李世強(qiáng)，曾憲軍

(陜西北元化工集團(tuán)股份有限公司，陜西 神木 719319)

1 前言

陜西北元化工集團(tuán)股份有限公司(以下簡稱“公司”)有50萬t電石生產(chǎn)裝置，其中有4臺(tái)40 500 kVA密閉電石爐，原設(shè)計(jì)日產(chǎn)電石220 t，年產(chǎn)72 600 t，有功功率32 000 kVA，電石發(fā)氣量295 L/kg，工藝電耗3 250 kW·h。設(shè)計(jì)電石爐幾何參數(shù)：爐膛內(nèi)徑10 000 mm，電極直徑1 400 mm，極心圓3 900 mm。自2014年投運(yùn)以來，4臺(tái)電石爐運(yùn)行很不穩(wěn)定，電石爐負(fù)荷升不起來，導(dǎo)電接觸元件易燒毀，單爐日產(chǎn)電石在200 t，年產(chǎn)量最高6.5 萬t，達(dá)不到設(shè)計(jì)能力。2016年對1#、2#電石爐進(jìn)行了一系列技術(shù)改造，并加強(qiáng)了工藝、質(zhì)量管理。

2 對電石爐電極系統(tǒng)改造

(1)調(diào)整電極柱下部導(dǎo)電銅管的分布，將變壓器出線端電流較大的出線端子及較短的導(dǎo)電銅管與極心圓外側(cè)接觸原件相連；將變壓器出線端電流較小的出線端子及較長的導(dǎo)電銅管與極心圓內(nèi)側(cè)接觸原件相連?？朔捎诟麟姌O間電荷相互吸引，而使電極上靠近電流中心區(qū)電流偏大的現(xiàn)象，均衡各接觸原件間電流的分布，從而降低電極上接觸原件的最大電流，避免電流大的接觸元件燒毀。

(2)接觸元件在原長度630 mm上增加100 mm，增大其導(dǎo)電面積，減小電流密度；接觸原件由原來的4組碟簧夾緊裝置增加為5組碟簧夾緊裝置。

(3)接觸元件加長100 mm，為保證電極升降時(shí)電極把持器位置不變，電極柱下部銅管縮短100 mm。

(4)電極底環(huán)由鑄造結(jié)構(gòu)改為整體鍛造結(jié)構(gòu)，增加底環(huán)材質(zhì)的致密性，從而提高底環(huán)的使用壽命；同時(shí)調(diào)整底環(huán)循環(huán)水進(jìn)出口的位置，將底環(huán)吊掛位置與循環(huán)水進(jìn)出口的位置隔離開，使底環(huán)更便于安裝及檢修，同時(shí)增大通水量，增強(qiáng)絕緣效果。

(5)調(diào)整電極柱下部水冷護(hù)屏的水道布置形式及受力結(jié)構(gòu)，增加水冷護(hù)屏不銹鋼板的厚度，徹底改變水冷護(hù)屏絕緣易失效的問題，提高其使用壽命。

3 加強(qiáng)原料質(zhì)量管理

3.1 對白灰質(zhì)量的管理

(1)公司擁有3臺(tái)產(chǎn)能50萬t的麥爾茲白灰窯。通過加強(qiáng)白灰窯工藝管理，白灰生過燒由過去的15 %下降到8 %以內(nèi)，同時(shí)對不合格的出爐白灰及時(shí)外排另行處理。

(2)嚴(yán)格控制進(jìn)場石灰石質(zhì)量，CaO≥52%，MgO≤1%，粒度控制在40 mm～70 mm，合格率達(dá)到90%以上，做到車車取樣化驗(yàn)。通過對礦山的考察，取樣分析來確定礦點(diǎn)，選擇破碎篩分裝置先進(jìn)，信譽(yù)好的供貨商合作。

(3)建設(shè)了兩座1 800 t儲(chǔ)量的混凝土白灰筒倉庫，解決了棚儲(chǔ)帶來的風(fēng)化和環(huán)保問題，通過出窯白灰交替入兩個(gè)庫，多點(diǎn)出庫的運(yùn)行方式，達(dá)到預(yù)均化目的，為電石爐配料的準(zhǔn)確率打下良好基礎(chǔ)。

3.2 對蘭炭的質(zhì)量管理

(1)以選擇發(fā)熱量高、灰分低、揮發(fā)分高、無矸石、粒度均勻、含面料少、出油多、干餾后蘭炭機(jī)械強(qiáng)度高、價(jià)格合適的原煤為宗旨。對不同品質(zhì)的原煤，分開堆放搭配入爐。嚴(yán)格進(jìn)場煤的化驗(yàn)，確保煤質(zhì)的質(zhì)量。

(2)公司擁有3臺(tái)總產(chǎn)能60 萬t的焦化爐。這兩年對原水澇焦工藝，進(jìn)行了干法熄焦和自動(dòng)化改造，取得了很好的效果。停用了烘干濕蘭炭裝置，節(jié)約了煤氣消耗，而且蘭炭水分由原來的20 %降到13 %以下，對下游的篩分和烘干創(chuàng)造了有利條件。隨著自動(dòng)化升級(jí)改造和工藝管理加強(qiáng)，蘭炭的質(zhì)量、穩(wěn)定性、均勻性有了很大的提高。

(3)蘭炭烘干原采用臥式窯，產(chǎn)量低，破損率大，粒度偏小。2017年上了一臺(tái)日產(chǎn)20 t的碳材立式烘干機(jī)，粒度達(dá)到很好的控制，破損率由15%降到5%以下，取得明顯降本增效作用，對電石爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行創(chuàng)造了很好的條件。

4 加強(qiáng)電石爐工藝管理

4.1 提高混合料的配料合格率

影響配料合格率因素與計(jì)量秤準(zhǔn)確度、物料化學(xué)成分的波動(dòng)(包括鈣、碳、水分，白灰生過燒)、人員操作技能和責(zé)任心有直接的關(guān)系。如何通過配料來提高混合料入爐合格率，是需要重點(diǎn)研究的對象。目前行業(yè)普遍做法是通過出爐電石發(fā)氣量，原料成分變化來調(diào)整配料比例，往往不能及時(shí)指導(dǎo)生產(chǎn)，很難有效控制爐況的穩(wěn)定性和電石質(zhì)量。通過在配料站設(shè)置質(zhì)量控制點(diǎn)，增加質(zhì)量控制指標(biāo)，定時(shí)取樣測定混合料氧化鈣值，及時(shí)通知電爐中控配料人員，適時(shí)調(diào)整秤體給料量，另外配料合格率與相關(guān)人員工資績效掛鉤，就能更好地提高操作人員的責(zé)任心和技能，配料合格率的提高，對電石爐的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和電石質(zhì)量都會(huì)起到積極的作用。

4.2 加強(qiáng)電石爐操作管理

在電石爐操作中要穩(wěn)定爐況，保持高爐溫高配比，杜絕摻入副石灰和拉爐作業(yè)。加強(qiáng)電極管理，做到電極軟硬合適，入爐工作長度穩(wěn)定，電極弧消耗正常。穩(wěn)定配料比例，切忌配料大幅波動(dòng)。根據(jù)爐況及時(shí)調(diào)整電極流壓比，使各項(xiàng)電石爐運(yùn)行參數(shù)處于最佳狀態(tài)。保持按時(shí)出爐，速開速堵，爐前取樣不挑不揀，要有代表性。定時(shí)清理料面結(jié)塊，提高爐料電阻。密切關(guān)注爐壓、氫、氧、一氧化碳含量變化，確保安全運(yùn)行。做到計(jì)劃檢修，及時(shí)處理漏水隱患，確保設(shè)備完好率在95%以上穩(wěn)定運(yùn)行。

5 結(jié)語

通過電石爐技術(shù)改造和加強(qiáng)生產(chǎn)工藝管理，1#、2#電石爐運(yùn)行穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)了40 500 kVA的達(dá)標(biāo)達(dá)產(chǎn)，改造前后1#、2#電石爐生產(chǎn)運(yùn)行情況見表1。

表1 改造前后1#、2#電石爐生產(chǎn)運(yùn)行情況Tab.1 Production and operation of No.1 and No.2 calcium carbide furnaces before and after transformation

由于白灰生過燒高于設(shè)計(jì)指標(biāo)，所以電耗和發(fā)氣量略低于設(shè)計(jì)值?？傊?，各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)取得了明顯成績，達(dá)到了設(shè)計(jì)產(chǎn)能要求。