摘要：灰斗作为燃煤电厂除尘器收集及储存粉尘的容器，在其内部极易发生粉尘结拱的现象。灰斗加热是防止粉尘结拱的一个有效措施，灰斗蒸汽加热作为灰斗加热的一种有效方式，具有电耗量低、运行费用省等优点。本文结合工程实例，介绍了除尘器灰斗蒸汽加热量的计算方法，为广大需要计算灰斗蒸汽加热量的朋友提供了一个有效计算途径。
关键词：除尘器 灰斗加热 蒸汽加热量
一、前言
灰斗是收集并短时储存除尘器捕集下来粉尘的容器，位于壳体下部，焊接在底梁上，其形状分为锥形和槽形两种形式，目前以锥形灰斗应用广泛。为了使粉尘能顺利下落，灰斗壁与水平的夹角一般不小于60°；对于目前燃煤电厂大量使用的低低温电除尘器，由于其温度低、粉尘黏度大，因此灰斗壁与水平面的夹角一般不小于65°。[1]
结拱，又称架桥，俗称蓬灰，是粉料堵塞排料口以致不能进行排料现象的总称。在燃煤电厂，电除尘器灰斗内干灰的结拱是经常发生的现象，致使电动锁气器空转，卸灰不畅，给除尘和输灰设备的运行维护带来很大麻烦。处理不及时，灰斗内灰位升高到一定位置，常引起电除尘器底部阳极板与阴极线短路，造成运行事故。因此灰斗结拱必须引起重视，对灰斗区域进行加热就是防止结拱的一个有效措施。[2]
灰斗加热设置在灰斗下部（小灰斗），可分为电加热和蒸汽盘管加热两种形式，其目的是通过加热使斗内粉尘热量不至于散失过快，避免粉尘冷却黏结，有利于粉尘顺利排放。[1]
二、灰斗加热类型
（1）电加热，电加热又可分为管式加热和板式加热。
1）管式加热：灰斗下部（小灰斗）制作成双层结构，形成一个密闭的环形空间，每只灰斗用多个灰斗专用管式加热器插入到环形空间加热空气，加热器采用抽屉式结构。此加热方式具有加热效果好、能耗低、检修与更换非常方便的特点，是目前应用普遍的一种电加热方式。
2）板式加热：板式加热是由若干块状加热板直接贴在灰斗下部（小灰斗）壁上进行加热，外部敷设保温结构。板式加热虽然具有较好的加热效果，但其检修及更换工作量较大，需拆除保温结构，且能耗较大，一般一只灰斗需10kW功率加热。
（2）蒸汽盘管加热。在灰斗下部（小灰斗）的三面外壁上安装盘绕无缝管（考虑一侧安装人孔门，蒸汽盘管无法将小灰斗壁铺满），盘管上端与进汽管连接，下端与出汽管连接，主要通过向盘管内不断输送具有一定压力和温度的蒸汽来达到加热的目的。盘管外侧敷设钢板网后再做保温结构。采用此加热方式的用户，需提供汽源，在制作、组装时要求管子耐压、不漏风，在此前提下，可以长期稳定运行，减少检修工作量。
若电厂能够提供稳定的汽源，并在制作、组装时注意相关事宜，综合比较，蒸汽加热较电加热耗电量低、运行费用省。
如果在适宜条件下，如何计算灰斗的蒸汽量，笔者将结合设计经验，将蒸汽加热需用量计算谈论如下，供有需要的朋友参考。
三、蒸汽加热量计算
下面就来根据某项目双室五电场卧式电除尘器（灰斗数10个/台除尘器）实际运行参数计算灰斗蒸汽加热量。
（1）蒸汽焓值确定
灰斗蒸汽加热量与加热蒸汽的焓值和冷凝水的焓值有关，而这两个焓值又与各自的温度、压力有关，下面就来介绍如何获得这几个焓值。
首先需要确定本项目加热蒸汽、冷凝水的基本参数。
主厂提供的蒸汽汽源的压力为0.8MPa～1.3MPa，温度300～350℃。
假设灰斗蒸汽加热出口冷凝水压力为0.6MPa，温度140℃（灰斗保温温度不低于120℃，冷凝水温度较保温温度高15～20℃）。
根据上述各种参数从“过热蒸汽—压力焓值表”中查找相应焓值。
表1 过热蒸汽—压力焓值表（节选）
查表得：加热蒸汽焓值H1为3051.3kJ/kg（1MPa，300℃）
冷凝水焓值H2为589.2kJ/kg（0.5MPa，140℃）
（2）灰斗加热器功率
与灰斗蒸汽加热量计算有关的另一个参数是灰斗的加热功率。一般情况下，灰斗的加热量都取决于同等情况下电加热功率。
按照贴片式自控恒温电加热器，每个灰斗使用一套电加热器，功率为10kW/套，温度100～120℃计，每台除尘器共需N=10×10=100kW的电加热功率。
假设灰斗加热器效率η为85%，则灰斗加热每小时所需热量为：
Q=N/η×3600 （1）
式中：Q—灰斗加热每小时所需热量，kJ
N—每台除尘器共电加热功率，kW
Η—灰斗加热器效率，%
则本项目每台除尘器灰斗加热每小时所需热量为100/85%×3600=423529.4kJ。
（3）灰斗蒸汽加热量的计算
每小时所需要的蒸汽加热量：
M=Q/（H1-H2） （2）
式中：M—每小时所需要的蒸汽加热量，kg/h
H1—加热蒸汽焓值，kJ/kg
H2—冷凝水焓值，kJ/kg
则本项目每台除尘器每小时所需要的蒸汽加热量为423519.4/（3051.3-589.2）=172kg/h。
四、结语
为了保证燃煤电厂除尘设备的正常运行，灰斗的加热比不可少，而蒸汽加热作为一种电耗省、运行费用低的加热方式被广泛应用。蒸汽加热量的多少取决于汽源和排出口的蒸汽特征，同时也需要参照电加热功耗，准确地计算蒸汽加热量可避免热功率不足而导致灰斗结拱，同时也能避免蒸汽的浪费。
参考文献：
[1]全国环保产品标准化技术委员会环境保护机械分技术委员会，浙江菲达环保科技股份有限公司.电除尘器[M]中国电力出版社，2010.11
[2]原永涛.火力发电厂气力除灰技术及其应用[M]中国电力出版社，2002
论文作者:孙钰,王铁军
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第13期
论文发表时间:2018/8/21
标签：蒸汽论文; 热量论文; 除尘器论文; 粉尘论文; 电除尘器论文; 电加热论文; 温度论文; 《建筑模拟》2018年第13期论文;