密閉電石爐的節(jié)能新技術(shù)

武志忠

（內(nèi)蒙古雙欣環(huán)保材料股份有限公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 016014）

密閉電石爐的節(jié)能新技術(shù)

武志忠

（內(nèi)蒙古雙欣環(huán)保材料股份有限公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 016014）

介紹了對密閉電石爐節(jié)能技術(shù)的改造內(nèi)容，通過改造，達(dá)到了節(jié)能、節(jié)省投資、降低運(yùn)行成本的目的。

密閉電爐；節(jié)能；高溫凈化；短網(wǎng)；低壓補(bǔ)償；不結(jié)垢閉式循環(huán)

隨著石油價(jià)格的不斷上漲和環(huán)保觀念的不斷提高，發(fā)展節(jié)能環(huán)保的電石工業(yè)已是當(dāng)務(wù)之急，這給電石行業(yè)帶來了契機(jī)，為進(jìn)一步研發(fā)電石生產(chǎn)的新工藝、新技術(shù)提供了必要條件，一些具備節(jié)能環(huán)保的新裝置、新工藝、新技術(shù)得到了更有力的推廣。

1 密閉電石爐爐氣高溫凈化

電石爐出口的高溫含塵氣體在水冷煙道和一級風(fēng)冷冷卻器、二級風(fēng)冷冷卻器被冷卻到400℃左右后進(jìn)入高溫除塵器過濾。過濾后的爐氣經(jīng)凈氣風(fēng)機(jī)抽送到雙套筒氣燒石灰窯用作煅燒石灰石的燃料，生成的生石灰用作電石爐的原料。被阻留在濾管外表面的以生石灰、焦炭為主的灰粉經(jīng)過氮?dú)夥创登寤?，清掃下來的粉塵貯存在除塵器灰斗內(nèi)，用星型卸灰閥密封防止空氣進(jìn)入，而多余的儲灰經(jīng)卸灰閥排出，進(jìn)行環(huán)保處理或資源再利用。

經(jīng)過高溫凈化后，爐氣中粉塵質(zhì)量濃度＜32mg/m3，由于爐氣用作氣燒石灰窯的燃料，電石爐爐氣為零排放。

一般來說，生產(chǎn)1 t電石可副產(chǎn)爐氣400 m3（CO+H2≥90%），爐氣熱值約為 10 842 kJ/m3，折合標(biāo)準(zhǔn)煤約0.15 t（標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值為29 190 kJ/kg）。如1臺年產(chǎn)5萬t電石的25 500 kVA密閉式電石爐，若其爐氣被回收利用，就相當(dāng)于1年節(jié)省7 500 t標(biāo)準(zhǔn)煤，按照500元/t計(jì)算，每年可節(jié)約資金370萬元，在減少環(huán)境污染、清潔生產(chǎn)的同時(shí)，也降低了產(chǎn)品成本，提高了企業(yè)競爭力，經(jīng)濟(jì)效益、社會效益俱佳。

2 石灰窯尾氣余熱干燥炭材工藝

密閉電石爐對炭材水分的要求比較嚴(yán)格，因此，炭材必須干燥，干燥炭材可以提高電石爐的操作指標(biāo)，同時(shí)能防止意外事故的發(fā)生。

傳統(tǒng)的焦碳干燥采用旋轉(zhuǎn)式烘干機(jī)，用煤炭作燃料，工藝成熟。缺點(diǎn)是在干燥工藝中消耗大量的煤炭和動力，且在干燥過程中產(chǎn)生大量的粉料，降低了原料的利用率。立式烘干機(jī)干燥炭材，利用石灰窯尾氣的熱量，可把炭材從初水分20%干燥到終水分1%，由于在炭材干燥過程中無旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，大大降低了粉料的產(chǎn)生，提高了炭材的利用率。

充分利用石灰窯尾氣的余熱干燥炭材，可節(jié)省炭材干燥所需要的燃料及降低動力消耗。

3 密閉電石爐節(jié)能短網(wǎng)及低壓補(bǔ)償技術(shù)

為了降低運(yùn)行電耗，增加入爐有效率，對短網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行了以下技術(shù)改進(jìn)。

（1）把目前普遍采用的電石爐變壓器對稱三角形布置改為等邊三角形布置，使三相短網(wǎng)阻抗實(shí)現(xiàn)幾何意義上的完全對稱和平衡，從而實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)三相電流功率平衡，使設(shè)備能力得到最大利用，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)的目的。

（2）3臺變壓器緊靠爐中心布置，使短網(wǎng)長度縮至最短，節(jié)約了有色金屬資源，短網(wǎng)縮短后感抗降低，自然功率因數(shù)提高3%，同時(shí)，入爐有效功率提高3%。

（3）為降低短網(wǎng)阻抗，根據(jù)短網(wǎng)鄰近效應(yīng)理論，把短網(wǎng)設(shè)計(jì)為反相靠緊間距，同相拉大間距，最大限度地降低了短網(wǎng)阻抗。

（4）根據(jù)短網(wǎng)集膚效應(yīng)理論設(shè)計(jì)短網(wǎng)系統(tǒng)斷面積，擴(kuò)大短網(wǎng)內(nèi)通水軟電纜導(dǎo)電面積，降低短網(wǎng)損耗。

低壓補(bǔ)償是利用現(xiàn)代控制技術(shù)和短網(wǎng)技術(shù)，將大容量、大電流的超低壓電力電容器組接入電石爐的二次側(cè)的無功補(bǔ)償裝置。通過低壓補(bǔ)償，使電石爐功率因數(shù)在0.93以上運(yùn)行，同時(shí)消除了5次、7次諧波，降低了短網(wǎng)和一次側(cè)的無功消耗、調(diào)平三相功率、提高了變壓器的輸出能力。

通過上述改進(jìn)，電石品質(zhì)提高、節(jié)能效果明顯，單位電石能耗從3 550 kW·h下降至3 150 kW·h，節(jié)能效果近11%，單臺電石爐減排CO2溫室氣體近72 萬t。

4 不結(jié)垢閉式循環(huán)水技術(shù)

電石爐爐蓋系統(tǒng)損壞主要是開放式循環(huán)冷卻水帶進(jìn)設(shè)備硬垢或污垢造成的。尤其是以藍(lán)炭為原料的電石爐，料面溫度高達(dá)800℃以上，而料面設(shè)備都是殼程式水道，水流速很低，開放式循環(huán)冷卻水帶進(jìn)設(shè)備的硬垢和污垢沉積在設(shè)備內(nèi)，造成爐內(nèi)設(shè)備損壞，因此，對冷卻水水質(zhì)要求很高。國內(nèi)目前采用的開放式冷卻水系統(tǒng)很難達(dá)到水質(zhì)的要求各廠普遍存在設(shè)備燒損嚴(yán)重、電石爐開動率低、維修費(fèi)用高等問題。同時(shí)由于設(shè)備漏水，對電石爐運(yùn)行形成安全隱患。

采用電石爐循環(huán)水由原開式冷卻改為脫鹽水閉式循環(huán)、換熱器換熱、冷卻塔放熱的設(shè)計(jì)方案，水溫差提高了一倍以上，循環(huán)水量減少一半多，節(jié)省了水泵及管路的投資。由于是閉式循環(huán)，減掉了1個(gè)80 m2熱水池，節(jié)省了投資。由于充分利用了電石爐近30 m高的位差形成的回水靜壓力和封閉管道的動壓力，使系統(tǒng)的運(yùn)行動力降低了50%，1臺爐全年水泵電費(fèi)減少30萬元，電石爐開動率提高2%，年效益為40萬元。由于爐蓋、料嘴損壞減少，年節(jié)省維修費(fèi)30余萬元。

封閉系統(tǒng)杜絕了溶解氧對設(shè)備的腐蝕問題，杜絕了補(bǔ)充水中的硬垢和大氣中的污垢對設(shè)備的損壞，延長了設(shè)備使用壽命。循環(huán)水系統(tǒng)采用綠色環(huán)保型設(shè)計(jì)和水平衡設(shè)計(jì)，沒有化學(xué)水污染和廢水排放，全部由計(jì)算機(jī)進(jìn)行管理和監(jiān)控。該系統(tǒng)用液位曲線變化直接監(jiān)控電石爐設(shè)備漏水故障，保障了電石爐系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

Energy saving technology of closed calcium carbide furnace

WU Zhi-zhong
(Inner Mongolia Shuangxin Environmental materials Co.,Ltd.,Ordos 016014,China)

The energy saving technology transformation of closed calcium carbide furnace was introduced.Though the technology transformation,the purposes were achieved,included energy saving,saving investment and lower operating costs.

closed calcium carbide furnace;energy saving;high temperature purification;short net;lowvoltage compensation;closed-cycle without scaling

TQ161

B

1009-1785(2010)12-0030-02

2010-07-22