摘要:本文闡述了大型密閉電石爐優點及工藝參數設計
一.建設大型密閉電石爐的必要性
隨著國家土地資源的緊缺,人力工資成本的提高,以及國家對規模經濟、循環經濟的進一步要求,新上電石項目爐型的大型化在當前形勢下尤顯重要。
建設大容量的密閉電石爐與建設總容量相同的幾臺中、小容量的電石爐相比,有如下優點:
1)大型電石爐相對占地少;
2)大型電石爐與中小型電石爐單臺爐生產崗位需要人員數量基本相同,故其相對勞動定員少;
3)大型電石爐更易于高水平自動化控制;
4)大型電石爐具有易于綜合環境治理等優點;
5)大型電石爐相對投資較少;
6)反應生成的CO氣體經除塵凈化后,便于集中作為氣體燃料及有機合成工業的原料,使能源得到綜合利用;
7)大型電石爐由于生產中反應區功率密度高,更適用于在超高溫下才能化合反應的電石生產,可有效降低電耗。
大連重工·起重集團為新疆天業集團設計建造的目前國內最大的40.5MVA密閉電石爐在生產中反映出突出優勢,得到了用戶的肯定;該電石爐與30MVA密閉電石爐相比,電石爐操作穩定,電極更容易下插;在相同的原料條件下,40.5MVA密閉電石爐比30MVA密閉電石爐每噸電石可節約用電100度以上,且可大量減少電極糊的消化。
按照可持續發展的需要,及設備的先進性、生產安全性、環保達標排放、節能、資源有效利用及規模經濟規模的要求,今后的電石爐建設必將向大型化、密閉化的方向發展。
二.建設大型密閉電石爐的可行性
1)生產規模的提高
2)大型電爐設備制造技術的發展
3)電極糊質量的提高
4)工藝技術逐步走向成熟
5)控制技術的發展
6)生產操作技術的提高
三.大型密閉電石爐設計
在新電石爐的建造和舊電石爐的改造中,電石爐的設計是至關重要的。一座電石爐能否順利生產及其生產指標的好壞,首先取決于電石爐各參數的設計。電石爐的容量和種類不同,其計算中所需代入的常用參數也不相同,所以在電石爐設計計算中,一定要根據電石爐的容量和種類的不同情況加以分析研究,以確定最佳的計算數據,來使電石爐的設計滿足生產的需要。
3.1.電石爐的設計原則
3.2.整體優化三原則
3.2.1.設計優化與操作優化并重
3.2.2.微觀機理/中觀結構/宏觀功能三個層次優化統一
3.3.設計參數和計算程序
3.3.1電氣參數計算
1、變壓器容量計算
2、變壓器的二次額定電壓
3、二次側電流的計算
4、電石爐有功功率計算
3.3.2.電爐幾何參數計算
1、電極直徑計算
2、電極同心圓直徑計算
3、爐膛內徑計算
4、爐膛深度計算
3.3.4.電爐電氣參數及幾何參數驗算
1、電位梯度計算
2、爐床單位面積功率計算
3、爐床單位體積功率計算
4、電流電壓比、爐料電阻與電極位置的關系
3.4.大型電石爐設計的其它設計要求
針對大型電石爐電容量大、爐體溫度高等特點,設計中應盡量采取以下措施:
1.爐殼采用強制風冷,以有效地降低爐殼、爐底溫度,延長爐殼爐襯的使用壽命;
2.爐殼上部爐口處應水冷,這樣不但可以提高爐殼爐襯的使用壽命,同時還可對爐口處土建設施起到保護作用;
3.電極設置風冷及加熱裝置,調節電極焙燒狀態,以適應大型電爐的生產。
四.下一步大型密閉電石爐的開發方向
40MVA密閉電石爐生產運行已基本成熟,我們將繼續加大大型密閉電石爐的開發力度,今后幾年將開發60MVA~72 MVA的大型密閉電石爐,使電石生產向大型化、規模化、自動化方向發展。