趙永遠(yuǎn) 辛紹兵
由于我國的資源分布是貧油少氣富煤的現(xiàn)狀,這幾年我國煤化工產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展,各地形成了很多的以煤-焦-電-化為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)企業(yè),作為其中一個(gè)重要組成部分的電石也得到了很大發(fā)展,各地紛紛淘汰了小容量的開放或半開放式電石爐,在吸收了挪威埃肯25.5MW電石爐的技術(shù)并進(jìn)行改造升級建起了新型的大容量密閉式電石爐,先后建起了30MW、33MW、40.5MW、48MW甚至190MW等容量的電石爐近百臺(tái),采用了改進(jìn)的組合式把持器技術(shù)、低壓補(bǔ)償技術(shù)、爐氣干法凈化氣燒石灰窯或制化工產(chǎn)品、縮短短網(wǎng)長度、降低外水套高度減少裸露電極長度、三相變壓器完全等邊三角形排列消除靜暴相、熱加料等新技術(shù)和新工藝,取得了很好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益。但是,隨著電石行業(yè)的大發(fā)展,帶來的問題也不少,如產(chǎn)能嚴(yán)重過剩;從事電石行業(yè)的管理、技術(shù)和操作人員數(shù)量及質(zhì)量嚴(yán)重不足;許多電石爐新技術(shù)不能發(fā)揮作用不能達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)造成資源浪費(fèi)等。筆者從事密閉電石生產(chǎn)技術(shù)管理二十多年,并主持建設(shè)了4臺(tái)33MW電石爐,根據(jù)自己的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)對行業(yè)存在的若干問題進(jìn)行探討,以期能對生產(chǎn)提供參考和幫助,供行業(yè)從業(yè)人員參考。
1、電極殼損毀:
a)現(xiàn)象:組合式把持器爐型在生產(chǎn)中因操作不當(dāng)或檢修不到位等原因,有些單位經(jīng)常發(fā)生電極殼損毀事故。事故初期可以從保護(hù)水套上部看到冒白眼或黃煙現(xiàn)象,如不及時(shí)停爐處理,逐漸在吊掛法蘭處往外噴火,這時(shí)停爐檢修就會(huì)發(fā)現(xiàn)該處電極殼筋板甚至弧板有不同程度的損毀。有些單位在出現(xiàn)冒黃煙時(shí)試圖采用加大加熱元件風(fēng)機(jī)冷卻或者電石爐內(nèi)抽負(fù)壓的方法,最終效果都不會(huì)好。
b)原因分析:我認(rèn)為造成電極殼損毀的原因主要是,電極操作長度控制不好(一般是電極長度測量不準(zhǔn)確,過長了);電極電流控制過大超過了筋板接觸面積的可承受的電流密度(在電極焙燒初期未成形和連續(xù)出現(xiàn)電極殼損毀后的生產(chǎn)等特定條件下有時(shí)電流不大也會(huì)損毀電極殼);檢修時(shí)接觸元件和電極殼夾緊力不夠或不均勻而造成局部起弧放電致使發(fā)熱溫度高;底環(huán)氣封質(zhì)量不好或未安裝好,電極殼外面的耐熱針刺氈塞不嚴(yán)實(shí)有空洞而致使?fàn)t內(nèi)熱氣竄出。
組合把持器式的電極殼筋板處一般為2+3+2mm形式,接觸元件常規(guī)長度為635mm,這種導(dǎo)電方式結(jié)構(gòu)的電石爐相比較銅瓦式電石爐就存在導(dǎo)電截面積小的問題,不如銅瓦式皮實(shí)耐用,對生產(chǎn)操作和檢修水平要求更高,其優(yōu)點(diǎn)是正常情況下壓放順利輕易不會(huì)因壓放電極停電,操作得當(dāng)情況下幾乎不用檢修,開車率能得到保障。在變壓器完全按等邊三角形布置,短網(wǎng)長度完全一致情況下,也會(huì)存在每個(gè)接觸元件上電流分布不均的情況,加上電極本身的集膚效應(yīng)和不可避免的渦流,我們曾經(jīng)用自制的簡易線圈測量出:三角區(qū)短網(wǎng)上(接觸元件)的電流比外圍短網(wǎng)上(接觸元件)的電流大約23-35%。因此在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮增加接觸元件數(shù)量或者加長接觸元件長度以增加接觸面積降低短網(wǎng)面積電流密度低于2A/mm2,設(shè)計(jì)時(shí)考慮每個(gè)接觸元件和底環(huán)進(jìn)行冷卻水溫度及流量測量和報(bào)警。
蘭炭以其固定碳含量高,比電阻大,價(jià)格低的優(yōu)點(diǎn)在電石行業(yè)得到了大量的使用,我國的大型密閉電石爐碳素原料呈現(xiàn)了多元化(冶金焦、無煙煤、蘭炭甚至煙煤)。由于蘭炭比電阻大的特點(diǎn),操作過程中電極易深入爐內(nèi),尤其在全部使用蘭炭作為碳素原料的單位,加之大型電石爐自身功率因數(shù)較低而采用低壓無功補(bǔ)償?shù)姆绞捷^為普遍,由于補(bǔ)償過程中部分無功電流返回變壓器而抵消了電極電流致使表計(jì)反映的電極電流不能真實(shí)反映作用到電極上的電極電流(按我的經(jīng)驗(yàn)表計(jì)電流要低于實(shí)際電流5000A左右),操作人員按照工藝操作規(guī)程的額定電流進(jìn)行操作就導(dǎo)致流經(jīng)電極殼筋板的電流密度超過自身承受范圍而瞬間損毀電極殼。有時(shí)會(huì)連續(xù)出現(xiàn)這一現(xiàn)象,是由于常規(guī)處理這種事故的方法是:停爐檢修,扒掉電極底部爐料,根據(jù)損毀電極殼長度及電極長度在允許長度范圍時(shí)壓放電極(電極過長時(shí)則需爆破炸掉部分電極),重新更換吊掛、安裝調(diào)試接觸元件、更換底環(huán)氣封、處理電極密封、測電極各部位絕緣、送電焙燒新壓電極。這時(shí)由于接觸元件原來位置的上部電極可能已經(jīng)部分成形勢必收縮而流動(dòng)性不強(qiáng)和電極殼不是一個(gè)整體,電流的承受僅靠電極殼和內(nèi)部筋板這些微小面積而不是整個(gè)電極,電流控制不好很容易損毀電極殼,致使事故反復(fù)。
c)處理辦法:電石爐變壓器設(shè)計(jì)一般采用低負(fù)荷時(shí)恒電流,到達(dá)額定功率后是恒功率的方式。我們在生產(chǎn)操作中要根據(jù)原料情況和電極長度,適當(dāng)控制電極電流低于額定電流(具體根據(jù)實(shí)際情況靈活掌握),在采用低壓無功補(bǔ)償裝置的廠家,最好采取加裝電流互感器等措施使表計(jì)能反映真實(shí)的電極電流避免操作人員誤操作。如已經(jīng)出現(xiàn)電極殼損毀事故,要對不平整的筋板、弧板、接觸元件進(jìn)行修整打磨,保證接觸面光滑規(guī)整;最好能使接觸元件都能抱緊在新的電極殼上(最少也要達(dá)到3/4處),接觸元件安裝好后最好使用公斤扳手或者由一人使用均勻力量將該電極所有元件進(jìn)行緊固。
為彌補(bǔ)電流分布不均衡問題,在操作中可適當(dāng)調(diào)大三角區(qū)短網(wǎng)冷卻水水量和壓力,保證冷卻效果;同時(shí)控制好電極長度和深入爐內(nèi)深度,減少渦流產(chǎn)生;在操作中要盯緊功率因數(shù)和電極對底電壓,保持自然功率因數(shù)不低于0.72,補(bǔ)償后功率因數(shù)在0.93-0.95,電極對底電壓按相應(yīng)檔位變壓器二次電壓除以1.732再減去約10V(根據(jù)原料、短網(wǎng)長度、變壓器參數(shù)及生產(chǎn)情況確定合適的參數(shù))。條件允許情況下配備遠(yuǎn)紅外電子測溫儀,每班對每相短網(wǎng)表面進(jìn)行溫度測量并做好記錄。
2、蘭炭使用中應(yīng)注意事項(xiàng):
a)蘭炭的特性:蘭炭是煙煤在中溫(400-600度)干餾后去除焦油和部分揮發(fā)份的半焦,具有固定碳含量高、揮發(fā)份和灰分低、反應(yīng)活性高的化學(xué)特點(diǎn),還有比電阻大、燃點(diǎn)低、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低易碎的物理特性,大部分生產(chǎn)企業(yè)采用水洗焦方式(現(xiàn)逐步改為氮?dú)飧上⒔构に嚕率固m炭出廠水分含量高;遠(yuǎn)距離運(yùn)輸破損率較高,盡量就近使用,同時(shí)要在裝卸等環(huán)節(jié)減少碾壓產(chǎn)生粉末。
b)電石生產(chǎn)各環(huán)節(jié)應(yīng)注意的問題:
1)烘干工序:盡量減少轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)以提高利用率??s短轉(zhuǎn)運(yùn)距離,降低入倉落差高度可以有效減少粉末的產(chǎn)生;調(diào)節(jié)好熱風(fēng)爐(沸騰爐)出口溫度和滾筒干燥機(jī)轉(zhuǎn)速,防止蘭炭在干燥機(jī)內(nèi)燃燒;滾筒干燥機(jī)直徑不能太大,如直徑超過2.2米內(nèi)部結(jié)構(gòu)要進(jìn)行改進(jìn),增加中間擋料裝置降低蘭炭在機(jī)內(nèi)的落差就能有效降低蘭炭的破損率。
2)儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié):烘干好的蘭炭儲(chǔ)倉要離電石爐最近,一方面可以減少轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù)和距離,還可以利用烘干蘭炭自身的顯熱實(shí)現(xiàn)熱加料降低電石爐電耗;儲(chǔ)倉高度不能太高,以減少落差高度;儲(chǔ)倉要密封良好,加料口在加完料后及時(shí)關(guān)閉以減少空氣進(jìn)入,儲(chǔ)倉下部有條件的話可以充氮,這樣減少了倉內(nèi)的氧氣含量可以杜絕蘭炭在儲(chǔ)倉內(nèi)自燃。
3)生產(chǎn)環(huán)節(jié):在開爐階段,由于蘭炭有反應(yīng)活性高的特點(diǎn),為提高爐底溫度減少電石的過早生成,最好裝爐、焙燒電極和最初的間歇加料全部使用焦炭(30MW電石爐準(zhǔn)備200噸左右,33MW準(zhǔn)備300噸左右),待輪換出完三個(gè)爐眼,三相暢通時(shí)即可全部使用蘭炭;開爐階段,要盡可能的提高爐底溫度和增加電極深入料面以下的長度,這樣就使?fàn)t子儲(chǔ)存電石的有效空間得以擴(kuò)展,可以大幅度減少翻電石的發(fā)生,轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)后就要及時(shí)調(diào)整電極入爐深度在合適位置。筆者從2003年起就在密閉電石爐上全部使用蘭炭,在25.5MW和33MW電石爐的多次新開爐均采取這種辦法,幾乎沒有翻電石現(xiàn)象的發(fā)生,偶爾有料面結(jié)成小塊,用耙子輕輕即能搗碎,大大減輕了工人在開爐初期的勞動(dòng)強(qiáng)度。針對蘭炭的反應(yīng)活性高易于快速生成電石而造成料面板結(jié)不利于反應(yīng)向深度生成高質(zhì)量的情況,為有效調(diào)節(jié)爐內(nèi)物料電阻,減少料面板結(jié)切斷支路電流,可以采用分區(qū)域不同配比的辦法,對三角區(qū)加料倉使用低于外圍料倉1-2個(gè)百分點(diǎn)的配比,效果非常明顯。出爐環(huán)節(jié),嚴(yán)格控制出爐時(shí)間和每爐出爐量,根據(jù)加料和用電情況可以大致計(jì)算出每爐的出爐量,留有部分成品在爐內(nèi)可以穩(wěn)定爐溫,保持物料和消耗電能的平衡,均衡生產(chǎn),避免波動(dòng),減少出爐熱量損失,通過增加反應(yīng)時(shí)間至40分鐘以上和縮短出爐時(shí)間在25分鐘以內(nèi);在中控和出爐人員技術(shù)水平有保證而且爐底設(shè)備完好情況下可以安排每班出8爐,否則,安排每班出爐次數(shù)為7次最好。
3、關(guān)于無功補(bǔ)償?shù)氖褂茫?/p>
a)、電石爐用電情況概述:對于電石爐這樣一些埋弧式礦熱電爐,是將電極一端埋入料內(nèi),在料層內(nèi)形成電弧并利用自身的電阻發(fā)熱加熱物料進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),屬于高耗能工業(yè)電爐,工作特點(diǎn)是低電壓大電流,據(jù)測算其導(dǎo)電系統(tǒng)的短網(wǎng)的感抗占整個(gè)系統(tǒng)的70%以上,其自然功率因數(shù)很難達(dá)到0.85以上,爐子的容量越大,自然功率因數(shù)越低,絕大多數(shù)的爐子自然功率因數(shù)在0.70-0.80之間,較低的功率因數(shù)不僅使變壓器的效率降低,消耗大量的無用功,浪費(fèi)電能,而且按照我國電力部門的規(guī)定,功率因數(shù)低于0.9將對用電單位進(jìn)行處罰;由于固體物料的分布不均及電極的控制不能完全均勻會(huì)導(dǎo)致三相間的電力不平衡加大,也會(huì)導(dǎo)致單位產(chǎn)品電耗的增加;因此,要降低單位電耗提高冶煉效率,就要改善電網(wǎng)的不平衡,提高功率因數(shù),對無功進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償。
b)、補(bǔ)償方式及其各自利弊: 常用的補(bǔ)償方式按其補(bǔ)償位置分為:高壓補(bǔ)償、中壓補(bǔ)償、低壓補(bǔ)償三種,可以單獨(dú)進(jìn)行補(bǔ)償,也可以幾種方式聯(lián)合進(jìn)行補(bǔ)償,如高低壓聯(lián)補(bǔ)、中低壓聯(lián)補(bǔ)。
高壓補(bǔ)償補(bǔ)在變壓器進(jìn)線側(cè),僅僅是提高了高壓側(cè)的功率因數(shù),起到了避免供電部門罰款的作用,解決不了三相平衡問題,達(dá)不到抵消短網(wǎng)無功,提高低壓側(cè)功率因數(shù)的目的,更不能提高爐內(nèi)的有功功率,從而實(shí)現(xiàn)增加產(chǎn)量降低單位消耗的作用,也就是說補(bǔ)償了供電側(cè),對用戶沒有實(shí)質(zhì)性作用,這種補(bǔ)償方式具有投資相對少、高壓電容器衰減少耐用的優(yōu)點(diǎn),在上世紀(jì)90年代以前建造的電石爐中普遍采用,近幾年新建的電石爐很少采用這種補(bǔ)償方式。
中壓補(bǔ)償是在電石爐變壓器的10KV的三次側(cè)線圈抽頭加入電容器進(jìn)行補(bǔ)償,這樣既補(bǔ)償了高壓供電側(cè),同時(shí)兼顧了變壓器部分損耗,但是,受變壓器體積的影響其自身的三次側(cè)線圈的阻抗一般不會(huì)很大,很難承受短路產(chǎn)生的大電流,若不另外在補(bǔ)償系統(tǒng)中增加電抗器等原件,在系統(tǒng)波動(dòng)等情況下很可能造成變壓器的損毀;這幾年,因?yàn)橹袎貉a(bǔ)償而造成的變壓器損毀臺(tái)數(shù)超過100臺(tái),給生產(chǎn)造成很大損失,由于受變壓器室的場地限制無地方增加電抗器的設(shè)施和對中壓補(bǔ)償安全性的顧慮,許多單位都將中壓補(bǔ)償從變壓器系統(tǒng)中摘出來,閑置不用,造成了浪費(fèi);若在補(bǔ)償系統(tǒng)中加入電抗器和阻容吸收等進(jìn)行完善仍不失為一種投資低于低壓補(bǔ)償效果也不錯(cuò)的補(bǔ)償方式。
低壓補(bǔ)償是補(bǔ)償在變壓器二次短網(wǎng)側(cè),其優(yōu)點(diǎn)是:由于無功的產(chǎn)生主要是電弧電流引起的,對短網(wǎng)進(jìn)行補(bǔ)償就將補(bǔ)償點(diǎn)前移至爐子跟前,就地補(bǔ)償了短網(wǎng)的無功損耗,可以提高輸入爐內(nèi)的電壓,相當(dāng)于升高變壓器檔位,能有效增加爐內(nèi)的有功功率,從而實(shí)現(xiàn)了增產(chǎn)節(jié)能,同時(shí)對電流電壓比進(jìn)行了調(diào)節(jié),有利于電極更好的深入料面內(nèi),杜絕明弧對設(shè)備的損害和熱能的有效利用;有利于改善三相不平衡狀況,尤其是采用單相并聯(lián)方式補(bǔ)償可以綜合各相補(bǔ)償容量,達(dá)到穩(wěn)定爐況延長爐齡的作用;低壓補(bǔ)償還能對高次諧波進(jìn)行治理,穩(wěn)定整個(gè)供電系統(tǒng),改善系統(tǒng)電氣參數(shù)提高電能質(zhì)量,近幾年新建的電石爐普遍采用低壓補(bǔ)償方式。低壓無功補(bǔ)償投入后,一般表計(jì)反映的電極電流根據(jù)我多年經(jīng)驗(yàn)會(huì)比實(shí)際值小5000A左右(隨著電壓等級的不同而不同,非定值),對于銅瓦導(dǎo)電方式電石爐基本影響不大,但是,對接觸元件導(dǎo)電方式的電石爐就要特別注意,在操作中電流不能給滿,要留有余地以防筋板上的電流密度超過其承受限度而損毀。
高低壓聯(lián)補(bǔ)方式可以按各占1/3,2/3的形式進(jìn)行補(bǔ)償,通過核算進(jìn)行合理分配,這樣高壓補(bǔ)償滿足低負(fù)荷時(shí)的基本功率因數(shù)要求,降低投資成本,低壓部分滿足滿負(fù)荷或超負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)要求,為增產(chǎn)降耗提供支撐。其優(yōu)點(diǎn)在于生產(chǎn)操作過程中可以根據(jù)爐況靈活控制,比起純低壓補(bǔ)償還能降低投資額。
中低壓聯(lián)補(bǔ)也可以參考高低壓聯(lián)補(bǔ)的分配比例進(jìn)行合理配置,這樣低負(fù)荷時(shí)中壓進(jìn)行補(bǔ)償,靠低壓補(bǔ)償完成滿負(fù)荷和超負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié),生產(chǎn)操作的機(jī)動(dòng)性也很強(qiáng)。使用這種補(bǔ)償方式要注意對中壓補(bǔ)償存在的問題予以提前解決,避免出現(xiàn)變壓器損毀事故發(fā)生。
4、嚴(yán)重時(shí)要停爐處理,處理方法:
提升爐蓋方案(一);
1)電極柱周圍的布料器,在9.8米平臺(tái)鉆有Ф80的吊裝孔,把鋼絲繩穿上去,用Ф60的鋼管穿入鋼絲繩的端部,角區(qū)布料器的鋼絲繩掛在中心吊掛的連接接頭處,進(jìn)行吊裝,先拆除布料器上料管短節(jié)并移出,然后拆除布料器上部及下部,用鋼絲繩和麻繩將更換的布料器拉下爐蓋,把部分沒有拆的布料器上料管螺栓拆掉,下落料管短節(jié)。在拆除料管時(shí),需要對布料器上部的下料管逐個(gè)編號(hào)并作安裝標(biāo)記。
2)拆除三相電極柱的導(dǎo)向密封套,使?fàn)t蓋與電極柱完全脫離接觸可自由移動(dòng);
3)用δ=40的厚鋼板上拉加強(qiáng)筋(用舊導(dǎo)軌備用)制作起吊頂板,確保千斤頂上頂?shù)倪^程中,不打彎,用6個(gè)千斤頂同時(shí)將3個(gè)中心吊掛頂起;
4)爐蓋提起后盡快用專用工具緊中心爐蓋螺栓,使?fàn)t蓋盡量達(dá)到水平;
5、料倉料位測量:
a)、加料倉情況:密閉電石爐加料倉一般位于電石爐頂,是盛裝按一定配比混合好的碳材和石灰顆粒,雖然物料經(jīng)過了篩分,粉末少了,但是碳材不可避免含有一定的水分會(huì)使石灰粉化,在轉(zhuǎn)運(yùn)過程也會(huì)產(chǎn)生粉末,粉塵會(huì)影響到料位測量的準(zhǔn)確性;電石生產(chǎn)中產(chǎn)生的CO氣體會(huì)有部分通過物料向外溢出,如因誤測量發(fā)生空倉現(xiàn)象CO濃度很可能達(dá)到爆炸范圍而引起料倉爆炸著火的事故,輕則造成設(shè)備損壞,重則造成人員傷亡;由于氣體及熱量的傳導(dǎo),料倉溫度一般會(huì)在50-60度,操作不好物料循環(huán)慢情況下甚至到80度左右。這樣粉塵、高溫、安全等因素導(dǎo)致料位測量顯得尤為。
b)、料位測量方法:現(xiàn)在的電石企業(yè)料位測量主要有γ射線、雷達(dá)料位計(jì)、微波開關(guān)三種。我國上世紀(jì)90年代引進(jìn)的埃肯電石爐采用鈷60的γ射線進(jìn)行料位測量,屬于非接觸式測量,是橫截面測量方式,在倉壁為常溫的情況下能滿足任何溫度的倉內(nèi)物料測量,精確度也高,但其為核輻射原理物位開關(guān),在審批、使用、維護(hù)、報(bào)廢等環(huán)節(jié)極為繁瑣,在實(shí)際使用中需掛牌明示,對操作人員也有嚴(yán)重的心理障礙;雷達(dá)料位計(jì)是非接觸式測量,可以在線觀測料倉內(nèi)的料位高度,每個(gè)料倉只需要一臺(tái)儀表,一般裝在料倉頂部偏外側(cè),在加料時(shí)由于粉塵濃度高極易造成誤報(bào)警,需要人員加強(qiáng)巡檢,加大了人員的工作量,CO和粉塵會(huì)對操作人員造成傷害,不利于自動(dòng)操作、安全和環(huán)境保護(hù);微波開關(guān)由二個(gè)電器隔離的單元構(gòu)成:發(fā)射器、接收器,發(fā)射器和接收器相互成對安裝,具有γ射線開關(guān)的所有優(yōu)點(diǎn),采用橫截面測量方式,儀表靈敏度可自動(dòng)調(diào)整,使之可以克服各種粉塵環(huán)境的工況,對人體無害,調(diào)試簡單,可一鍵自動(dòng)調(diào)試,測控穩(wěn)定可靠,維護(hù)更換方便,新建企業(yè)普遍采用這種測量方式,并逐步改造原有的測量裝置。筆者在生產(chǎn)企業(yè)這幾種測量方法都用過,建議在電石爐料倉使用微波開關(guān),原料及中間倉可以使用雷達(dá)料位計(jì)。
6、電極燒結(jié)的調(diào)節(jié):
a)、電極燒結(jié)過程:密閉電石爐一般采用自焙電極糊經(jīng)過預(yù)熱、軟化、揮發(fā)、燒結(jié)等過程達(dá)到石墨化成為良導(dǎo)體,能抗擊大電流、耐高溫、具有比較小的電阻系數(shù)、較小的氣孔率和一定的強(qiáng)度和韌度,電石生產(chǎn)是在電極放弧產(chǎn)生的弧光熱作用下來完成的化學(xué)反應(yīng);電極糊的主要成分是碳素材料(電鍛無煙煤、人造石墨、石油焦、石墨碎)和部分粘結(jié)劑(瀝青、煤焦油)按一定比例配合,經(jīng)過混捏、成型等工序制成;
b)、電極燒結(jié)情況的調(diào)節(jié):肉眼觀察工作電極表面顏色呈灰白色或暗而不紅則焙燒良好,太紅則過燒結(jié)預(yù)示電極過干,如冒黑煙或發(fā)黑則焙燒不到位是太軟,正常燒結(jié)部位處于接觸元件(導(dǎo)電銅瓦)以上20-30cm處合適,過高則電極燒結(jié)過干易造成電極殼損壞,過低則燒結(jié)過慢易發(fā)生軟斷事故。開放爐可以隨時(shí)觀察電極燒結(jié)情況,密閉電石爐只能在停電打開爐門時(shí)和敲擊電極殼才能了解到,正常生產(chǎn)時(shí)只能依靠經(jīng)驗(yàn)和儀表情況進(jìn)行總結(jié),這就要求生產(chǎn)管理和操作人員根據(jù)不同的電極糊和爐子參數(shù)、負(fù)荷、電極直徑、加糊量、壓放量,做好記錄,定期總結(jié)調(diào)整。調(diào)節(jié)電極燒結(jié)的方法有:①調(diào)節(jié)把持器加熱風(fēng)機(jī)送風(fēng)量和時(shí)間長短。埃肯型爐子都設(shè)有幾組共24KW加熱元件和風(fēng)機(jī),主要是挪威地處北歐,環(huán)境溫度較低,熱量散失大電極燒結(jié)速度慢,需要輔助加熱;國內(nèi)根據(jù)不同的電極糊燒結(jié)速度和地域,北方在冬季可以開啟部分或全部加熱元件,其余季節(jié)一般不需要,南方基本不需要開啟加熱元件;如遇電極燒結(jié)過快則可關(guān)閉加熱元件開啟風(fēng)機(jī)加入冷風(fēng)降溫。②調(diào)整接觸元件冷卻水壓力及流量。電極燒結(jié)慢可適當(dāng)減少接觸元件、底環(huán)等導(dǎo)電部件的冷卻水流量和壓力,少帶走熱量,燒結(jié)過快則加大流量和壓力,多帶走熱量;正常情況下調(diào)整三角區(qū)冷卻水流量大于外圍部件。③控制壓放量和時(shí)間間隔。電極過短則一次性多壓一些降低負(fù)荷保持低負(fù)荷一段時(shí)間促成電極的燒結(jié),??蠣t型焙燒電極速度一般能達(dá)到10-14cm/h;電極燒結(jié)快過長則根據(jù)負(fù)荷和測定的電極長度減少壓放量延長壓放間隔時(shí)間。④制定合理的電極長度控制制度,并嚴(yán)格執(zhí)行。正常情況下合理控制好電極長度,保持三相長度及深入料層內(nèi)深度基本一致,要避免長短不一以利于生產(chǎn)連續(xù)穩(wěn)定,電極壓放和消耗能保持基本平衡。電極越長消耗越慢,這時(shí)就要經(jīng)常性適當(dāng)提升電極來增加消耗量,同時(shí)減少壓放量;電極越短則易對爐料放弧消耗很快,這時(shí)就要在保證設(shè)備安全的情況下盡可能的將電極下落到下限位進(jìn)行電極養(yǎng)護(hù),必要時(shí)一次性多壓進(jìn)行焙燒。
7、燒穿變壓器:
a)、電石爐燒眼現(xiàn)狀: 過去電石爐燒眼是從電爐變的一相引出銅排接入燒穿器進(jìn)行爐眼維護(hù)等工作,由于燒眼電流在5000A左右而且隨時(shí)在波動(dòng)不穩(wěn)定,這時(shí)操作困難,會(huì)造成個(gè)別電極(電石爐采用一個(gè)三相變壓器時(shí)影響更甚,采用三個(gè)單相變壓器能好點(diǎn))上下波動(dòng)頻繁長短不一三相不平衡,不利于料層及爐況穩(wěn)定;而且,在電石爐負(fù)荷較低時(shí)由于二次電壓低弧光短,燒眼時(shí)間會(huì)很長更加劇了爐況的波動(dòng),對生產(chǎn)影響很大;上世紀(jì)90年代引進(jìn)??蠣t型后各家紛紛增設(shè)了獨(dú)立的燒穿變壓器,這樣就能減輕燒眼對操作的影響,但由于對燒穿變壓器參數(shù)設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)問題,參數(shù)設(shè)計(jì)不合理(主要是二次電壓太低,起弧弱燒眼速度慢),最終大部分燒穿變成為擺設(shè),沒有起到作用。
b)、燒穿變改造情況:筆者經(jīng)過對電石爐操作的多年觀察和與電氣工程師多次探討,在2009年為馬來西亞一家公司的燒穿變設(shè)計(jì)中對其參數(shù)進(jìn)行了改進(jìn),用戶反映使用效果良好;在2010年新建4臺(tái)33000KVA電石爐時(shí)加以完善,既有獨(dú)立的燒穿變還有從爐變引出的銅排同時(shí)接入燒穿器,中間用閥門進(jìn)行切換,該燒穿變的參數(shù)為:
高壓側(cè) 低壓側(cè)
電壓V 電流A 電壓V 電流A
10000 80 160 5000
77.5 155
75 150
72.5 145
70 140
相數(shù):單相,聯(lián)結(jié)組 :Ii0,調(diào)壓方式:無載調(diào)壓,短路阻抗:150 V時(shí)≈10 %,變壓器一次側(cè)均采用電纜下進(jìn)線,二次出線為頂部出線,兩塊銅排,頭尾各一塊。
改造的核心在于調(diào)高二次電壓110--130V為140--160V,本來設(shè)想是150--180V的,由于工程總包方不同意協(xié)商后為現(xiàn)在參數(shù),經(jīng)過使用效果很好,需要注意的是:燒穿器和電石爐的連接地線銅排截面積要足夠大,否則,燒眼過程中很容易損壞地線。