提高電石發(fā)氣量的攻關(guān)總結(jié)

王新娟

（湖北宜化集團(tuán)有限責(zé)任公司，湖北 宜昌 443000）

1 生產(chǎn)現(xiàn)狀

楚星公司現(xiàn)有4臺(tái)30 000 kVA密閉電石爐，電石設(shè)計(jì)能力為20萬t/a，自2007年10-11月相繼開車以來，電石發(fā)氣量始終偏低，平均值為288 L/kg，導(dǎo)致PVC電石消耗偏高。通過攻關(guān)，找到了解決的方法，大幅提高了電石發(fā)氣量。使電石發(fā)氣量平均值達(dá)到299 L/kg。

2 原因分析

（1）入爐原料炭材固定碳低、波動(dòng)大，粉料多，水分高。炭材固定碳低，則灰分增加，灰分中的氧化物在爐內(nèi)被還原，其還原的雜質(zhì)混入電石，降低電石的發(fā)氣量。炭材固定碳波動(dòng)大，導(dǎo)致配比不穩(wěn)定，電石發(fā)氣量也隨之不穩(wěn)定。炭材粉料多，使?fàn)t料棚、料面結(jié)成硬殼，進(jìn)而發(fā)生電石爐不吃料、噴料和塌料等，破壞爐內(nèi)料層結(jié)構(gòu)，支路電流增加，電極上抬，爐溫降低，從而降低電石發(fā)氣量（生成300 L/kg發(fā)氣量的電石對應(yīng)的爐溫為1 980℃以上）。炭材中水分增加，一是導(dǎo)致石灰粉化降低電石發(fā)氣量；二是降低電石的功率發(fā)氣量，見圖1。

圖1 炭材水分和功率發(fā)氣量的關(guān)系

（2）入爐原料石灰中SiO2含量愈高，則電石的功率發(fā)氣量愈低，見圖2。

圖2 石灰中SiO2含量和功率發(fā)氣量的關(guān)系

（3）爐料配比低（炭材與石灰之比）。在電石爐內(nèi)石灰與炭材發(fā)生反應(yīng)有兩種速度，即焦炭與石灰不斷化合生成電石的反應(yīng)速度和生成的電石不斷與石灰共熔而稀釋的共熔速度（即稀釋速度）。若配比低，生成的電石很容易與周圍的石灰共溶成共熔體，使生成的電石被沖淡，這樣稀釋速度就會(huì)越快。在爐溫一定的情況下，反應(yīng)速度不變，稀釋速度大于反應(yīng)速度，則電石不斷被沖淡，碳化鈣成分不斷減少，生成的電石發(fā)氣量降低。

（4）料層結(jié)構(gòu)及料面高度對電石發(fā)氣量的影響。電石爐內(nèi)原料自上向下按料層、相互擴(kuò)散層、反應(yīng)層、熔融層逐步反應(yīng)。若被破壞則會(huì)使支路電流增加，電極上抬，熔池內(nèi)的電流密度降低，爐溫降低。同時(shí)大量生料進(jìn)入熔池，導(dǎo)致電石發(fā)氣量降低。若料面高度增高則會(huì)相對降低電極的入爐深度，使?fàn)t溫降低，導(dǎo)致電石發(fā)氣量降低。

（5）電石爐的開動(dòng)率及出爐時(shí)間對電石發(fā)氣量的影響。電石出爐的熱損失很大，約占整個(gè)熱損失的22.4%，若出爐過勤或者時(shí)間過長都會(huì)使?fàn)t溫下降；電石爐頻繁停爐，開動(dòng)率降低也同樣會(huì)降低爐溫；爐溫降低最終會(huì)導(dǎo)致電石發(fā)氣量降低。

（6）電石爐負(fù)荷對電石發(fā)氣量的影響。負(fù)荷越高則電能轉(zhuǎn)化為熱能越多，熱能越多則爐溫越高，電石的反應(yīng)速度越大。原材料在爐內(nèi)反應(yīng)過程中生成電石的同時(shí)會(huì)與周圍的石灰形成共熔體，當(dāng)反應(yīng)速度大于稀釋速度時(shí)則電石中碳化鈣的成分會(huì)不斷增加，電石發(fā)氣量就會(huì)越高。

3 攻關(guān)過程及實(shí)施措施

（1）把好炭材入廠質(zhì)量關(guān)，購進(jìn)的炭材固定碳含量≥82%。“精細(xì)配礦”，在炭材庫將炭材按固定碳高低分堆存放，做好標(biāo)識(shí)。使用時(shí)進(jìn)行搭配，嚴(yán)格控制入爐炭材的固定碳在83%～86%，從而穩(wěn)定了入爐原料的配比，不再每班大幅度的調(diào)節(jié)配比或添加副石灰；更改焦、蘭炭的篩網(wǎng)，由3 mm篩網(wǎng)改為4 mm篩網(wǎng)，同時(shí)在炭球稱量斗進(jìn)口處增加篩網(wǎng)，降低了入爐炭材的粉料；對炭材烘干的布袋除塵器進(jìn)行改大，增強(qiáng)引風(fēng)效果，從而增大了烘干能力，將入爐炭材的水分由原2%左右降至1%以下。

（2）到礦山實(shí)地勘查，選擇SiO2含量≤1%的石灰石。石灰石進(jìn)廠后用水沖洗，避免雜質(zhì)進(jìn)入。

操作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)作為中間環(huán)節(jié)，緩沖從業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫到分布式存儲(chǔ)集群的直接抽取和計(jì)算工作，特別是涉及輕度整合的多表關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，直接從業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫抽取到存儲(chǔ)集群，需要占用大量的計(jì)算資源，對業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的性能影響較大，可能導(dǎo)致業(yè)務(wù)系統(tǒng)的異常，所以采用ODS的方式，將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)不經(jīng)計(jì)算直接同步到ODS中，然后再進(jìn)行抽取和計(jì)算。

（3）通過理論計(jì)算與電石實(shí)際發(fā)氣量相結(jié)合設(shè)置各爐入爐原料的配比。以前的電石生產(chǎn)走入了誤區(qū)，僅單純的追求高產(chǎn)量與低冶煉電耗，不重視電石質(zhì)量，只求高于285 L/kg合格就行?，F(xiàn)把電石的質(zhì)量放在第一位，在保證質(zhì)量的基礎(chǔ)上追求高產(chǎn)量和低電耗。入爐原料配比由平均58%上升至62.5%。

配料理論計(jì)算公式：

X1（干基配比）=（56.3÷C×B＋F）÷（87.5÷A×B＋D＋E）

式中：X（濕基配比）=X1÷（1-水%）

A—石灰中所含氧化鈣；

B—電石成分；

C—碳素原料中所含的固定碳；

D—電石中游離氧化鈣的含量；

F—投爐碳素原料的損失量，按4%計(jì)算。

（4）將各爐的下料柱加長，由原來的1.0 m增至1.1 m，降低了料面高度，相對而言增大了電極的入爐深度，使通過熔池的電流密度增加，提高爐溫。

（5）曾因入爐原材料粉化率高、水分高致使電石爐塌料頻繁，需頻繁停爐處理料面。高峰期各爐平均每天要處理2次?，F(xiàn)從源頭抓起控制入爐原材料質(zhì)量，各爐幾乎不再塌料，停爐處理料面的時(shí)間延長至四五天才處理一次。以前還經(jīng)常因大塌料導(dǎo)致電石爐設(shè)備漏水需長時(shí)間停爐檢修，現(xiàn)在幾乎不再出現(xiàn)設(shè)備漏水現(xiàn)象。停爐處理料面和檢修電石爐漏水頻次的減少大大提高了電石爐的開動(dòng)率。

（6）以往各爐全部是每班出8爐，根據(jù)電石發(fā)氣量將每班出爐的次數(shù)降為7次，增大了反應(yīng)時(shí)間，縮短了出爐時(shí)間，減少了出爐導(dǎo)致的熱損失。若電石發(fā)氣量低，還通過出爐迅速倒眼提高電石發(fā)氣量（倒換的新眼因長時(shí)間積聚高濃度的電石而發(fā)氣量高）。

（7）通過召開研討會(huì)和培訓(xùn)統(tǒng)一操作方法、正確處理料面，“穩(wěn)定爐況”，從而達(dá)到維護(hù)好的料層結(jié)構(gòu)、電極深入、提高爐溫的目的。同時(shí)因電石爐料層結(jié)構(gòu)維護(hù)好了，使電石爐的負(fù)荷也得到穩(wěn)定，長期穩(wěn)定在20.5 MW以上。

4 結(jié)論

（1）控制要點(diǎn)

控制入爐炭材質(zhì)量、石灰質(zhì)量；高配比、高爐溫；減少出爐時(shí)間；維護(hù)好的料層結(jié)構(gòu)；提高電石爐開動(dòng)率。

（2）效益分析

電石發(fā)氣量由288 L/kg上升至299 L/kg提高了11 L/kg。每噸電石提高發(fā)氣量11 000 L。與以前相比相當(dāng)于每噸電石提高了電石產(chǎn)量0.038 2 t。按3 200元/t價(jià)格計(jì)算，則增效122.24元。

每月電石產(chǎn)量按 592×30=17 760（t）計(jì)算，則每月增效217.1萬元。