2-39 电极式电热锅炉的工作原理和主要结构是什么？它有何特点？

答：有低压电极式和高压电极式两种，低压电极式电热锅炉，其使用电压一般低于660V。

电极式电热锅炉的工作原理是以水作为介质，利用水的高热阻特性，直接将电能转换为热能，在这一转换过程中能量几乎没有损失。

在低压电极式电热锅炉中，如图2-27所示，一般都装有套筒，将整个筒体分隔为内外两个空间，其目的有两个：一是在电极加热水时会产生微量的电解氧，设置套筒可以防止氧气对外壳筒壁的腐蚀；二是可以起到负荷的自调节作用。当用汽量少时，锅炉内的蒸汽量增大，水位降低，电极插入水中深度变浅，电通量减少，产汽速度放慢；反之，则增加。这种锅炉只能产生热水和饱和蒸汽，而不可能生产过热蒸汽。如果生产中确实需要焓值更高的过热蒸汽，必须采用附加热源加热饱和蒸汽。

在高压电极式电热锅炉中，为了减少变压过程中的能量损耗，使电热锅炉更为经济运行，可以采用如图2-28所示的结构型式，而此时电极布置的形式发生了根本变化。

图2-27 电极插入式锅炉

图2-28 高电压电极式锅炉简图

我们知道，尽管水的阻抗很大，但在高电压下仍有被击穿的可能。因此，插入水中的方式已经不能适应要求，只能改为水帘式布置。此时，电极布置在汽空间（通常认为蒸汽是绝缘介质），利用循环泵和喷嘴将水喷射在电极上；在两个电极之间形成水柱，实现能量转换。因此，只有在两个电极之间的水柱中存在着高压电流，一旦离开这一区域，水就不再带电，也就不会发生电击穿现象。

关于电极式电热锅炉的电极布置形式，其布置方法较多，一般可以分为五种，如图2-29所示。目前，国外电极式电热锅炉的电极布置形式，采用图2-29a所示的较多。

图2-29 电极式电热锅炉的电极布置形式

a）三点圆柱式 b）星形三平板式 c）星形三折板式d）三平行板式 e）四平行板式

电极式电热锅炉的主要特点：

1）电热锅炉直接将电能转换为热能，在这一转换过程中能量几乎没有损失。此时应主要考虑其散热损失，但一般散热损失不超过2%。

2）因为水具有高热阻特性，在保证不被高压电击穿的情况下，电极式电热锅炉运行应是十分安全的。

3）电极式电热锅炉不会出现干烧现象。因为一旦锅炉断水，电极间的通路被切断，电功率为零，锅炉自动停止运行，这与化石燃料锅炉相比是完全不同的。