電石爐的日常運(yùn)行與維護(hù)

畢 康

（陜西北元集團(tuán)錦源化工有限公司，陜西 神木 719319）

PVC 產(chǎn)量的迅速增長對(duì)電石產(chǎn)能的需求有了進(jìn)一步的提升，同時(shí)對(duì)電石設(shè)備的要求也進(jìn)一步增加。電石爐在電石生產(chǎn)中的作用不言而喻，目前我國的電石爐主要以大容量為主要發(fā)展方向，國家也在不斷淘汰產(chǎn)能過低、污染較大的電石爐。按照爐型可以將電石爐分為密閉電石爐、半開放電石爐和開放電石爐[1]。電石生產(chǎn)是一個(gè)復(fù)雜的工藝過程，既有化學(xué)反應(yīng)又有高溫物理變化，而且各個(gè)工藝之間又相互影響，因此電石爐內(nèi)的設(shè)計(jì)、維修、保養(yǎng)需要考慮到很多方面，本文對(duì)電石爐的運(yùn)行要求、日常維護(hù)的研究可以為相關(guān)人員提供一些幫助。

1 電石生產(chǎn)過程及要求

1.1 電石生產(chǎn)過程概述

本文的研究對(duì)象是采用電熱法生產(chǎn)的密閉電石爐，特定比例的焦炭和生石灰利用電弧高溫而融化，從而在電石爐內(nèi)生成電石。生產(chǎn)過程如下：首先將焦炭（蘭炭、無煙煤也可以）和生石灰按照特定配比形成混合料，根據(jù)需要將特定量的混合料布入料倉，在通過加料管分批次的加入到電石爐爐膛內(nèi)，爐膛內(nèi)因電弧可以產(chǎn)生高溫，混合料發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)最終生成電石[2]。反應(yīng)后的電石可以利用牽引車運(yùn)送到冷卻間內(nèi)凝固為電石坨，經(jīng)破碎后送入成品倉。

1.2 電石生產(chǎn)要求

對(duì)原材料焦炭的要求：密閉電石爐要求所用的焦炭含水量不得超過百分之一，焦炭含水量過高會(huì)發(fā)生翻電石現(xiàn)象，導(dǎo)致電石質(zhì)量降低。對(duì)石灰的要求則是要控制好粒度。

對(duì)電極糊的要求：密閉電石爐對(duì)電極糊的要求較為嚴(yán)格，從灰分、強(qiáng)度、揮發(fā)分等方面來考慮，要確保流動(dòng)系數(shù)在合理的范圍內(nèi)，壓放彈性足夠大。

對(duì)爐壓的要求：密閉電石爐對(duì)爐壓要求控制在零到五毫米水柱之間，爐壓過低則容易進(jìn)入空氣使?fàn)t內(nèi)溫度升高，使電極深入度不夠從而影響電石質(zhì)量[3]。爐壓過高則容易導(dǎo)致一氧化碳從加料系統(tǒng)中揮發(fā)，容易增加操作人員中毒的概率。

2 電石爐結(jié)構(gòu)與維護(hù)要點(diǎn)

電石爐的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，而且各個(gè)部件之間相互影響較大，總體來說電石爐是由冷卻水系統(tǒng)、下料系統(tǒng)、短網(wǎng)系統(tǒng)、出爐系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電極系統(tǒng)等組成。接下來對(duì)電石爐各個(gè)結(jié)構(gòu)和維護(hù)要點(diǎn)進(jìn)行闡述。

2.1 冷卻水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和維護(hù)要點(diǎn)

爐蓋、水分配器、電極密封導(dǎo)向套、中心三角梁等共同組成了冷卻水系統(tǒng)。冷卻水系統(tǒng)的職責(zé)是對(duì)電石爐生產(chǎn)運(yùn)行過程中所需冷卻的部位進(jìn)行冷卻處理。冷卻水系統(tǒng)較為常見的故障為密封不夠使得外界空氣進(jìn)入爐體內(nèi)和爐體內(nèi)氣體溢出，致使?fàn)t內(nèi)氣體純度受到影響，另一方面冷卻水系統(tǒng)各個(gè)部件間隙中有大量的雜物導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)帶火連電現(xiàn)象，是電石爐的正常運(yùn)行受到嚴(yán)重影響。這兩個(gè)故障都是因?yàn)槊芊獠粐?yán)導(dǎo)致的，因此要解決此故障，平時(shí)就要對(duì)冷卻水系統(tǒng)的密封性進(jìn)行維護(hù)[4]。

維護(hù)要點(diǎn)：首先是對(duì)電極密封導(dǎo)向套的處理。電極密封套在處理好以后不能輕易的對(duì)其位置進(jìn)行調(diào)整，在將爐蓋和電極密封套間的雜物清理干凈后，一定要做好絕緣和密封工作，水冷密封套的上部應(yīng)用法蘭絕緣。另外還要檢查水分配器的閥門是否閉合完好，單根管路的死角有無水垢等。其次是對(duì)爐蓋的處理。爐蓋的密封好壞直接影響著冷卻水系統(tǒng)的冷卻效果，爐蓋之間要用耐火材料或者絕緣板進(jìn)行密封處理，在爐蓋制作時(shí)，其內(nèi)部的側(cè)部和上部要用整塊鋼板來降低漏水現(xiàn)象發(fā)生的概率，在制作外部水道時(shí)，要有鋼板曲型制作來減少焊縫，從而達(dá)到防止漏水的目的。如果爐蓋內(nèi)部的耐火材料壞掉甚至脫落了，要對(duì)其進(jìn)行焊接處理并打結(jié)固定，同時(shí)挖補(bǔ)修復(fù)已經(jīng)受損的水道，最后對(duì)設(shè)備部件的縫隙全部進(jìn)行密封處理。

2.2 下料系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和維護(hù)要點(diǎn)

料倉、加料管、環(huán)形加料機(jī)、料位儀、料嘴等共同組成了下料系統(tǒng)，該系統(tǒng)的職責(zé)是將混合料（一般是由蘭炭、焦炭、石灰等的混合物）加入至電石爐爐膛內(nèi)，大致過程為混合料先加入至環(huán)形加料機(jī)中，之后進(jìn)入料倉中，最后利用料倉上的氣動(dòng)刮板將混合料送至爐膛內(nèi)[5]。

維護(hù)要點(diǎn)：空倉和溢倉是下料過程中非常忌諱的兩種行為，這兩種行為均會(huì)加速設(shè)備的損壞。在對(duì)下料系統(tǒng)的日常維護(hù)中，要注意現(xiàn)場的整潔性尤其是不能有鐵制器件；還要嚴(yán)格注意料柱的密封和料管的絕緣。在對(duì)下料系統(tǒng)維修時(shí)，要注意將料倉的針型閥關(guān)閉防止料管中有混合料下來。

2.3 短網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和維護(hù)要點(diǎn)

水冷電纜、變壓器、導(dǎo)電銅管、二次水冷母線、鑄銅連接體、吊掛系統(tǒng)等共同組成了短網(wǎng)系統(tǒng)。短網(wǎng)系統(tǒng)也叫二次母線系統(tǒng)，該系統(tǒng)的主要工作職責(zé)是為確保電石爐能正常運(yùn)行而提供電力供應(yīng)。在電石爐生產(chǎn)活動(dòng)中，短網(wǎng)系統(tǒng)最為常見的故障就是短路，相關(guān)工作人員在日常維護(hù)時(shí)要充分注意避免短路現(xiàn)象的出現(xiàn)。

維護(hù)要點(diǎn)：在日常維護(hù)中尤其要注意以下幾點(diǎn)：對(duì)水冷電纜和短網(wǎng)系統(tǒng)的接頭進(jìn)行檢查，確保沒有漏水現(xiàn)象的發(fā)生；對(duì)鑄銅連接體和導(dǎo)電銅管進(jìn)行檢查，確保兩者之間沒有漏水現(xiàn)象的發(fā)生；對(duì)鑄銅連接體進(jìn)行檢查，確保螺栓沒有松動(dòng)現(xiàn)象發(fā)生；對(duì)短網(wǎng)和吊掛進(jìn)行檢查來確保其絕緣性；對(duì)銅管與把持筒、銅管與銅管之間進(jìn)行檢查，確保這些地方?jīng)]有雜物的存在。

2.4 出爐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和維護(hù)要點(diǎn)

爐殼、出爐軌道、爐門框、鑄鋼軌道、電石小車、爐底工字鋼、卷揚(yáng)機(jī)等共同組成了出爐系統(tǒng)。該系統(tǒng)的主要工作職責(zé)是將在電石爐內(nèi)已經(jīng)被處理過而形成的熔融液態(tài)電石導(dǎo)出到電石鍋內(nèi)，之后利用牽引車送至冷卻間內(nèi)進(jìn)行冷卻處理，最后粉碎成成品入倉。該系統(tǒng)較為常見的故障為出爐軌道因過度受熱而變形、爐底板和爐體因過度受熱而損毀，電石小車偏軌、卷揚(yáng)機(jī)不能正常工作、電石鍋發(fā)生擊穿現(xiàn)象等。

維護(hù)要點(diǎn)：相關(guān)人員要加強(qiáng)對(duì)出爐系統(tǒng)的日常巡檢，發(fā)現(xiàn)小問題及時(shí)上報(bào)并解決，防止因小故障拖延導(dǎo)致形成大故障，在大修時(shí)要對(duì)相關(guān)損壞部位及時(shí)修補(bǔ)，不能修補(bǔ)的部位要及時(shí)更換部件。

2.5 液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和維護(hù)要點(diǎn)

電極壓放盤、液壓泵、夾持缸、大力缸等共同組成了液壓系統(tǒng)，該系統(tǒng)的主要工作職責(zé)是為電極放壓和升降過程提供相應(yīng)的動(dòng)力支持。

維護(hù)要點(diǎn)：事故夾鉗、液壓夾鉗和電極柱導(dǎo)向裝置等如果表面有金屬雜物附在其上，這些裝置如果在正常工作狀態(tài)下，附著的金屬雜物容易導(dǎo)致連電帶火現(xiàn)象的發(fā)生，因此需要工作人員定期對(duì)這些部位進(jìn)行清理[6]。另外，還要實(shí)時(shí)觀察這些裝置內(nèi)部是否有漏油現(xiàn)象的發(fā)生，漏油現(xiàn)象也容易導(dǎo)致安全事故。

2.6 電極系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和維護(hù)要點(diǎn)

電極殼、液壓夾鉗、電極柱、導(dǎo)電銅管、短網(wǎng)、電極壓放平臺(tái)、水冷護(hù)屏等共同組成了電極系統(tǒng)。該系統(tǒng)的主要工作職責(zé)是提供電力供應(yīng)，同時(shí)匹配電壓和電流，并對(duì)電弧長度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整等，從而使電石生產(chǎn)效率達(dá)到最高。絕緣實(shí)效是電極系統(tǒng)較為常見的故障。

維護(hù)要點(diǎn)：當(dāng)絕緣失效時(shí)，要對(duì)法蘭絕緣板的完整性、電極殼和元件之間是否夾緊、導(dǎo)電銅管有無漏水現(xiàn)象、各間隙之間有無雜物堵塞等現(xiàn)象進(jìn)行檢查。對(duì)電極系統(tǒng)維護(hù)很重要一點(diǎn)要加強(qiáng)日常巡檢，對(duì)損壞的絕緣件進(jìn)行及時(shí)更換，確保正常電石正常生產(chǎn)。

3 電石爐安全運(yùn)行措施

在電石爐運(yùn)行過程中，受到高溫、高腐蝕性等特點(diǎn)的影響，很容易發(fā)生火災(zāi)爆炸等危險(xiǎn)性事故，在加強(qiáng)對(duì)電石爐各組成系統(tǒng)維護(hù)的基礎(chǔ)上，還要注意積極采取各類措施強(qiáng)化其運(yùn)行的安全性。具體來講，主要包括以下幾點(diǎn)：

（1）電石的生產(chǎn)過程中，電石爐的運(yùn)行正常與否和原料之間關(guān)系密切。一般來講，氧化鈣含量較高（在88%以上）、雜質(zhì)較少的石灰及固定碳含量較高、比電阻較大的碳素是比較理想的原料，因此，想要保障電石爐的安全運(yùn)行，首先要保證原料的合格性。尤其是碳素原料中水分的含量，為避免其水分含量過高而對(duì)電石爐生產(chǎn)產(chǎn)生為害，必須應(yīng)用干燥設(shè)備對(duì)原料碳素進(jìn)行干燥化處理，降低原料中水平含量（碳素水分含量應(yīng)低于1%），達(dá)到合格的標(biāo)準(zhǔn)，符合電石爐操作工藝要求。

（2）電石爐生產(chǎn)系統(tǒng)具備良好的密封性，避免泄露、爆炸及燃燒等條件的形成，防止安全事故的產(chǎn)生。為避免出現(xiàn)爆炸性安全事故，可以應(yīng)用惰性氣體對(duì)電石爐裝置創(chuàng)建保護(hù)系統(tǒng)，對(duì)于空氣電極，可以應(yīng)用惰性氣體進(jìn)行密封處理。

（3）強(qiáng)化對(duì)重點(diǎn)裝置關(guān)鍵部位的檢查與管理，相關(guān)人員應(yīng)按照相關(guān)的規(guī)定定期、不定期對(duì)于電石爐是否漏水、燒損狀況等開展詳細(xì)檢查[7]，關(guān)注各個(gè)水路的溫度顯示是否正常，對(duì)于電極的長度、入爐的深度等應(yīng)定時(shí)測量，對(duì)絕緣情況進(jìn)行檢查，一旦發(fā)現(xiàn)任何隱患應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理。同時(shí)，還要對(duì)油壓系統(tǒng)進(jìn)行定期與不定期檢查，確保其無滲漏情況，保障電石爐生產(chǎn)的正常運(yùn)行。

（4）對(duì)于爐氣包括氫氣、氧氣及一氧化碳等實(shí)施在線監(jiān)測分析，創(chuàng)建氫氣、氧氣超標(biāo)準(zhǔn)報(bào)警系統(tǒng)，一旦二者之一出現(xiàn)超出標(biāo)準(zhǔn)的情況，則會(huì)實(shí)現(xiàn)連鎖停車，一般而言，電石爐正常運(yùn)行的氫氣與氧氣含量分別要控制在12%以下、1%以下，一旦爐氣中氫氣含量迅速提升，伴隨爐內(nèi)的壓力也快速提升時(shí)，則需要立刻斷電，對(duì)于電石爐是否漏水進(jìn)行詳細(xì)檢查，禁止對(duì)電極進(jìn)行升降或者打開爐門，相關(guān)人員也應(yīng)快速撤離，避免出現(xiàn)人員安全事故。另外，相關(guān)人員還要對(duì)整個(gè)電路的水、油冷卻系統(tǒng)溫度及壓力情況進(jìn)行時(shí)常關(guān)注，保證水源總壓處于規(guī)定范圍，一般水壓或者溫度出現(xiàn)變化，應(yīng)立刻停電斷水，解決相關(guān)問題，保障電石爐的安全運(yùn)行。

4 結(jié)語

隨著電石產(chǎn)能的需求不斷增加，保持電石爐的正常運(yùn)行成為了電石企業(yè)的基本目標(biāo)，本文通過對(duì)電石爐各結(jié)構(gòu)組成的維護(hù)要點(diǎn)進(jìn)行分析，為相關(guān)工作人員提供了一些建議。