5 000 kVA电石炉的改造及相关参数的修订

崔秀珍

(焦作市和兴化学工业有限公司 ,河南焦作 454001)

5 000 kVA电石炉的改造及相关参数的修订

崔秀珍

(焦作市和兴化学工业有限公司 ,河南焦作 454001)

通过调整电石炉的电极间距、熔池直径、电流电压等一些相关参数及提高原料质量和炉料配比来稳定料层结构,提高电石质量和产量,达到稳产、高产的目的。

电石炉 ;电极间距 ;熔池直径 ;电流电压 ;焦炭 ;配比

焦作市和兴化学工业有限公司 5 000 kVA电石炉 (简称 5#炉)1983年完成设计,1985年投入运行,由于个别设计不合理,原料质量低劣,职工素质低,当年设备运转率仅有 40%,造成产品产量低、质量差、消耗高、炉况不好,每半年洗一次炉,远远达不到设计能力。针对炉况,我们对 5#炉的工艺参数进行了计算核实。发现影响产量、质量、消耗的主要原因是在操作中电极上浮,三相不平,三相电极经常处于不畅通状态,因此,每隔一炉就要加一些副灰处理,使电极深入炉内,处理以后仅能维持一、二炉,电极再度上浮,电石从上面翻滚而出,大量热量从上面散失,炉眼上移,开炉十分困难。长此以往,形成恶性循环,炉温始终提不上去,电耗降不下来,炉内形不成理想的料层结构,产量、质量偏低,成本偏高。

针对出现的问题,我们进行了分析探讨,认为三相不通的主要原因有四：①电极间距过大;②熔池直径偏小;③电流电压较低;④原料质量不达标。

2005年 12月份,我们决定对 5#炉进行一次彻底大检修。在清炉过程中我们发现：三个电极下面分别有三个互不相连的大块,矽铁很少,半成品电石及沉渣的混合物较多,三个大块之间有 150 mm左右的间距,其结构较松易清理,三角区也松软易清。

从清炉中发现电极间距偏大,三个电极熔池处于互不相交状态,形不成理想的连接状态。电极中心距高于熔池直径,则三个熔池之间形成了不太理想的“死角”,热量不够集中。三角区不吃料,电极工作长度不够,焙烧供不上使用,电极长期上浮,形不成高炉温,用不上高配比,坩锅没有深度,极易损坏。熔区小,导致产量、质量低劣,电耗高而不作功。从理论上讲,只有当电极同心圆直径等于熔池直径时,才能使三相熔池的圆周交于炉膛的圆心,促使电极之间互相流通,热量比较集中而不过于集中,形成理想的熔池。因此,我们对电极间距进行了调整,由原来的 910 mm缩小到 840 mm,这样电极同心圆直径为 1 756 mm,熔池直径为 1 733 mm,电极同心圆直径接近熔池直径。调整后,产量、质量都有大幅度的提高,电耗降低,设备运转率升高,电石成本降低。表 1是正常生产的产量与质量电耗对照表。

表 1 产量与电耗对照表

电石炉的几何参数对电石生产操作十分重要,而某些几何尺寸的确定需要在实践中根据原料情况来摸索确定。5#炉按理论设计电极间距为 910 mm,通过最近实践证明,这个理论数据已不适应,因为我们所用原料焦粒固定碳含量平均为 78%,石灰中CaO含量平均为 90%,原料粉末率高,水分高,粒度不均匀,粒度合格率仅 80%,影响产量及质量。几何参数改变后,取得了良好的效果,炉况几乎达到理想状态,产量、质量都有了大幅度的提高。

影响本炉生产的另外一个因素是电流电压比偏低,原料工艺指标较差,据资料提供 5 000 kVA电石炉的电流电压比应达到 280～290,电极方可稳定在炉内适当的位置上,而我们现有 5 000 kVA电流电压比为 269,偏低一些,欲使电流电压比提高需要使变压器超负荷运行。我们提高操作电阻和炉料电阻以减少电极的运动电阻,使电极深入炉内,炉料电阻与其比电阻成正比,只要提高炉料比电阻即可提高炉料电阻。

目前,我们在电石生产中,提高炉料比电阻只能控制这样几个指标,一是焦炭的固定碳含量和生石灰中 CaO含量,二是焦炭和石灰的粒度,三是粉末率。对于焦炭来讲,含碳量越高越好。对石灰来讲, CaO含量越高越好,因为对于混合炉料来讲,在配比一定的条件下,焦炭含量的大小,对混合炉料的比电阻影响很大,含量增加十分之一,比电阻下降 15%,而含量减少十分之一,比电阻可增加 20%,欲生产高质量电石,必须通过增加焦炭本身的固定碳含量,而不是单纯去提高配比。原料的粒度对于炉料比电阻影响也很大。有资料显示,在混合炉料中,焦炭的粒度增大一倍,炉料比电阻下降 21%,而粒度减少一半,则炉料比电阻提高 50%。在混合炉料中,当配比一定时,接触面积小,反应较慢;反之,小块及粉末含量越高,电石功率发气量越低。因此,我们尽量购置固定碳含量高的焦炭,经破碎干燥及筛选来满足生产的需要。

通过缩小电极间距,控制焦炭及生石灰的工艺指标,使变压器超负荷运转,电流电压比升高做到闭弧操作,选用合适的电气参数等一系列措施,使得电极能够适当地插入炉内,从而稳定坩锅,形成理想的料层结构,提高了热效率,阻止炉底上涨,从而延长炉龄,保护了设备增加了导电面积,减少停电次数和时间。提高了设备运转率,节约了能源,实现了操作统一化,打破了产量 9 000 t/a炉龄 6个月,设备运转率 80%,电石吨电耗 3 600 kW·h电石炉运行的原纪录 ,实现了从2006年元月至2008年10月5 000 kVA电炉连续运行 22个月,设备运转率提高到 98%,产量增加到12563 t/a,电石吨电耗降至3 400 kW·h电石运行率纪录。

TQ052.6

B

1003-3467(2010)16-0088-01

2010-07-08

崔秀珍(1969-),女,注册安全工程师,从事安全管理工作,电话：13782755967。