電石爐的日常運行與維護

畢 康

（陜西北元集團錦源化工有限公司，陜西 神木 719319）

PVC 產量的迅速增長對電石產能的需求有了進一步的提升，同時對電石設備的要求也進一步增加。電石爐在電石生產中的作用不言而喻，目前我國的電石爐主要以大容量為主要發展方向，國家也在不斷淘汰產能過低、污染較大的電石爐。按照爐型可以將電石爐分為密閉電石爐、半開放電石爐和開放電石爐[1]。電石生產是一個復雜的工藝過程，既有化學反應又有高溫物理變化，而且各個工藝之間又相互影響，因此電石爐內的設計、維修、保養需要考慮到很多方面，本文對電石爐的運行要求、日常維護的研究可以為相關人員提供一些幫助。

1 電石生產過程及要求

1.1 電石生產過程概述

本文的研究對象是采用電熱法生產的密閉電石爐，特定比例的焦炭和生石灰利用電弧高溫而融化，從而在電石爐內生成電石。生產過程如下：首先將焦炭（蘭炭、無煙煤也可以）和生石灰按照特定配比形成混合料，根據需要將特定量的混合料布入料倉，在通過加料管分批次的加入到電石爐爐膛內，爐膛內因電弧可以產生高溫，混合料發生電化學反應最終生成電石[2]。反應后的電石可以利用牽引車運送到冷卻間內凝固為電石坨，經破碎后送入成品倉。

1.2 電石生產要求

對原材料焦炭的要求：密閉電石爐要求所用的焦炭含水量不得超過百分之一，焦炭含水量過高會發生翻電石現象，導致電石質量降低。對石灰的要求則是要控制好粒度。

對電極糊的要求：密閉電石爐對電極糊的要求較為嚴格，從灰分、強度、揮發分等方面來考慮，要確保流動系數在合理的范圍內，壓放彈性足夠大。

對爐壓的要求：密閉電石爐對爐壓要求控制在零到五毫米水柱之間，爐壓過低則容易進入空氣使爐內溫度升高，使電極深入度不夠從而影響電石質量[3]。爐壓過高則容易導致一氧化碳從加料系統中揮發，容易增加操作人員中毒的概率。

2 電石爐結構與維護要點

電石爐的結構較為復雜，而且各個部件之間相互影響較大，總體來說電石爐是由冷卻水系統、下料系統、短網系統、出爐系統、液壓系統、電極系統等組成。接下來對電石爐各個結構和維護要點進行闡述。

2.1 冷卻水系統結構和維護要點

爐蓋、水分配器、電極密封導向套、中心三角梁等共同組成了冷卻水系統。冷卻水系統的職責是對電石爐生產運行過程中所需冷卻的部位進行冷卻處理。冷卻水系統較為常見的故障為密封不夠使得外界空氣進入爐體內和爐體內氣體溢出，致使爐內氣體純度受到影響，另一方面冷卻水系統各個部件間隙中有大量的雜物導致設備出現帶火連電現象，是電石爐的正常運行受到嚴重影響。這兩個故障都是因為密封不嚴導致的，因此要解決此故障，平時就要對冷卻水系統的密封性進行維護[4]。

維護要點：首先是對電極密封導向套的處理。電極密封套在處理好以后不能輕易的對其位置進行調整，在將爐蓋和電極密封套間的雜物清理干凈后，一定要做好絕緣和密封工作，水冷密封套的上部應用法蘭絕緣。另外還要檢查水分配器的閥門是否閉合完好，單根管路的死角有無水垢等。其次是對爐蓋的處理。爐蓋的密封好壞直接影響著冷卻水系統的冷卻效果，爐蓋之間要用耐火材料或者絕緣板進行密封處理，在爐蓋制作時，其內部的側部和上部要用整塊鋼板來降低漏水現象發生的概率，在制作外部水道時，要有鋼板曲型制作來減少焊縫，從而達到防止漏水的目的。如果爐蓋內部的耐火材料壞掉甚至脫落了，要對其進行焊接處理并打結固定，同時挖補修復已經受損的水道，最后對設備部件的縫隙全部進行密封處理。

2.2 下料系統結構和維護要點

料倉、加料管、環形加料機、料位儀、料嘴等共同組成了下料系統，該系統的職責是將混合料（一般是由蘭炭、焦炭、石灰等的混合物）加入至電石爐爐膛內，大致過程為混合料先加入至環形加料機中，之后進入料倉中，最后利用料倉上的氣動刮板將混合料送至爐膛內[5]。

維護要點：空倉和溢倉是下料過程中非常忌諱的兩種行為，這兩種行為均會加速設備的損壞。在對下料系統的日常維護中，要注意現場的整潔性尤其是不能有鐵制器件；還要嚴格注意料柱的密封和料管的絕緣。在對下料系統維修時，要注意將料倉的針型閥關閉防止料管中有混合料下來。

2.3 短網系統結構和維護要點

水冷電纜、變壓器、導電銅管、二次水冷母線、鑄銅連接體、吊掛系統等共同組成了短網系統。短網系統也叫二次母線系統，該系統的主要工作職責是為確保電石爐能正常運行而提供電力供應。在電石爐生產活動中，短網系統最為常見的故障就是短路，相關工作人員在日常維護時要充分注意避免短路現象的出現。

維護要點：在日常維護中尤其要注意以下幾點：對水冷電纜和短網系統的接頭進行檢查，確保沒有漏水現象的發生；對鑄銅連接體和導電銅管進行檢查，確保兩者之間沒有漏水現象的發生；對鑄銅連接體進行檢查，確保螺栓沒有松動現象發生；對短網和吊掛進行檢查來確保其絕緣性；對銅管與把持筒、銅管與銅管之間進行檢查，確保這些地方沒有雜物的存在。

2.4 出爐系統結構和維護要點

爐殼、出爐軌道、爐門框、鑄鋼軌道、電石小車、爐底工字鋼、卷揚機等共同組成了出爐系統。該系統的主要工作職責是將在電石爐內已經被處理過而形成的熔融液態電石導出到電石鍋內，之后利用牽引車送至冷卻間內進行冷卻處理，最后粉碎成成品入倉。該系統較為常見的故障為出爐軌道因過度受熱而變形、爐底板和爐體因過度受熱而損毀，電石小車偏軌、卷揚機不能正常工作、電石鍋發生擊穿現象等。

維護要點：相關人員要加強對出爐系統的日常巡檢，發現小問題及時上報并解決，防止因小故障拖延導致形成大故障，在大修時要對相關損壞部位及時修補，不能修補的部位要及時更換部件。

2.5 液壓系統結構和維護要點

電極壓放盤、液壓泵、夾持缸、大力缸等共同組成了液壓系統，該系統的主要工作職責是為電極放壓和升降過程提供相應的動力支持。

維護要點：事故夾鉗、液壓夾鉗和電極柱導向裝置等如果表面有金屬雜物附在其上，這些裝置如果在正常工作狀態下，附著的金屬雜物容易導致連電帶火現象的發生，因此需要工作人員定期對這些部位進行清理[6]。另外，還要實時觀察這些裝置內部是否有漏油現象的發生，漏油現象也容易導致安全事故。

2.6 電極系統結構和維護要點

電極殼、液壓夾鉗、電極柱、導電銅管、短網、電極壓放平臺、水冷護屏等共同組成了電極系統。該系統的主要工作職責是提供電力供應，同時匹配電壓和電流，并對電弧長度進行適當調整等，從而使電石生產效率達到最高。絕緣實效是電極系統較為常見的故障。

維護要點：當絕緣失效時，要對法蘭絕緣板的完整性、電極殼和元件之間是否夾緊、導電銅管有無漏水現象、各間隙之間有無雜物堵塞等現象進行檢查。對電極系統維護很重要一點要加強日常巡檢，對損壞的絕緣件進行及時更換，確保正常電石正常生產。

3 電石爐安全運行措施

在電石爐運行過程中，受到高溫、高腐蝕性等特點的影響，很容易發生火災爆炸等危險性事故，在加強對電石爐各組成系統維護的基礎上，還要注意積極采取各類措施強化其運行的安全性。具體來講，主要包括以下幾點：

（1）電石的生產過程中，電石爐的運行正常與否和原料之間關系密切。一般來講，氧化鈣含量較高（在88%以上）、雜質較少的石灰及固定碳含量較高、比電阻較大的碳素是比較理想的原料，因此，想要保障電石爐的安全運行，首先要保證原料的合格性。尤其是碳素原料中水分的含量，為避免其水分含量過高而對電石爐生產產生為害，必須應用干燥設備對原料碳素進行干燥化處理，降低原料中水平含量（碳素水分含量應低于1%），達到合格的標準，符合電石爐操作工藝要求。

（2）電石爐生產系統具備良好的密封性，避免泄露、爆炸及燃燒等條件的形成，防止安全事故的產生。為避免出現爆炸性安全事故，可以應用惰性氣體對電石爐裝置創建保護系統，對于空氣電極，可以應用惰性氣體進行密封處理。

（3）強化對重點裝置關鍵部位的檢查與管理，相關人員應按照相關的規定定期、不定期對于電石爐是否漏水、燒損狀況等開展詳細檢查[7]，關注各個水路的溫度顯示是否正常，對于電極的長度、入爐的深度等應定時測量，對絕緣情況進行檢查，一旦發現任何隱患應及時進行處理。同時，還要對油壓系統進行定期與不定期檢查，確保其無滲漏情況，保障電石爐生產的正常運行。

（4）對于爐氣包括氫氣、氧氣及一氧化碳等實施在線監測分析，創建氫氣、氧氣超標準報警系統，一旦二者之一出現超出標準的情況，則會實現連鎖停車，一般而言，電石爐正常運行的氫氣與氧氣含量分別要控制在12%以下、1%以下，一旦爐氣中氫氣含量迅速提升，伴隨爐內的壓力也快速提升時，則需要立刻斷電，對于電石爐是否漏水進行詳細檢查，禁止對電極進行升降或者打開爐門，相關人員也應快速撤離，避免出現人員安全事故。另外，相關人員還要對整個電路的水、油冷卻系統溫度及壓力情況進行時常關注，保證水源總壓處于規定范圍，一般水壓或者溫度出現變化，應立刻停電斷水，解決相關問題，保障電石爐的安全運行。

4 結語

隨著電石產能的需求不斷增加，保持電石爐的正常運行成為了電石企業的基本目標，本文通過對電石爐各結構組成的維護要點進行分析，為相關工作人員提供了一些建議。