摘要:本文阐述了大型密闭电石炉优点及工艺参数设计
一.建设大型密闭电石炉的必要性
随着国家土地资源的紧缺,人力工资成本的提高,以及国家对规模经济、循环经济的进一步要求,新上电石项目炉型的大型化在当前形势下尤显重要。
建设大容量的密闭电石炉与建设总容量相同的几台中、小容量的电石炉相比,有如下优点:
1)大型电石炉相对占地少;
2)大型电石炉与中小型电石炉单台炉生产岗位需要人员数量基本相同,故其相对劳动定员少;
3)大型电石炉更易于高水平自动化控制;
4)大型电石炉具有易于综合环境治理等优点;
5)大型电石炉相对投资较少;
6)反应生成的CO气体经除尘净化后,便于集中作为气体燃料及有机合成工业的原料,使能源得到综合利用;
7)大型电石炉由于生产中反应区功率密度高,更适用于在超高温下才能化合反应的电石生产,可有效降低电耗。
大连重工·起重集团为新疆天业集团设计建造的目前国内最大的40.5MVA密闭电石炉在生产中反映出突出优势,得到了用户的肯定;该电石炉与30MVA密闭电石炉相比,电石炉操作稳定,电极更容易下插;在相同的原料条件下,40.5MVA密闭电石炉比30MVA密闭电石炉每吨电石可节约用电100度以上,且可大量减少电极糊的消化。
按照可持续发展的需要,及设备的先进性、生产安全性、环保达标排放、节能、资源有效利用及规模经济规模的要求,今后的电石炉建设必将向大型化、密闭化的方向发展。
二.建设大型密闭电石炉的可行性
1)生产规模的提高
2)大型电炉设备制造技术的发展
3)电极糊质量的提高
4)工艺技术逐步走向成熟
5)控制技术的发展
6)生产操作技术的提高
三.大型密闭电石炉设计
在新电石炉的建造和旧电石炉的改造中,电石炉的设计是至关重要的。一座电石炉能否顺利生产及其生产指标的好坏,首先取决于电石炉各参数的设计。电石炉的容量和种类不同,其计算中所需代入的常用参数也不相同,所以在电石炉设计计算中,一定要根据电石炉的容量和种类的不同情况加以分析研究,以确定最佳的计算数据,来使电石炉的设计满足生产的需要。
3.1.电石炉的设计原则
3.2.整体优化三原则
3.2.1.设计优化与操作优化并重
3.2.2.微观机理/中观结构/宏观功能三个层次优化统一
3.3.设计参数和计算程序
3.3.1电气参数计算
1、变压器容量计算
2、变压器的二次额定电压
3、二次侧电流的计算
4、电石炉有功功率计算
3.3.2.电炉几何参数计算
1、电极直径计算
2、电极同心圆直径计算
3、炉膛内径计算
4、炉膛深度计算
3.3.4.电炉电气参数及几何参数验算
1、电位梯度计算
2、炉床单位面积功率计算
3、炉床单位体积功率计算
4、电流电压比、炉料电阻与电极位置的关系
3.4.大型电石炉设计的其它设计要求
针对大型电石炉电容量大、炉体温度高等特点,设计中应尽量采取以下措施:
1.炉壳采用强制风冷,以有效地降低炉壳、炉底温度,延长炉壳炉衬的使用寿命;
2.炉壳上部炉口处应水冷,这样不但可以提高炉壳炉衬的使用寿命,同时还可对炉口处土建设施起到保护作用;
3.电极设置风冷及加热装置,调节电极焙烧状态,以适应大型电炉的生产。
四.下一步大型密闭电石炉的开发方向
40MVA密闭电石炉生产运行已基本成熟,我们将继续加大大型密闭电石炉的开发力度,今后几年将开发60MVA~72 MVA的大型密闭电石炉,使电石生产向大型化、规模化、自动化方向发展。