48mva密闭电石炉使用说明书

48mva密闭电石炉使用说明书[1]

产品综述

1.1 产品特点:48MVA密闭电石炉采用组合把持器式电极系统全密闭埋弧冶炼，设备特点为炉体整体密封，连续加料。电极系统配置手动及自动操作模式。

1.2 主要用途

1.2.1主要用途

48MVA密闭电石炉用来冶炼电石，本设备仅适用于内蒙包头海平面高分子有限公司60万吨/ 年电石工程的冶炼工艺。

1.3技术特性

48MVA密闭电石炉技术特性见表1。

炉壳炉身直径￠10450 mm

炉身高度5525 mm

炉膛深度3216 mm

炉膛直径￠9350 mm

炉盖炉盖直径￠10450 mm

净空高度1130 mm

出炉口装置个数 3 个

电极装置（液压悬挂）数量 3 个

电极壳直径￠1475 mm

极间距3529 mm

电极行程1700 Mm

筋片数16 个

加热元件功率（单个电极）6+12+12 KW

加料系统料仓数量12 个

料管数来那个13 个

边缘料管尺寸￠377×10 mm

中心料管尺寸￠377×10 mm

加料机转盘直径￠9200 mm

加料机功率3×4 KW

液压系统介质HM—46

系统压力12 Mpa

冷却水系统冷却水工作压力0.36 Mpa

循环水量850 M3/h

荒炉气烟道内径尺寸675 mm

净炉气烟道内径尺寸525 mm

二次母线系统铜管直径和壁厚￠70×12.5 mm

通水电缆截面1800 mm2

警告！！当炉壳温度超过100℃时，必须停炉检查耐火衬，以防烧坏炉壳；当出炉口地面有积水时必须停止设备运行，待水清理完毕后方可运转；有地震发生警告期间需停炉。

1.4结构特征与工作原理

1.4.1总体结构及其工作原理、工作特征

1.4.1.1本密闭电石炉主要由如下部件组成

序号名称结构及工作原理功能

1 环形加料机环形加料机采用圆盘加料方式，使用摩擦轮传动原理，其传动装置由电动机、行星减速机和摩擦轮等组成。加料时由气动刮板将炉料从旋转地圆盘上刮下。向加料装置炉顶仓加料

2 加料装置加料装置由炉顶料仓，加料管，料嘴。料位计，阀门等组成。采用重力加料原理。用于储存及向炉内连续加料。

3 组合式电极柱组合式电极柱由上、下两部分组成，电极柱上部主要包括：电极导向装置，电极升降装置、电极压放装置、上部把持筒、压放平台及液压管路等。电极柱下部主要包括：下部把持筒、水冷保护套、导电铜管、底环、解除元件、水冷管路等部件。工作时，电极插入炉料内，向炉内输送电能，进行埋弧冶炼。

4 炉盖炉盖采用分体式水冷结构，共有六组边缘水冷段及一组中心水冷段，各连接处用螺栓把接。炉盖下沿与炉体之间采用砂子密封。炉盖上沿电极入口处装有水冷密封套，该水冷密封套对电极起密封及导向作用。炉盖中心三角区下部朝炉膛侧打结有耐火材料。炉盖用于缓冲存储密闭炉气并为电极升降提供动态密封及导向。

5 炉体炉体主要由炉壳、炉嘴、炉底支撑及炉衬组成，炉壳钢板焊接而成，炉体上设有热电偶。炉底设有风道，用来对炉底进行冷却。冷却风机安装于厂房侧壁，与大气连通。是反应生成电石的容器。

6 二次母线系统又名大电流母线或短网，一端与变压器二次出线端子连接，另一端与电极连接，采用无氧紫铜水冷管式导电结构，二次母线导电管配有水冷软电缆，用于动态补偿电极升降。用于向电极送电

7 电炉冷却水系统电炉高温区设备除部分采用耐火绝热材料保护外，均需要通入冷却水，以保其长时间使用。电炉冷却水系统由三台水冷分配器组成，1#水分配器用来冷却烟道，液压站及炉前挡屏等；2#水分配器用来冷却炉盖及炉体等；3#水分配器用来冷却电极柱。在每台水分配器的回水管上设有流量计和温度计，低于设定值报警。保护设备长期在高温下工作。

8 荒炉气烟道荒炉气烟道由水冷烟道、水冷气动调节蝶阀及非水冷烟囱组成，电石炉正常工作时，荒炉气烟道处于关闭状态，当炉况出现异常，1、炉压持续升高；2、炉气余热利用系统出现故障；

3、炉气抽出烟道出现故障。该烟道上的水冷气动调节蝶阀打开，荒炉气烟道开始工作，将炉子反应高温气体排空。由于炉子反应气体主要成分为高温煤气，故排空时要点燃或自燃。烟道设置的气动调节阀同时用来调整炉压。荒炉气烟道为事故烟道，当出现事故时自动开启。

9 炉气抽出烟道炉气抽出烟道由水冷烟道、两台水冷手动蝶阀组成，水冷烟道出口与炉气净化系统联通。电炉炉况正常时，该烟道上的水冷气动调节蝶阀打开，将高温炉气送往炉气净化系统，除尘处理后可送出作为燃料。将炉气送至炉气净化系统的管道。

10 烧穿利用任意炉变任意端子与出炉口间的电势差勾通回路；或利用烧穿变压器在出炉口及炉底炭砖间产生电势差打火。用于打开炉口，排出电石。

1.4.1.2密闭电石炉结构特点

密闭电石炉炉盖为全密闭形式，炉瓣间采用绝缘处理以防形成涡流。电极采用组合式把持器式结构，电极的焙烧及压放可靠，连续。加料机刮板驱动气缸外罩，有效防止灰尘对气缸的影响，增加设备使用寿命。

1.4.1.3各动作机构驱动方式

驱动方式部位

电极驱动环形加料机转动

液压传动电极升降，电极壳压放

气压传动加料机刮板伸出，缩回。

1.4.2主要部件或功能单元的结构、作用及工作原理

1.4.

2.1环形加料机

功能介绍：炉顶环形加料机用于将原料加入每一个炉顶料仓，送料信号由料仓上的料位仪给出。每个料仓上部设有一套刮料装置。该刮料装置由气缸推动、可将原料送入料仓内。

结构布置及组成：炉顶环形加料装置由传动装置、气动装置、机架及导料管等组成。由于炉顶环形加料机处于电极顶部围合的三角区域，存在煤气积聚的危险，为增加设备的安全性，传动装置电机采用防爆电机。

1.4.3组合式电极柱

功能介绍：送电并调整冶炼电弧长度，匹配电流及电压以达到最佳冶炼效率。

结构布置及组成：

组合式电极柱由上、下两部分组成、电极柱上部主要包括：电极升降装置、电极压放装置、上部把持筒、压放平台及液压管路等。电机柱下部主要包括：下部把持筒、水冷保护套、导电铜管、底环、接触元件、水冷管路等部件。电极升降速度：0.5 m/min。

序号名称备注

1 电极升降装置液压式驱动，用于冶炼操作。

2 电机压放装置当电极消耗时压放电极

3 压放平台连接升降液压钢、辅助夹持器、安防电极压放单元、加热元件等完成电极升降、压放动作。

4 吊挂套筒吊挂电极下部各部件

5 水冷保护套防护电极对外热辐射，保护导电元件。

6 铜母线装置连接二次母线及接触元件

7 底环保护导电元件，密封电极壳及电极柱间间隙。

8 接触元件与电极壳紧密接触，将电能送入电极壳上。

9 冷却水供应装置用于向底环、水冷保护套，接触元件提供冷却水

10 绝缘系统整个绝缘件分布底环与保护套之间、底环与接触元件之间、接触元件与保护套之间、保护套与保护套之间、接触元件与吊挂套筒之间、吊挂套筒与压放平台、底环与吊挂套筒之间、压放单元与压放平台之间、电极升降与厂房之间。

1.4.4 炉盖

功能介绍：对冶炼起密封作用，可一定程度上缓解炉压波动，稳定冶炼过程。

结构布置及组成：

炉盖采用分体式水冷结构，共有六组边缘水冷段及一组中心水冷段，各连接处用螺栓把接。炉盖下沿与炉体之间采用砂子密封。炉盖上沿电极入口处装有水冷密封套，该水冷密封套对电极起密封及导向作用。炉盖中心三角区下部朝炉膛打结有耐火材料。

1.4.5炉体

机构布置及组成：炉体主要由炉壳、炉嘴、炉底支撑及炉衬组成，是反应生成电石的场所。炉壳由钢板焊接而成，炉体上设有很多热电偶。炉底设有风道，用来对炉底进行冷却。冷却风机安装于厂房侧壁，与大气连通。

1.4.6 二次母线系统

功能介绍：起导线作用，一端与变压器二次出线端子连接，另一端与电极铜母线连接，采用无氧紫铜水冷管式导电结构，由于电极需要压放和升降，故二次母线每根导电管均配有水冷软电缆。

1.4.7电极壳

功能介绍：

用于自焙电极时为电极糊塑型及送电。

结构布置及组成：由冷轧钢板焊接成的圆形钢壳，在钢壳上焊有16组筋翅，压放装置上的压力夹和接触

元件就是夹在该筋翅上的。

安装、调试

1、设备基础、安装条件及安装的技术要求

在19.75m平台上用特制的三角形铁作标记，标出炉心位置及电极中心位置。电炉极心圆中心与电炉中心同心，其允许偏差不得超过±5mm。以此为中心安装炉壳、炉盖及电极柱等。极间距3529mm，允许偏差不得超过±4 mm;三相电极孔心距相等，其允许偏差不超过±4 mm。

炉壳基础纵横向中心线与建筑线距离极限偏差±10mm。

电石炉基础平面埋件最高点和最低点偏差不应大于15mm。

在对炉体基础进行复验后进行炉底排架梁安装，安装须依照炉底排架梁安装施工图及设计技术要求进行安装施工。

安装前工字梁应放在钢平台上进行平直度与弯曲度的检查与矫正。工字梁在安装前务必矫直，其凹凸不平度及绕度，在每米长度内不超过2mm，在其全长内绕度f值应≤2/1000×（长度）。工字梁歪扭不得大于1—1.5mm 。

炉底排架所有工字梁的上顶面应在同一水平面上，其允许偏差3 mm。

为调平炉底工字钢排架顶平标高与水平度，可在梁底部用垫铁找平，找平后须将梁底面与基础全部垫实，垫铁与梁底部、垫铁与基础预埋板、垫铁间须按相关要求施焊。

注：安装前一定要对土建基础进行复验。

2.1安装程序、方法及注意事项

2.1.1环形加料机的安装

A、安装传动装置，由于整个传动装置是在厂内调试和安装的，并整体发往现场，因此：

核对土建预埋螺栓位置和型号是否正确。

将传动装置整体安放于土建上，并通过斜铁找平。最终保证三个托辊表面位于一个水平面上。

B、其次安装机架托盘，将其放置在传动装置托辊上，调整好托盘平面度。

C、然后安装刮板。

D、最后安装导管。

E、轨道及其支架安装尺寸与形状偏差的保证：

轨道与机架安装把合后环形加料机轨道中心园直径为Φ6800±5 mm,轨道直线度为1.5mm/1000mm,且轨道平面与耐磨板上表面平行度在Φ9200mm范围内为5mm；

定位传动装置，使其中心轴与料仓分布中心轴同轴度为5mm；

安装完成后进行手动盘车检查，运行平稳，无卡阻，各挡料板起落平稳，检查廻转中的接料底板运转平稳，整机回转一周刮板与耐磨板间隙为7±3mm；现场安装过程对运输或倒运吊装的变形可采用火焰校正手段进行修复处理。

2.1.2电极的安装

电极柱的安装应自上而下进行。

A、先将两个升降缸放到最低位置，压放平台放于两油缸之间，将辅助吊挂装置连接到压放平台上。注意压放平台上的风机接口应位于炉心外侧。然后按铅垂线调整好压放平台的中心，使之对准电极中心，并将压放平台上的油缸支座调到水平。达到以上要求后，将压放平台与两油缸把接。

B、安装下部把持筒

此筒上部与压放平台下部法兰把接，下部装有二次母线吊挂架及水冷吊挂架。接触元件、水冷保护套、底环等都装下部把持筒上。

C、测量铅垂线是否在下部把持筒中心，安装八组压放装置及八组辅助夹持器，应使得八组夹头外侧距电极中心距离应保证为R829.5±2mm .

D、吊装底环，将八块底环和其吊挂装置组装起来，以铅垂线为基准，找好底环中心，测量压放装置电极夹子和底环R20半圆的对中情况，依次测量，应严格保证对中，以上连接步骤完成之后将各部分连

接螺栓把紧。

E、安装接触元件之前先按电极壳的尺寸做一个辅助电极壳，该辅助电极壳可做为接触元件安装时的辅助工具。辅助电极壳高度约400mm。

F、安装接触元件，先安装接触元件吊挂装置，再安装接触元件，接触元件与竖导电铜管以及连接件是通过银钎焊连接起来的。竖导电铜管上部作临时固定，等待银钎焊。

G、安装电极柱部分水冷管路，将底环支绕管安装好，再将底环进出水口与冷却水竖管连接好。安装时要注意各连接点的银钎焊口，切勿损坏。

到70N.m

电石是重要的工业原料，可以取代石油用于生产聚氯乙烯。受国际市场石油价格不断攀升和国内市场对聚氯乙烯需求快速增长的影响，近年来我国电石行业快速扩张，低水平重复建设和盲目发展导致行业结构不合理、产能严重过剩。

2010年，电石行业还将面临更大力度的宏观调控措施。不久前，国家发展改革委员会、工业和信息化部等部门发布了“抑制部分行业产能过剩和重复建设，引导产业持续健康发展”有关通知，未来几年电石项目可能面临禁批境遇。因此，淘汰落后产能和避免重复建设以及加大环保治理也将是影响电石市场的主要因素之一。

与国外先进水平相比，国内电石行业的技术装备水平仍有提高空间。相对于内燃炉，密闭式电石炉在能源消耗、污染排放、生产成本、自动化程度等方面都具有明显的优势。但由于使用安全等多方面的问题，密闭式电石炉在国内的推广较慢。我国密闭式电石炉产能在总产能中所占的比例仍然偏低。

事实证明推广电石炉炉气分析系统在密闭式电石炉中的应用可促进生产企

业节约生产成本，保障电石炉的安全运行，从而有利于大型密闭炉的推广并加快内燃式电石炉改造进度，是我国电石行业优化产业结构、提升技术装备水平、完成节能减排任务的重要举措之一。

电石炉炉气分析系统的应用可提高密闭式电石炉的尾气回收利用效率，达到节能降耗以及减排等目标。电石炉气的主要成分是一氧化碳，约70%左右或更高，另还含有二氧化碳、氢气、甲烷和氧气等。内燃式电石炉产生的CO无法综合利用，只能燃烧后排放，造成了能源的大量浪费，同时也加剧了CO2温室气体的排放。密闭式电石炉尾气回收后可以用作锅炉燃料或用于气烧石灰窑生产石灰。炉气分析系统在实际应用中,如果只检测CO往往会造成测试值比实际值偏低的结果，因而必须充分考虑电石炉气中H2和CH4对热值的贡献。Gasboard-9030炉气分析系统可同时实现对CO、CO2、CH4、H2、O2的测量，并输出炉气的实际热值。从而提高炉气的综合利用回收效率，指导燃烧测控，对生产企业实现节能减排的指标具有重要的指导作用。

密闭式电石炉每生产1吨电石，可供利用的CO气体折合标煤约160公斤。如果企业生产规模较大，还可以利用CO生产多种化工产品，如甲酸钠或甲醇等，

又可达到减排680公斤CO2的效果。Gasboard-9030电石炉气分析系统采用先进的非分光红外原理测试CO浓度，可有效排除了气体间的交叉干扰，测试精度高达1%，有利于指导企业节约成本，提高炉气利用率，实现节能减排指标。

电石炉炉气分析系统的应用可监控因漏水造成的H2浓度上升，实现对密闭式电石炉运行安全的监控。密闭式电石炉的安全运行问题是生产企业必须考虑的问题，也是近年来密闭电石推广过慢的主要原因之一。密闭式电石炉因为需要降温，电石炉的二层炉盖、水冷套、底部环、接触元件等均为通水设备，安全隐患较多。水冷部件常常由于密封不过关或老化，出现漏水现象。密闭电石炉漏水不易发现，而且水蒸气难以排放，容易在炉内高温分解成氢气，浓度过高时就会酿成爆炸事故。Gasboard-9030电石炉气分析系统采用了热导原理测试炉气中的H2浓度，对炉体漏水进行实时监控。

热导传感器用于测量多种混合气体时，必然要考虑到炉气中其他气体的影响因素。不同气体的热导系数差异较大，影响也就不同。

常见气体的热导系数如下表所示：

从上表可以看出，炉气主要成分中CO、O2与背景气N2的热导系数相当，对H2的测量结果影响不大，但是CO2、CH4对H2测量影响明显。通过理论分析及实验表明，如果气体成分中含有CO2，会使H2的测量读数偏低；如果气体成分中含有CH4，会使H2的测量读数偏高。因此为了得到准确的H2含量，应对H2浓度进行CO2、CH4的浓度校正。Gasboard-9030电石炉气分析系统对炉气的各气体成分进行分析，并将各种气体的相互影响进行了修正和补偿，消除炉气中其他成分对H2的影响，保证H2测量值的准确性，保障对密闭电石炉安全运行的有效实时监控。另外由于热导传感器的基本原理是通过对气体流动带走的热量进行换算，如果采用直接流通式的热导检测池，很难控制气流，流量大小直接影响H2的读数；Gasboard-9030电石炉气分析系统分析单元采用了专利的旁流扩散式的热导检测池（见热导专利ZL200620098454.3），流量在0.3―1.5L/min的范围内变化对热导的测量没有影响，减少了因流量波动造成的误报警，可避免停炉检修的损失，也保障了密闭电石炉的安全连续运行。

目前国内生产的大型密闭电石炉的密封性能、运行可靠性都有了很大提高。Gasboard-9030电石炉气分析系统的运行经验表明，将测试数据显示到操作仪表盘上，并和计算机报警系统连接，完全可以保证生产运行中的安全。在安全运行的前提下，利用实时热值数据，可提高净化和回收系统效率，提高尾气回收利用率，从而实现节能减排目标，降低企业生产成本，提高电石市场竞争力。电石炉气分析系统的运用推广有利于加快密闭电石炉的普及，促进淘汰落后产能，实现产业持续健康发展。