密闭电石炉设计、运行探讨

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1、密闭电石炉实践探讨青海东胜化工有限公司总经理孙万军随着石油资源的紧缺和价格的上升，乙炔化工在我国的工业越来越重要，特别是近些年来，电石法PVC产品带动了电石工业突飞猛进的发展，由过去单台炉1-2万吨/年产量发展到现今单台5万吨/年以上产量，从电石炉容量和炉型上，都以行业准入条件为依据。现国内普遍发展的密闭炉基本上是挪威Elkem组合式把持器电石炉，容量一般为25500KVA-30000KVA。现很多厂家的电石炉都由开放式或半密闭型改造成密闭型，生产效果不尽理想，只是感到不如开放式电石炉好操作，运行效果及经济指标也不理想，我想归根结底的问题是近些年来，我们一直使用挪威Elk

2、em公司提出的参数和设计，在装置上没有根本的改变，没有真正地将国外先进技术与我国各地区原材料相结合起来，下面我就密闭炉各方面的情况和大家共同交流探讨。一、Elkem炉的基本状况和设计缺陷在1987年，国家为了提高国内电石行业整体装置技术水平，花掉1400万美元，由原化工部、机械部共同引进了挪威Elkem公司的7台（含下花园自行引进的一台，花300万美元）25500KVA密闭电石炉关键技术和设备，配套的有炉气干法净化系统，德国维马斯特公司的套筒式气烧石灰窑（同时还有原贵州有机化工厂自行引进的意大利氟尔卡斯气烧石灰窑）。河北下花园电石厂在1991年9月6日摔先投产，至今已有1

3、6年历程，在90-92年，浙江巨化公司电石厂、青海电化厂也相继引进了电石炉、气烧窑。当时引进关键技术五项①密闭电石炉及其组合式把持器；②炉气干法净化；③空心电极；④计算机自动控制；⑤气烧石灰窑；在当时堪称电石行业的“五朵金花”。通过实践，密闭电石炉及组合式把持器技术；计算机自动控制；气烧石灰窑基本上是引进成功，但是炉体参数上设计存在问题较大，其中炉气干法净化、空心电极技术是一个极不成熟的技术，浪费了我国大量的财力、物力、人力资源。Elkem炉设计缺陷①电石炉本体几何参数设计不合理。Elkem公司是以生产铁合金为主的公司，设计电石炉参数颇受铁合金因素的影响，对电石生产不尽适

4、应，其25500KVA的电炉几何参数与我国传统的30000KVA电石炉参数基本接近，下表是我国传统电石炉的参数与Elkem炉的比较：炉型参数比较：参数Elkem25500KVA炉我国传统炉25500KVA炉30000KVA炉电极直径1250mm1170mm1250mm圆心圆直径3580mm3160mm3380mm炉膛内径7800mm7110mm7590mm炉膛深度2700mm2690mm2880mm从上表可以看出，Elkem炉的几何参数与我国传统的电石炉参数有相似处也有差别处。大家都知道，电石炉几何参数的基本参数是电极直径和电极圆心圆直径，Elkem炉圆心圆直径较我国传统

5、的电石炉圆心圆直径大的多。实践证明，Elkem炉由于圆心圆直径过大，经常造成三相电极熔池不通，特别是在开炉阶段，低负荷阶段，造成经常性翻电石，致使炉况恶化。解决上述矛盾有两点，一是增加容量负荷；二是缩小同心圆直径，经实践若将Elkem25500KVA电石炉配三台3×10000KVA电炉单相变压器，炉膛深度增加200-300mm，炉内径由单层耐火砖改为双层耐火砖，炉壳外径增至9100mm，其电石炉参数才较为理想。②下料嘴短国内有许多厂家认为ELkem炉的炉盖高度太低，只有945mm，而国内相近电炉高度一般为1400—1500mm，Elkem炉炉盖与电炉料层距离过近，甚至直接

6、接触，加剧炉盖的烧损，尤其是焦炭水份提高，石灰粉化，粉沫增多，炉内积尘更为严重，这样常常造成炉内空间不足，炉压波动较大，给炉气排放及炉气净化带来一系列问题。介于上述原因，许多厂家在设计过程中纷纷要求设计院加高炉盖，现国内Elkem炉炉盖高度由945mm增加到1200-1400mm，认为能解决炉压问题。实际上增加炉盖高度是解决不了上述问题的，只能造成电极底部环易损坏等一系列的问题。因为炉盖与料层的空间是由下料嘴的高度控制的。试想下料嘴很短或烧损严重，炉盖再高，其料层也是高的，和炉盖之间无空间，炉压仍无法控制。所以说原Elkem炉盖高度945mm是合理的。但下料嘴长度后由原来

7、的850mm增至1050mm，炉内空间是足够的。关于下料嘴的材质选用铸钢的足以。有些厂家采取选用通水下料嘴，不能苟同。其原因如下：⑴选用通水下料柱造成漏水点增多，特别是下料嘴一般布置在熔池周边，极易发生爆炸事故。⑵料面温度和炉况是决定下料嘴寿命的主要因素，如果电极深入很好，炉况很好，料面温度则低于800℃，铸钢下料嘴足可以胜任。⑶若是电极上抬炉况不好，即便通水下料嘴也要被烧损，并大量漏水形成很大的安全隐患。③短网Elkem炉原设计的电炉变压器距电极有些远，至少有800~1000mm的空间应压缩。造成短网增加长度1000mm左右