的大小一般采用三相星形接法或角形接法（如图4）。为了使每个加热元件的功率不致太大，便于调整设备的功率和温度，保证热量均匀等，可以增加加热元件的组数，采用两组或多组接线，组数之间可以选择串联或并联方式。

图4 电热元件的接法

3.2.4铁铬铝电热合金使用时的注意事项，电热合金与蓄热体内的蓄热砖直接接触，需要充分考虑蓄热砖的高温绝缘性；另外新的蓄热砖含都含有一定的水分，设备正式启用前应对蓄热体进行低温去潮气，避免直接进入高温损伤电热合金。

4结语

铁铬铝电热合金是固体蓄热设备的核心加热部分，合理的选择铁铬铝电热合金是保证设备良好运行的前提条件。

参考文献：

（1）朱卫东、任志远、向成兵、钟卫华、徐卿涛，固体蓄热技术及应用，中国资源综合利用，2018年09期

（2）陆启亮，陆王琳，陈伟，杨志刚，龚健东，固体电蓄热技术在清洁供暖中的应用及其经济性分析，电力科技与环保，2019.10

论文作者:吴银云

论文发表刊物:《电力设备》2019年第22期

论文发表时间:2020/4/13

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