乙炔發(fā)生器高效運行的探討

劉 凱，王世剛

（新疆圣雄氯堿有限公司，新疆 吐魯番838100）

1 發(fā)生裝置生產(chǎn)能力簡介

新疆圣雄氯堿公司乙炔車間1#、2#裝置設(shè)計PVC生產(chǎn)能力均為25萬t/a，合計共50萬t/a。每套裝置配套4臺?4 200 mm發(fā)生器，發(fā)生器內(nèi)耙齒和擋板各6層，延長了電石在發(fā)生器內(nèi)的停留時間，使電石與水充分接觸反應(yīng)，減少了電石渣漿液中的細(xì)小電石核顆粒，對降低電石單耗作用較大。

2 發(fā)生器生產(chǎn)乙炔氣工藝流程

破碎好的電石進(jìn)入電石料倉，由料倉底部的振動給料機(jī)加入到4#皮帶機(jī)上，再由4#大傾角皮帶機(jī)將電石輸送至發(fā)生器小加料斗。小料斗內(nèi)電石經(jīng)過上儲斗、下儲斗進(jìn)入發(fā)生器。電石在發(fā)生器中與循環(huán)清液水反應(yīng)生成粗乙炔氣經(jīng)洗泥器、正水封進(jìn)入洗泥塔和冷卻塔進(jìn)行洗泥冷卻降溫。發(fā)生器溢流液流入渣漿槽，由渣漿輸送泵送入乙炔回收塔，利用負(fù)壓解析的方法對乙炔氣回收后，渣漿液自然流入濃縮池，在濃縮池內(nèi)渣漿進(jìn)行自然固液分離，上層清液溢流至清液池，經(jīng)冷卻塔冷卻后，通過機(jī)泵輸送至發(fā)生器進(jìn)行循環(huán)使用。發(fā)生器底部電石渣漿定時排入渣漿池，保證發(fā)生器溢流暢通。

通過向發(fā)生器加入過量的清液移走電石與水的反應(yīng)熱，電石遇水反應(yīng)如下：

CaC2+2H2O→Ca（OH）2+C2H2+130 kJ/mol

3 影響發(fā)生器高效運行的因素

乙炔發(fā)生器在運行過程中受加水量不足、發(fā)生器壓力高、發(fā)生器手動加料、儲斗置換程序重復(fù)運行、儲斗排空閥密封不嚴(yán)、排空管阻火器堵塞、發(fā)生器腰鼓圈、振動給料機(jī)故障等因素的影響，使得發(fā)生器運行效率大大降低，且故障率高、檢修安全風(fēng)險大，使得發(fā)生器設(shè)計能力無法發(fā)揮。

4 改進(jìn)方案

（1）發(fā)生器加水量不足主要由發(fā)生器加水管道結(jié)垢影響所致。發(fā)生器加水量不足時，發(fā)生器能力只能發(fā)揮50%，嚴(yán)重影響平穩(wěn)高效生產(chǎn)。發(fā)生器加水主要為上清液，上清液主要成分為飽和氫氧化鈣溶液，氫氧化鈣含固量在1%以下。近些年國內(nèi)和國外一些公司在研究發(fā)生器加水管道結(jié)垢問題的解決方法，有變頻阻垢法、磁合金阻垢法、超聲波阻垢法等，但經(jīng)過試驗，均無明顯效果。目前要保證發(fā)生器加水管道暢通的措施有3個，a.每半年對發(fā)生器加水分支管道高壓清洗一次，每年對發(fā)生器加水主管道徹底高壓清洗一次，但高壓清洗費用較高；b.將發(fā)生器加水管道制作成短接，發(fā)生器檢修時，用酸進(jìn)行浸泡，此方法作業(yè)時間長且風(fēng)險大；c.每半年對發(fā)生器加水分支管道更換一次，每年對發(fā)生器加水主管道更換一次，此方法作業(yè)工作量大，施工危險性大，費用較高。上述3種方法中，各公司基本都是使用高壓清洗加水管道。針對加水管道結(jié)垢問題，從管道材質(zhì)出發(fā)，分別對CPVC管道、橡膠軟管、襯氟管道和襯陶瓷管道進(jìn)行試驗，目前正在試驗，待結(jié)果出來后再判斷效果。

（2）發(fā)生器壓力高主要由發(fā)生器氣相出口管結(jié)垢、洗泥器液體分布器堵塞、冷卻塔填料堵塞所致。發(fā)生器壓力高時，發(fā)生器能力只能發(fā)揮60%。發(fā)生器氣相出口管結(jié)垢、洗泥器液體分布器堵塞、冷卻塔填料堵塞主要由于發(fā)生器生產(chǎn)的乙炔氣中夾帶有氫氧化鈣泥漿。發(fā)生器氣相出口管結(jié)垢、洗泥器液體分布器堵塞可通過定期對結(jié)垢物清理來保證發(fā)生器壓力穩(wěn)定。冷卻塔填料堵塞，若通過對冷卻塔填料更換來降低填料段阻力，需要每年對填料進(jìn)行更換，費用較高，施工周期較長，作業(yè)危險性較大。要解決冷卻塔填料堵塞，需要在冷卻塔前增加一個洗泥塔，將乙炔氣中夾帶的泥漿洗滌下來即可解決填料堵塞的問題，目前冷卻塔已運行3年，填料段阻力未出現(xiàn)明顯上漲。

（3）發(fā)生器加料效率低主要表現(xiàn)在發(fā)生器手動加料、發(fā)生器儲斗置換程序重復(fù)運行、儲斗排空閥密封不嚴(yán)、排空管阻火器堵塞等問題，影響發(fā)生器效率約10%。

發(fā)生器手動加料問題，主要因為發(fā)生器上下儲斗內(nèi)電石量無法判斷，使得發(fā)生器加料模塊、置換模塊無法自動連接，從而需要現(xiàn)場人工判斷發(fā)生器上下儲斗內(nèi)料位，再通過對講機(jī)告知微機(jī)工可以進(jìn)行下一步加料操作，操作安全風(fēng)險大，容易發(fā)生安全事故。發(fā)生器手動加料問題，可通過在發(fā)生器上下儲斗上加裝遠(yuǎn)傳液位計，再通過程序?qū)l(fā)生器加料模塊、置換模塊連接起來，即可實現(xiàn)發(fā)生器自動加料，大大提高了發(fā)生器運行效率。

發(fā)生器儲斗置換程序重復(fù)運行、儲斗排空閥密封不嚴(yán)、排空管阻火器堵塞等問題主要由于發(fā)生器儲斗置換過程中，排出的置換氮氣中含有電石灰，造成發(fā)生器儲斗排空閥閥芯磨損和積灰、阻火器堵塞等，最終造成發(fā)生器置換程序重復(fù)運行。針對發(fā)生器置換氣中含有電石灰問題，在發(fā)生器排空管道上加裝緩沖罐，使置換氣中電石灰在緩沖罐內(nèi)沉降，從而減少置換氣中電石灰含量，達(dá)到提高置換效率、降低閥門故障率和維修費用的效果，大大提高了發(fā)生器運行效率。

（4）發(fā)生器故障率高主要表現(xiàn)在腰鼓圈泄漏、振動給料機(jī)故障等問題，每次檢修發(fā)生器需要停用5 h。

發(fā)生器腰鼓圈泄漏主要原因為腰鼓圈橡膠材質(zhì)不能滿足生產(chǎn)溫度、內(nèi)襯磨損和腰鼓圈上下法蘭不同心等，使用壽命為1～3個月不等。針對發(fā)生器腰鼓圈泄漏的3個原因，分別通過選用天然橡膠材質(zhì)、將腰鼓圈內(nèi)襯縮小10 mm、對發(fā)生器振動給料機(jī)法蘭口和法蘭口高度進(jìn)行調(diào)整，使腰鼓圈處于壓緊收縮狀態(tài)和上下法蘭同心狀態(tài)等措施來延長腰鼓圈使用壽命，經(jīng)過改造和優(yōu)化后，腰鼓圈使用壽命延長至6個月，大大提高了發(fā)生器運行效率。

發(fā)生器振動給料機(jī)故障主要表現(xiàn)為振動電機(jī)故障，造成振動電機(jī)故障的原因主要為電機(jī)接地不良燒毀、電機(jī)電源線松動、電機(jī)超負(fù)荷燒毀等，振動給料機(jī)正常運行周期為2個月。針對電機(jī)接地不良燒毀問題，將電機(jī)接地線接頭進(jìn)行加固處理，同時采用雙螺帽，要求班組每小時對電機(jī)接地線進(jìn)行巡檢，發(fā)現(xiàn)松動及時通知電工處理；針對電機(jī)電源線松動問題，采用電機(jī)接線雙螺帽固定，并使用彈簧墊片，同時在電機(jī)接線完畢后，用絕緣膠帶將電纜線與接線緊密固定；針對電機(jī)超負(fù)荷燒毀問題，要求發(fā)生器儲斗將電石使用完畢后，再延長2 min停機(jī)，并由現(xiàn)場操作工確認(rèn)振動給料機(jī)箱體內(nèi)無電石后再停機(jī)，減小振動給料機(jī)啟動負(fù)荷。將上述3個問題解決后，發(fā)生器振動給料機(jī)運行周期延長至4～6個月，大大提高了發(fā)生器運行效率。

5 結(jié)論

通過解決發(fā)生器加水量不足、壓力高、手動加料、儲斗置換程序重復(fù)運行、儲斗排空閥密封不嚴(yán)、排空管阻火器堵塞、發(fā)生器腰鼓圈、振動給料機(jī)故障等問題，使得發(fā)生器運行效率大大提高，故障率明顯下降，檢修費用大大降低。