密閉電石爐的節能新技術

武志忠

（內蒙古雙欣環保材料股份有限公司，內蒙古 鄂爾多斯 016014）

密閉電石爐的節能新技術

武志忠

（內蒙古雙欣環保材料股份有限公司，內蒙古 鄂爾多斯 016014）

介紹了對密閉電石爐節能技術的改造內容，通過改造，達到了節能、節省投資、降低運行成本的目的。

密閉電爐；節能；高溫凈化；短網；低壓補償；不結垢閉式循環

隨著石油價格的不斷上漲和環保觀念的不斷提高，發展節能環保的電石工業已是當務之急，這給電石行業帶來了契機，為進一步研發電石生產的新工藝、新技術提供了必要條件，一些具備節能環保的新裝置、新工藝、新技術得到了更有力的推廣。

1 密閉電石爐爐氣高溫凈化

電石爐出口的高溫含塵氣體在水冷煙道和一級風冷冷卻器、二級風冷冷卻器被冷卻到400℃左右后進入高溫除塵器過濾。過濾后的爐氣經凈氣風機抽送到雙套筒氣燒石灰窯用作煅燒石灰石的燃料，生成的生石灰用作電石爐的原料。被阻留在濾管外表面的以生石灰、焦炭為主的灰粉經過氮氣反吹清灰，清掃下來的粉塵貯存在除塵器灰斗內，用星型卸灰閥密封防止空氣進入，而多余的儲灰經卸灰閥排出，進行環保處理或資源再利用。

經過高溫凈化后，爐氣中粉塵質量濃度＜32mg/m3，由于爐氣用作氣燒石灰窯的燃料，電石爐爐氣為零排放。

一般來說，生產1 t電石可副產爐氣400 m3（CO+H2≥90%），爐氣熱值約為 10 842 kJ/m3，折合標準煤約0.15 t（標準煤的熱值為29 190 kJ/kg）。如1臺年產5萬t電石的25 500 kVA密閉式電石爐，若其爐氣被回收利用，就相當于1年節省7 500 t標準煤，按照500元/t計算，每年可節約資金370萬元，在減少環境污染、清潔生產的同時，也降低了產品成本，提高了企業競爭力，經濟效益、社會效益俱佳。

2 石灰窯尾氣余熱干燥炭材工藝

密閉電石爐對炭材水分的要求比較嚴格，因此，炭材必須干燥，干燥炭材可以提高電石爐的操作指標，同時能防止意外事故的發生。

傳統的焦碳干燥采用旋轉式烘干機，用煤炭作燃料，工藝成熟。缺點是在干燥工藝中消耗大量的煤炭和動力，且在干燥過程中產生大量的粉料，降低了原料的利用率。立式烘干機干燥炭材，利用石灰窯尾氣的熱量，可把炭材從初水分20%干燥到終水分1%，由于在炭材干燥過程中無旋轉運動，大大降低了粉料的產生，提高了炭材的利用率。

充分利用石灰窯尾氣的余熱干燥炭材，可節省炭材干燥所需要的燃料及降低動力消耗。

3 密閉電石爐節能短網及低壓補償技術

為了降低運行電耗，增加入爐有效率，對短網系統進行了以下技術改進。

（1）把目前普遍采用的電石爐變壓器對稱三角形布置改為等邊三角形布置，使三相短網阻抗實現幾何意義上的完全對稱和平衡，從而實現爐內三相電流功率平衡，使設備能力得到最大利用，實現增產的目的。

（2）3臺變壓器緊靠爐中心布置，使短網長度縮至最短，節約了有色金屬資源，短網縮短后感抗降低，自然功率因數提高3%，同時，入爐有效功率提高3%。

（3）為降低短網阻抗，根據短網鄰近效應理論，把短網設計為反相靠緊間距，同相拉大間距，最大限度地降低了短網阻抗。

（4）根據短網集膚效應理論設計短網系統斷面積，擴大短網內通水軟電纜導電面積，降低短網損耗。

低壓補償是利用現代控制技術和短網技術，將大容量、大電流的超低壓電力電容器組接入電石爐的二次側的無功補償裝置。通過低壓補償，使電石爐功率因數在0.93以上運行，同時消除了5次、7次諧波，降低了短網和一次側的無功消耗、調平三相功率、提高了變壓器的輸出能力。

通過上述改進，電石品質提高、節能效果明顯，單位電石能耗從3 550 kW·h下降至3 150 kW·h，節能效果近11%，單臺電石爐減排CO2溫室氣體近72 萬t。

4 不結垢閉式循環水技術

電石爐爐蓋系統損壞主要是開放式循環冷卻水帶進設備硬垢或污垢造成的。尤其是以藍炭為原料的電石爐，料面溫度高達800℃以上，而料面設備都是殼程式水道，水流速很低，開放式循環冷卻水帶進設備的硬垢和污垢沉積在設備內，造成爐內設備損壞，因此，對冷卻水水質要求很高。國內目前采用的開放式冷卻水系統很難達到水質的要求各廠普遍存在設備燒損嚴重、電石爐開動率低、維修費用高等問題。同時由于設備漏水，對電石爐運行形成安全隱患。

采用電石爐循環水由原開式冷卻改為脫鹽水閉式循環、換熱器換熱、冷卻塔放熱的設計方案，水溫差提高了一倍以上，循環水量減少一半多，節省了水泵及管路的投資。由于是閉式循環，減掉了1個80 m2熱水池，節省了投資。由于充分利用了電石爐近30 m高的位差形成的回水靜壓力和封閉管道的動壓力，使系統的運行動力降低了50%，1臺爐全年水泵電費減少30萬元，電石爐開動率提高2%，年效益為40萬元。由于爐蓋、料嘴損壞減少，年節省維修費30余萬元。

封閉系統杜絕了溶解氧對設備的腐蝕問題，杜絕了補充水中的硬垢和大氣中的污垢對設備的損壞，延長了設備使用壽命。循環水系統采用綠色環保型設計和水平衡設計，沒有化學水污染和廢水排放，全部由計算機進行管理和監控。該系統用液位曲線變化直接監控電石爐設備漏水故障，保障了電石爐系統的安全運行。

Energy saving technology of closed calcium carbide furnace

WU Zhi-zhong
(Inner Mongolia Shuangxin Environmental materials Co.,Ltd.,Ordos 016014,China)

The energy saving technology transformation of closed calcium carbide furnace was introduced.Though the technology transformation,the purposes were achieved,included energy saving,saving investment and lower operating costs.

closed calcium carbide furnace;energy saving;high temperature purification;short net;lowvoltage compensation;closed-cycle without scaling

TQ161

B

1009-1785(2010)12-0030-02

2010-07-22