关于电石电耗电石电耗是电石生产最重要的技术经济指标之一,它最直观地反映企业的生产水平,是电石产量、质量、运转率、技术和管理工作、岗位操作水平等因素的综合表现,也是企业盈利和市场竞争力 的具体重要因素,是电石生产追求的最高目标电石电耗的本质:电石电耗的本质:电石生产所要解决的问题就是实现电效率和热效率的最大在一定的工艺条件下,电效率和热效率不能兼得提高电压/电流比,电效率提高了,但电极插入炉内的工作端长度减小了,热效率相应降低同时实现最高的电效率和热效率就可以实现降低电耗、提高生产水平的目的 -功率因数的影响:功率因数的影响:对于电效率而言,越高的电压/电流比,电石炉的功率因数就越高,损失在短网和铜管上的热量就越小,电效率就越高电炉的功率因数可以用下式表示:cosø=R 总/Z 总 =(R 操+ R 损 )/ Z 总 Z 总-电石炉设备的感抗,对于某一台电炉是个定值R 损 -电石炉设备的阻抗,对于某一台电炉是个定值 R 操-炉料的操作电阻从上式看出,提高操作电阻是提高功率因数的有效办法同时,电路的电效率可用下式表示:η= R 操/(R 操+ R 损)R 操-炉料的操作电阻 R 损-折算到低压等效星形回路的设备每相电阻。
从上面两个式子可以看出,提高操作电阻既提高了功率因数,又提高了电效率,是降低电石电耗的重要工作方法据统计在保持相同电极工作端长度的条件下,功率因数每提高 0.1(可通过改变物料粒度或炉料配比实现)每吨电石电耗下降约 20KWh热效率的影响电石炉的热效率用下式表示:η=Qc/(Qc+Qw)Qc-电石生成所需热量Qw-生产过程损失的热量(包括炉面和短网等)其中 Qw 主要表现为炉面损失,炉料比电阻越大,电极越深入炉内,炉面损失越小,电石炉的热效率越高,电耗越低但电极过长,也会引起二次电流的增大,造成电效率的下降据统计,当电极插入料面 1.1 倍电极直径时,热效率和电效率比较理想,为理想的工作长度所以,当电石炉表现为电极不下时,则热效率低的矛盾突出;当电极过于深入炉内时,则表现为电效率提高还有潜力,兼具热效率和电效率的提高,降低电耗就成了必然电阻与粒度和碳材种类的关系(1) 焦炭比电阻与粒度的关系ρ=A/B0.58ρ 焦炭在一定粒度下的比电阻(欧·厘米)A 常数(46~59),随焦炭的品种而变化B 焦炭的平均粒度(毫米)(2) 无烟煤比电阻与粒度的关系ρ=6920/B0.286(3) 比电阻与温度的关系ρ=1.05e-1.6Tρ 焦炭的比电阻(欧·厘米)T 温度(摄氏千度计)从上面可知:(1) 同样是碳材,各种碳材比电阻差异较大,电石炉用碳材选用影响很大。
2)炭粒度减小一半,比电阻提高 50%,焦炭粒度在电石炉上使用,决定了炉料电阻的大小,决定了电极能否深入炉内,对电石生产起着非常重要的作用2) 不同品种的焦炭,低温时比电阻差别很大,但随着温度的升高,差别在减小一旦电极不下,炉面温度高,比电阻大的焦炭其作用也不明显,如此恶性循环3) 不同种类的焦炭,在各种温度下,保持粒度大,比电阻小的规律混合物炉料比电阻与配比的关系ρ=193000/X1.75ρ 电石混合料的比电阻(欧·厘米)X 每 100Kg 石灰配用的焦炭量 kg可见配比对炉料比电阻影响很大,碳量增加 10%,比电阻下降 15%高配比的炉料会使炉料比电阻降低,电极不下混合料比电阻与石灰粒度的关系石灰单独存在时,其比电阻对粒度变化不敏感,但相同配比的炉料混合物中,混合物比电阻与石灰粒度影响很大1) 石灰粒度较小时ρ=640-21.7A(2) 石灰粒度较大时ρ=148-2.1A 混合料的比电阻(欧·厘米)A 石灰的平均粒度(毫米)由此可见,石灰粒度对电石生产影响很大,石灰粒度大,炉料比电阻小,电极不易深入炉内以上是原料粒度和炉料比电阻之间的关系,但焦炭和石灰粒度不是越小越好粒度小电极容易深入炉内,但由于电石生产影响因素多,粉化原料对反应速度和消耗电能存在负面影响。
按照我们的经验,焦炭3~25mm,石灰 5~45mm 比较合适粉化石灰的影响粉化石灰不同于小粒度的石灰,它主要是接触空气中或碳材中的水分生成氢氧化钙而氢氧化钙在炉内进行以下反应: Ca(OH)2→CaO+H2O-26 千卡H2O+C→CO+H2 -39.6 千卡粉化石灰在炉内均为吸热反应,多消耗电能和碳材,电耗升高,甚至还影响炉料透气性,降低反应速度,使电极附近的炉料结成硬壳,发生棚料,在密闭炉内发生喷料等现象石灰粒度对电耗的影响PL=2446.6-3.7XPL 电炉的功率发气量X(0~5mm)石灰的含量%当 0~5mm)石灰较多时,电炉的功率发气量与(0~5mm)石灰的含量%呈负相关关系,电耗上升,此外,小颗粒石灰还存积于炉面,堆积到炉盖,造成炉盖刺火或烧损,粉末还造成废气锅炉结灰,增大系统阻力和减低传热效果石灰和焦炭中的所有杂质,SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO 等均可以和碳发生吸热化学反应,既消耗碳材又消耗电能特别是镁对电石生产危害特别大,祥细资料可与本人联系,提供免费服务出炉操作对电耗的影响在密闭炉中,出炉操作对电极深入炉面以及对产量和电耗影响很大当炉内电石存积到一定量时,电极吃料减慢,红料增多,电极电流增大,如果不及时出炉,则电极越来越高,电流越来越大,电效率越来越低,炉面温度越来越高,重则造成炉面翻液体电石事故。
出炉操作必须保持三相坩埚畅通,而电炉高功率大负荷运行对保持三相长期畅通非常有利,此外,必备的电极工作端长度,保持炉底高炉温,也是坩埚畅通的重要条件出炉时,尽量排空炉内电石,利于电极深入炉内,形成操作的良性循环在出炉时,必须烧深炉眼(大于 400mm) ,尽量打低炉眼位置,利于液体的排出转换电极较短的炉口,利于电极的深入电极控制的影响由于埃肯密闭炉电极同心圆相对较大,三相电极坩埚不易畅通(对低功率运行更是如此) ,经常出现电极短液体不易排出,对应电流大的反常现象(甚至是电极越长电流越小) ,此时必须控制好三相电极工作长度平衡,准确测量电极,适当提高不下电极的电流控制值,实行短时间不平衡电流控制,强行插下电极,争取短时间内恢复正常生产此外,定期对炉面结壳进行处理,在停炉恢复生产时适当干少电极,提高炉内温度,或在质量高,电极不下时加入适量的石灰等措施都对改善操作有利运行负荷对电耗的影响电炉运行负荷对生产影响很大,特别是对负荷不足的密闭炉,因为电炉参数如同心园、电位梯度、电极直径、炉膛深度、炉膛直径等与低负荷运行不相适应,电石生产的实绩不会很好特别是负荷低,三相融池减小,炉温低,融池不易畅通,电极不下,出炉困难尤为明显。
融池半径:在电石炉内,电极端下的融池大小是由电能大小决定的Rm=(0.106Pt/Pu)1\2 Rm 融池半径(厘米)Pt 电炉有功功率(KW)Pu 融池内单位面积内的电能强度(0.05~0.1)1、当三相融池相切时,则在炉心形成热量不集中的死角,容易造成三相不畅通,出炉困难,电极不下2、当一相融池通过其他两相融池中心时,三个融池相互重叠,炉心热量过分集中,降低了电极之间的电阻,支路电流增大,电极也不易深入炉内3、当三个融池的圆周交于炉膛的圆心,融池内的液体相互流通,热量分布适当,为最理想的工作状态裸露电极对电石电耗的影响裸露电极不仅增加电炉设备的阻抗,降低电气运行的功率因数,而且还在炉面以辐射和传导的形式损失热量,降低电效率,增加电石电耗裸露电极由电能转化为热能损耗计算可以参见熊谟远《电石生产及其深加工产品》 其他问题1、设备绝缘问题2、电极糊质量控制、糊面控制、电极壳制作、风门影响、块度影响、负荷影响、过被烧、欠焙烧等3、短网冷却水结垢,负荷不均短网应力拉断,导电鄂板(或接触元件)刺火问题4、保持长期停电后电极不硬断问题,新开炉软断问题5、软硬断后的最经济、便捷处理问题6、保持长炉龄生产问题。
7、电极压放难问题8、电石炉尾气和炉口气除尘问题。