5 000 kVA電石爐的改造及相關(guān)參數(shù)的修訂

崔秀珍

(焦作市和興化學工業(yè)有限公司 ,河南焦作 454001)

5 000 kVA電石爐的改造及相關(guān)參數(shù)的修訂

崔秀珍

(焦作市和興化學工業(yè)有限公司 ,河南焦作 454001)

通過調(diào)整電石爐的電極間距、熔池直徑、電流電壓等一些相關(guān)參數(shù)及提高原料質(zhì)量和爐料配比來穩(wěn)定料層結(jié)構(gòu),提高電石質(zhì)量和產(chǎn)量,達到穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的目的。

電石爐 ;電極間距 ;熔池直徑 ;電流電壓 ;焦炭 ;配比

焦作市和興化學工業(yè)有限公司 5 000 kVA電石爐 (簡稱 5#爐)1983年完成設(shè)計,1985年投入運行,由于個別設(shè)計不合理,原料質(zhì)量低劣,職工素質(zhì)低,當年設(shè)備運轉(zhuǎn)率僅有 40%,造成產(chǎn)品產(chǎn)量低、質(zhì)量差、消耗高、爐況不好,每半年洗一次爐,遠遠達不到設(shè)計能力。針對爐況,我們對 5#爐的工藝參數(shù)進行了計算核實。發(fā)現(xiàn)影響產(chǎn)量、質(zhì)量、消耗的主要原因是在操作中電極上浮,三相不平,三相電極經(jīng)常處于不暢通狀態(tài),因此,每隔一爐就要加一些副灰處理,使電極深入爐內(nèi),處理以后僅能維持一、二爐,電極再度上浮,電石從上面翻滾而出,大量熱量從上面散失,爐眼上移,開爐十分困難。長此以往,形成惡性循環(huán),爐溫始終提不上去,電耗降不下來,爐內(nèi)形不成理想的料層結(jié)構(gòu),產(chǎn)量、質(zhì)量偏低,成本偏高。

針對出現(xiàn)的問題,我們進行了分析探討,認為三相不通的主要原因有四：①電極間距過大;②熔池直徑偏小;③電流電壓較低;④原料質(zhì)量不達標。

2005年 12月份,我們決定對 5#爐進行一次徹底大檢修。在清爐過程中我們發(fā)現(xiàn)：三個電極下面分別有三個互不相連的大塊,矽鐵很少,半成品電石及沉渣的混合物較多,三個大塊之間有 150 mm左右的間距,其結(jié)構(gòu)較松易清理,三角區(qū)也松軟易清。

從清爐中發(fā)現(xiàn)電極間距偏大,三個電極熔池處于互不相交狀態(tài),形不成理想的連接狀態(tài)。電極中心距高于熔池直徑,則三個熔池之間形成了不太理想的“死角”,熱量不夠集中。三角區(qū)不吃料,電極工作長度不夠,焙燒供不上使用,電極長期上浮,形不成高爐溫,用不上高配比,坩鍋沒有深度,極易損壞。熔區(qū)小,導致產(chǎn)量、質(zhì)量低劣,電耗高而不作功。從理論上講,只有當電極同心圓直徑等于熔池直徑時,才能使三相熔池的圓周交于爐膛的圓心,促使電極之間互相流通,熱量比較集中而不過于集中,形成理想的熔池。因此,我們對電極間距進行了調(diào)整,由原來的 910 mm縮小到 840 mm,這樣電極同心圓直徑為 1 756 mm,熔池直徑為 1 733 mm,電極同心圓直徑接近熔池直徑。調(diào)整后,產(chǎn)量、質(zhì)量都有大幅度的提高,電耗降低,設(shè)備運轉(zhuǎn)率升高,電石成本降低。表 1是正常生產(chǎn)的產(chǎn)量與質(zhì)量電耗對照表。

表 1 產(chǎn)量與電耗對照表

電石爐的幾何參數(shù)對電石生產(chǎn)操作十分重要,而某些幾何尺寸的確定需要在實踐中根據(jù)原料情況來摸索確定。5#爐按理論設(shè)計電極間距為 910 mm,通過最近實踐證明,這個理論數(shù)據(jù)已不適應,因為我們所用原料焦粒固定碳含量平均為 78%,石灰中CaO含量平均為 90%,原料粉末率高,水分高,粒度不均勻,粒度合格率僅 80%,影響產(chǎn)量及質(zhì)量。幾何參數(shù)改變后,取得了良好的效果,爐況幾乎達到理想狀態(tài),產(chǎn)量、質(zhì)量都有了大幅度的提高。

影響本爐生產(chǎn)的另外一個因素是電流電壓比偏低,原料工藝指標較差,據(jù)資料提供 5 000 kVA電石爐的電流電壓比應達到 280～290,電極方可穩(wěn)定在爐內(nèi)適當?shù)奈恢蒙?而我們現(xiàn)有 5 000 kVA電流電壓比為 269,偏低一些,欲使電流電壓比提高需要使變壓器超負荷運行。我們提高操作電阻和爐料電阻以減少電極的運動電阻,使電極深入爐內(nèi),爐料電阻與其比電阻成正比,只要提高爐料比電阻即可提高爐料電阻。

目前,我們在電石生產(chǎn)中,提高爐料比電阻只能控制這樣幾個指標,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。對于焦炭來講,含碳量越高越好。對石灰來講, CaO含量越高越好,因為對于混合爐料來講,在配比一定的條件下,焦炭含量的大小,對混合爐料的比電阻影響很大,含量增加十分之一,比電阻下降 15%,而含量減少十分之一,比電阻可增加 20%,欲生產(chǎn)高質(zhì)量電石,必須通過增加焦炭本身的固定碳含量,而不是單純?nèi)ヌ岣吲浔取Ｔ系牧６葘τ跔t料比電阻影響也很大。有資料顯示,在混合爐料中,焦炭的粒度增大一倍,爐料比電阻下降 21%,而粒度減少一半,則爐料比電阻提高 50%。在混合爐料中,當配比一定時,接觸面積小,反應較慢;反之,小塊及粉末含量越高,電石功率發(fā)氣量越低。因此,我們盡量購置固定碳含量高的焦炭,經(jīng)破碎干燥及篩選來滿足生產(chǎn)的需要。

通過縮小電極間距,控制焦炭及生石灰的工藝指標,使變壓器超負荷運轉(zhuǎn),電流電壓比升高做到閉弧操作,選用合適的電氣參數(shù)等一系列措施,使得電極能夠適當?shù)夭迦霠t內(nèi),從而穩(wěn)定坩鍋,形成理想的料層結(jié)構(gòu),提高了熱效率,阻止爐底上漲,從而延長爐齡,保護了設(shè)備增加了導電面積,減少停電次數(shù)和時間。提高了設(shè)備運轉(zhuǎn)率,節(jié)約了能源,實現(xiàn)了操作統(tǒng)一化,打破了產(chǎn)量 9 000 t/a爐齡 6個月,設(shè)備運轉(zhuǎn)率 80%,電石噸電耗 3 600 kW·h電石爐運行的原紀錄 ,實現(xiàn)了從2006年元月至2008年10月5 000 kVA電爐連續(xù)運行 22個月,設(shè)備運轉(zhuǎn)率提高到 98%,產(chǎn)量增加到12563 t/a,電石噸電耗降至3 400 kW·h電石運行率紀錄。

TQ052.6

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1003-3467(2010)16-0088-01

2010-07-08

崔秀珍(1969-),女,注冊安全工程師,從事安全管理工作,電話：13782755967。