电石炉电学原理
电石炉(矿热炉)生产工艺原理与电极入炉深度分析与控制方法
电石炉（矿热炉）生产工艺原理、电极入炉深度分析与控制方法一、电极在炉内的三种情况：（1）电极与炉底太近，则电极周围的坩埚壳吃料口小，炉料不易进去，这样热效率就低了。
同时反应区的一氧化碳不易排出，易引出喷料带出热量。
所以我们在强调电极入炉的时候并不是指强行使电极深入，那样的结果是拔苗助长。
电石炉已经生产半年有余，操作工多次发生这样的错误。
（2）电极与炉底距离适当，炉料可以经过一定的预热熔融等过程，热量得到充分利用，可达到高炉温、高产的目的。
在这个时候我们又会犯错误，那就是高度的放松。
这样的炉况给我们一个“爽”的感觉，我们一般会犯以下几个错误：①随意加负荷或者为了节电随意降负荷。
②出炉痛快了不加节制出空为止。
③过分追求操作电阻烧坏炉墙。
（3）电极与炉底距离过大，硬壳延长到近于炉底，出炉时炉眼很难打开，同时料面与电极端的距离又短，炉料的预热不够，还有大量生料落入熔池，电极伸入炉内很浅，因而热损失大。
此时，我们要检查原料、出炉量，在很多时候需要将炉眼内生料带出甚至干烧。
如果发生这种情况说明炉子工况已经很坏。
从上面三种情况可以看出，电极控制在适当的位置是十分重要的。
平时操作时，若发现电极位置高了，就要设法让电极插下去。
又若发现电极位置过深了，也要设法把电极位置纠正。
当炉内的电石生成过多时，电石液位上升，其电石液体的沸腾必使电流波动，使电极位置难以稳定。
如果出炉时，把电石全部掏空，就会使炉温降低，此时电极钻得很深。
炉温低的电石炉，电极的波动频繁而剧烈，造成操作上的困难，有时往往下一炉出不来或三相不通。
此刻，电极的位置则比原来的还要高得多。
如果电极位置经常插得过深，出来的电石质量不好，我们可以适当增加一些配比，提高炉温，使电极保持适当的位置。
连续反应的电炉的料层结构大致分四个方面：1冷料和热料;2沾结料;3半成品；4液体电石。
当多加了石灰，出现出炉过多的现象以后，料层结构则被破坏了，炉温亦下降，因此，副石灰必须控制。
电石炉学习资料
电石炉检修学习资料一、电石炉生产基础知识：1、电石炉生产原理：电炉变压器将电网中的高压小流量电转化为适合电石炉生产的低压大电流电，通过短网、三相电极将变压器二次侧低压大电流电输送到电石炉，电流流过炉料产生电弧热和电阻热，炉料凭借此热量在1800~2200℃的高温下反应生成电石。
(1) 电石炉内部反应状况及电极温度分布图A、炉料层（生料层）：炉料被逸出的气体预热及碳素原料所含的水份蒸发；蒸发的镁、铝、硅等金属蒸气大部分凝固为氧化物，因此在此层的下部常常生成硬壳。
B、相互扩散层（红料成）：炉料和含有少量碳化钙的半熔融物层，在此层氧化钙与碳相互扩散。
C、反应层（半成品成）：大部分碳化钙生成反应层。
D、熔融层（成品成）：电石熔融成液体。
E、硬壳层：距电弧区较远，温度较低，是一种半成品多孔性物质和半熔融物质。
其硬壳的生成对生产操作关系很大，往往因为塌料而将电石出料通道堵塞，使上相互不流通。
F、积渣层：硅铁、碳化硅等炉内杂质沉积于此。
此层将增加电耗，缩短炉子寿命。
所以检修中更换下来的零部件不准往炉内扔。
(2) 短网分布示意图。
1、补偿器2、母线排3、上导连接板4、软母线5、下导连接板6、导电铜管7、导电颚板2#电石炉：单向变压器3台，型号8500KV A二、炉内电路及电阻（1）电炉电路简图炉用变压器二次绕组U、短网、电极和熔池构成一个电路。
（2）炉内4电流回路三、电石炉主要部件简介（一）、一般电石炉有7大部件组成：1、炉体：生产电石的圆柱形容器，由钢制炉壳和耐火砖内衬等构成，在炉壁上对应电极距离相等的地方分布有出炉口。
2、炉盖：在炉体之上电极之间放置的盖子，起密封和集气的作用。
1#电石炉为开放炉，炉盖（一般称炉罩）与炉体之间不完全密封，炉内产出的CO气体与通过炉盖间隙进入的空气在炉面燃烧生成CO2炉气；2#电石炉为密封炉，炉盖与炉体之间完全密封，炉内产出的CO炉气全部抽出利用。
3、加料系统：电石生产的炉料石灰和焦炭经加料系统配比混合，通过均匀分布在电极四周的料管，向炉体补充炉料。
电石生产工作原理
电石生产工作原理1．电石工艺原理1.1 反应原理1.1.1氧化钙与碳素原料在电石炉内凭借电流通过电极产生的电弧热和电阻热在1800～2200℃的高温下反应而生成碳化钙，其反应方程式如下：CaO+3C=CaC2+CO—111.3千卡1.1.2副反应CaC2=Ca + 2C—14.5千卡CaCO3=CaO + CO2—42.5千卡CO2 + C=2CO—39.2千卡H2O +C=CO + H2—39.6千卡Ca(OH)2= CaO + H2O—26千卡Ca2SiO4=2CaO + SiO2—29千卡SiO2 + 2C=Si + 2CO—137千卡Fe2O3 + 3C=2Fe + 3CO—108千卡Al2O3 + 3C=2Al + 3CO—291千卡MgO + C=Mg + CO—116千卡1.2其他工艺原理1.2.1炭材中灰分、水分、挥发分及石灰生烧率超标对电耗的影响灰分每增加1％电耗增加50～60度/吨；水分每增加1％电耗增加12.5度/吨；挥发分每增加1％电耗增加2.3～3.5度/吨；生烧率每增加1％电耗增加100度/吨。
1.2.2 MgO含量超标对电石生产的危害1.2.2.1氧化镁在电石炉内熔融区还原成金属镁，镁蒸汽与CO反应生成氧化镁产生大量的热量，使局部硬壳被破坏，电石外流，侵蚀炉墙；1.2.2.2另一部分镁上升到炉表面与CO或O2反应，放出大量的热，使料面形成红料结块，支路电流升高，阻碍炉气排出，炉压增高；1.2.2.3镁与N2发生反应生成氮化镁，致使电石发粘，不易流出；1.2.2.4影响电石质量，石灰中每增加1％的氧化镁，功率发气量下降10～15。
1.2.3 SiO2含量超标对电石生产的危害1.2.3.1生成碳化硅沉积于炉底，造成炉底升高；1.2.3.2与铁作用生成硅铁损坏炉壁铁壳或出炉时烧坏炉嘴、电石锅等；1.2.3.3含量过高，生石灰易粉化、易碎，进入炉内易塌料；1.2.3.4对发气量有一定影响，含量愈高则功率发气量愈低。
矿热炉电石生产工艺、入炉深度与电气理论、电流电压控制等参数的探讨
矿热炉电石生产工艺、入炉深度与电气理论、电流电压控制等参数的探讨一、关于电极入炉深度：电石炉电极入炉深度，始终是电石生产行业所关注的的核心话题，电石厂也去过许多电石企业进行学习，同时也对电极入炉深度的问题进行探讨，大部分企业都认为电极入炉深度应控制在1000mm以上，而且作为工艺参数进行严格控制。
但电极入炉1000mm以上的理论依据从何而来?经过查阅电石生产资料与文献，很多都会提及电极入炉，但没有明确具体的数值，仅在资料中发现两处描述: 第一段描述为：炉子主要用电阻熔炼，为此，电极头应保持在炉料面以下1100-1300毫米。
操作过程中，通过经验会得出更精确的数字。
第二段描述为：为了保持炉子工作良好和平稳，电极渗透性良好，并且所有电极都要相同。
这可以通过测量从电极头到炉底的距离来控制，度量应按需要时进行，但至少每隔一天度量一次。
电极头和炉底之间的最佳距离要求为1.1-1.3米，但可按经验确定。
看似两段描述的数据相互矛盾，但仔细推敲，第一段描述中明确指出电极头在炉料面以下1100-1300毫米，电石炉料柱距离炉壳上沿距离为430mm左右，入料深度较入炉深度多430mm，如果料柱烧损，则入料深度与入炉深度的差值会更大。
第二段关于电极入炉的描述，是写在电石炉启动阶段，入炉深度的描述与电石炉实际启动阶段的入炉深度一致。
对于27000KVA电石炉来说，电石炉炉膛深度为2650mm，底部铺300mm碳，底焦上放置启动缸，其高度为1500mm，内部填满焦炭，三相电极正是座在启动缸顶部，所以此时电极入炉850mm，在送电后星接电压较低，为了尽快提高炉底温度，必须将电极下降400mm左右，此时电极端头距炉底1400mm,但随着电石炉负荷的提升，电压、电流会逐渐增大，电极势必会上升，电极上升的程度也要视炉料电阻的大小，根据以往生产过程，一般会上升800mm以上，这也是电石炉启动必须要经历的过程，也就是说在正常生产时，电极入炉会在450mm左右，这里说的入炉深度是以炉壳上沿为基准进行描述的，如考虑料柱高于炉壳上沿及料柱烧损情况，入料深度为880-1300mm,与资料中描述差距不大。
电石炉除尘器原理
电石炉除尘器原理
电石炉除尘器的原理是通过静电作用和过滤作用去除烟气中的颗粒物。
具体步骤如下：
1. 烟气进入除尘器后，经过一个预处理器处理，使烟气中的颗粒物质均匀分布。
2. 烟气进入电场区域，电场区域内设置了两个电极，其中一个电极带有高电压，另一个电极接地，形成强电场。
3. 烟气中的颗粒物质带有电荷，进入电场区域后，受到电极的吸引和排斥作用，从而使颗粒物质在电场中的移动。
4. 在电场中，颗粒物质受到电场力的作用，发生两种运动：迁移运动和漂移运动。
5. 迁移运动是指颗粒物质的运动方向与电场方向相反，而漂移运动是指颗粒物质在电场中的异常偏移运动。
6. 颗粒物质由于迁移运动和漂移运动，最终被带电极捕集下来，从而达到除尘的效果。
7. 捕集下来的颗粒物质经过一定时间的积累，会形成一层疏松的颗粒层，称为灰尘层。
8. 当灰尘层达到一定厚度时，会影响到除尘器的性能，此时需要对灰尘层进行清理，一般通过振动、冲击等方式进行清理。
这就是电石炉除尘器的工作原理。
通过静电作用和过滤作用，将烟气中的颗粒物质捕集下来，从而达到除尘的效果。
电石生产原理
扩散，而是看从电石炉内下部来的Ca蒸汽和CO，反应生成的CaO和C进入碳素材料或生石
灰的间隙中并随高温而进行的扩散如何。所以对石灰和碳素材料的粒度大小和分布必须有一
个适宜的尺寸，以确保Ca蒸汽和CO气体畅通。
电石炉内各料层中的反应
• 对电石炉的操作者来说了解炉内的状况，是十分重要的。对于正常炉 况，我们结合前面已学习过的反应过程及机理对应相应的料层来进行 进一步的系统分析和总结
• 但此反应并非一蹴而就，也需要经过一个较为复杂的过程。下面我们来进行 详细的讲解。
• 生石灰和含碳原料在电炉内，依靠电弧高温，首先在反应层将生石灰熔化成 流体，并且随温度的升高而增强熔融氧化钙的分子活性及动能。即
• CaO（固） CaO（熔融）
• 在电极端部高温周围的高温区，大约在1600—1700 摄氏度即可使具有较大
• (A)预热层：1、炉料被逸出的气体预热及碳素原料所含的水分蒸发； 2、从炉底蒸发的镁、铝、硅等金属蒸汽大部分凝结为氧化物，因此 在此层的下部分常常生成硬壳
（B）相互扩散层：此层是炉料和含有少量碳化钙的半熔融物，在此层中 氧化钙与碳相互扩散。由电炉下方升上来的钙蒸汽和一氧化碳气体， 由于逆反应生成氧化钙和碳（Ca+CO CaO+C），或者钙蒸汽和 含在原料中的氧反应生成氧化钙，而进入石灰和焦炭的间隙中，进行 相互扩散。
• 三、深层反应机理
• 电炉在开始生产的时候，炉膛内首先进行如下反应
• 2CaO （熔融）+3C （固） （CaC2+CaO）（共熔物，液）+CO（气） • 也就是说在氧化钙和炭的接触表面上生成的CaC2层，迅即熔于熔融石灰中，它们
形成了CaC2和CaO的共熔混合物。随着CaC2不断生成，共熔混合物中的CaC2含 量也不断增加，导致熔融相温度增高，从而加速了固态石灰的熔融，钙离子的游 离及还原成金属钙及其气化。并随熔炼时间的延长，共熔物量不断增加
电石生产机理
1、CaO（固）+3C（固）=CaC2（液）+CO（气） 2、CaC2 （液）与CaO （固）共融成液态 3、CaO （液）+ 3C（固）=CaC2（液）+CO（气）
最终结果生成电石的反应过程由下面反应式进行 1、CaO（固）+3C（固）=CaC2（液）+CO（气） 2、CaO（液）+3C（固）=CaC2（液）+CO（气）
电石的生产机理
一、焦炭、石灰、电石熔点与关系
1、焦炭 在电石炉中，焦炭是以块状存在的，而不 是由碳原子的状态存在的，焦炭没有明显的熔 点，直到3000℃它还是固体。一直达到 3537℃时才气化，而电石炉中的温度是达不 到焦炭的气化温度的，所以在电石炉里焦炭始 终是不熔化的固体。
2、石灰 纯石灰的熔点为2580℃ 3、电石 纯电石的熔点为2300℃
三、生产原理
如果考虑到在理想的情况下，石灰分子与 三个碳原子直接相遇发生反应，在2000℃左 右反应速度是非常快的，要比共融速度还快。 但是在电石炉内焦炭是以块状存在的，它的反 应接触面积就大大阻碍了与石灰的反应速度， 甚至要比共融的速度还要慢。 那么在电石炉内电石又是如何生成的呢？
1、反应方程式
2、电石炉内电石生成的原理
从方程式可以看出，电石生成的原理为： 第一步为固态石灰与碳材表面接触与碳材表面的碳 发生反应生成液态的电石。 第二步为液态电石与固态石灰共融后得到液态的电 石、石灰共融体。 第三步为石灰溶液不断渗入碳材的毛细孔中，一边 渗入，一边与碳素反应生成电石再与石灰共融，使碳 材变松，反应时生成的一氧化碳使变松的碳材崩裂为我们还需要有高的炉温去加快反应速度，得 到高质量的电石，并且有了高的炉温熔池也就会扩大， 有了好的熔池，电极的埋入量也就能得到更稳定的控制。 据统计反应速度最快的温度为2000℃-2200℃，但是 当炉温过高，电石的逆反应速度会加快，达到2300℃以 上时逆反应会大于正反应的速度，这样反而得不到高的 发气量。所以将炉温控制在2000℃-2200℃为宜。 以上是指配比足够高的情况，如果配比过低，碳材 全部反应完后，反应速度再快，也得不到高质量的电石， 并且未反应的石灰会与电极上的碳素反应，加快了电极 的消耗速度，从而加大了电极糊的单耗，这样对炉况反 而起了反作用。
电石矿热炉电气控制及操作原理、电流与电压控制方案
电石矿热炉电气控制及操作原理、电流与电压控制方案一、电石矿热炉电气控制及操作原理：矿热炉的电气基本原理类似于灯泡的原理。
电通过一种具有电阻的介质传送。
根据定律，电能可以转变为热能，但电石炉电阻不是欧姆电阻，除电阻外，负荷也有电感和电容。
因此，在电阻和电感串联的电路中，既有能量的消耗又有能量的转换。
阻抗Z，电阻R,感抗X之间的关系，可以用图1来表示：图1、阻抗三角形在电阻电路中，电源输出的能量全部被电阻消耗。
也就是说，电阻吸收有功功率。
在电感电路中，电感不消耗能量，在电感和电源之间进行着能量的互换，即电感吸收无功功率。
在电阻和电感串联的电路中，既有能量的消耗又有能量的转换，所以既有有功功率P，又有无功功率Q，它们与视在功率S之间可以用图2表示。
图2、功率三角形功率因数，在电阻和电感串联的电路中，有功功率的大小不仅和电压、电流的大小有关，而且还和它们之间的相位差(即功率因数COSΦ))有关。
从功率三角形也可以看出，有功功率P和视在功率S的比值等于功率因数cosΦ中。
功率因数较低的负荷工作需要较多的无功功率。
譬如，电灯、电炉、电熨斗之类的功率因数cos=1，说明它们只消耗有功功率。
异步电动机的功率因数比较低，一般在0.7-0.85左右，说明它们需要一定数量的无功功率。
因此，对于发电厂来说，就必须在输出有功功率的同时也输出无功功率。
在输出的总功率中，有功功率和无功功率各占多少，不是决定于发电机，而是取决于负荷的需要，即取决于负荷的功率因数。
二、电石矿热炉电流与电压控制：关于电流和电压的控制，经过实践，电石炉电流电压控制直接影响电石炉运行状况，但电石炉电流电压如何控制才算合适?资料给出了工程列线图，如图3所示，列线图依据R=P/3I²公式进行绘制，辅助计算公式：图3、125500KVA电石炉工程列线图电石炉运行中的每一个点都可以在图中对应，目前是我们操作的最根本依据。
当电石炉电压等于恒功率电压时(181V),刚好是直线和曲线的交点，当视在功率达到25500KVA时，电石炉操作电阻0.82,有功功率15800KW,电极电流81.8KA，电极电压181V。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
热电原理
第一节电工学一般知识
一、电流
1、电流在电石炉的应用
40500KV A电石炉上，一次电流（）A是通过变压器上高压线上的电流；二次电流（）A是电极上通过的电流。
电石炉上用的电流时交流电流。
2、电流的物理学
自由电子（或离子）受到外力（电场力）作用，在导体中移动，形成电流。
电流符号：I。
单位：安培，简称：安；符号：A。
电流分直流和交流。
直流：电流的方向和大小不随时间而改变；交流：电流的方向和大小随时间作有规律周期性变化。
电路的闭合是形成电流的必要条件。
二、电压
1、电压在电石炉的应用
40500KV A电石炉上，一次电压（）V是通过变压器电源线上的电压；二次电压（）V是指经变压器变成低压送至电石炉上使用的电压。
2、电压的物理学
用以克服电路上一部分电阻力的电位差，成为该部分的电压。
电路中任意两点的电位差，称为该两点的电压。
负载两端存在的电位差称为负载两端的端电压。
电压符号：U。
单位：伏特，简称：伏；符号：V。
要使电流沿着电路长期流动，必须维持电路两端一定的电位差。
例如：用管子连接两只水位不同的容器，当水位不等时，水位从高水位容器流向低水位容器；保持两容器的水位差，便可使水管中的水继续流动。
在电路中电位差是产生电流的原因，所以要得到连续的电流必须维持一定的电位差。
凡是用以产生并维持的电位差，使离子能克服电路内、外部的阻力并沿着电路移动的力量，称电动势。
三、电阻
1、电阻在电石炉的应用
电石生产当中降低料面上层的料面温度，炉料的电阻就保持较大值，这样可以使电极深入料层内，有利于电石生产。
2、电阻的物理学。