发生器在生产过程中的维护

赵 峰

（内蒙古联丰稀土化工研究院，内蒙古 乌海016034）

在乙炔气的制备中，发生器作为核心设备对整个装置的生产运行起着决定性的作用。实际生产中发生器加料频繁，其内部存在化学反应和化学腐蚀，如果维护不好，不仅会影响正常生产，导致操作难度大，还会因工艺指标失控造成电石消耗以及生产成本的上升，更为严重的是对安全生产造成威胁，因此作好发生器的使用维护是十分重要的。内蒙古乌海化工有限公司（以下简称乌海化工）结合生产实际通过对日常使用过程中存在的问题制定了相应的应对措施，从而保证了其长周期安全运行。

1 乙炔发生器及配套设施示意图

乙炔发生器的主要配套设施有电石加料斗、电磁振荡器、喷淋塔、安全水封、搅拌电机、溢流管及排渣槽等，具体见图1。

图1 发生器及配套设施示意图

乙炔发生及与发生相关的设备、阀门、管线较多，无论那一个部件出现问题都会影响整个装置的生产。因此，对发生器及附件进行有效、及时的维护是十分重要的。

2 发生器内部易出现的问题分析

2.1 内部电石渣沉积

（1）电石渣沉积的原因

发生器正常运行中，加入的电石块在隔板上与水反应，同时依靠搅拌耙齿，电石被推入隔板开口处落入下一层隔板继续移动并反应，隔板的作用主要是延长电石在发生器中的停留时间。隔板与耙齿之间一般有3～5 cm 的距离，主要是为了防止耙齿因重力、扭动发生变形而导致其下坠伤及隔板，有的厂家为了防止因使用过程中耙齿下坠或变形，人为将其距离调节的过大。由于电石质量的差异，不同品质的电石相差较大， 特别是硅铁含量较大的电石会有部分沉积在隔板上， 从而造成隔板变形甚至损坏。

（2）预防措施

结合实际生产情况对其应采取相应的措施。发生器的隔板应以工艺设定值来安装，乌海化工在2 期生产线发生器的安装中曾针对1 期工程使用中耙齿易坏的情况将其间距放大，经测量最大一层为30 cm，这样虽然耙齿损坏的故障变小了，但发生器的能力下降了，其实际产能仅达设计的70%左右，后对相关尺寸核定并按工艺要求改造后，发生器上大量的电石积料现象得以消除，才使其逐步达到了设计产能。因此，对关键数据应按工艺设计才能有效地减少电石渣沉积的空间，从而有利于正常生产。

2.2 发生器的结垢

（1）产生原因

结垢会使发生器的溢流管道变窄，最终导致溢流不畅。事实上，若管理不善会造成发生器溢流管线和泵经常堵塞，严重影响正常生产。发生器溢流和排渣采用渣泵及专用管线输送，因输送线路长，并且电石渣浆沉淀快，因而经常出现管道或备用泵堵塞无法启动的情况，其清理也比较困难。

（2）预防措施

因氢氧化钙的化学特性，结垢现象在所难免，但问题是要有效地降低结垢的速率，提高其使用周期。对此应从以下几个方面来预防。

a.发生器上水采用耐高温的加强橡胶胶管。经过实验，橡胶胶管连续使用1 年打开之后其内部无结垢现象，只是因其不耐高温，使用一段时间后会出现破损，只要及时更换即可。

b.向滤水中加入废盐酸，可以有效缓解其结垢的速率。据报导有企业曾向滤水中加入废酸，虽不能起到有效中和的目的，但经观测对阻止碳酸钙的生成有一定的效果，按此方法经测试确有一定的效果。

c.生产中如果结垢严重，最终只能打开清理。针对发生器的使用情况设定台帐定期清理也是预防结垢的一个方法。

2.3 发生器搅拌的维护

2.3.1 耙齿

发生器耙齿损坏的主要原因有以下几个方面。

（1）发生器液面低。反应过程中液面过低，导致发生器第一层耙齿搅拌干料，增加了耙齿的负荷，也相应地增加了其损坏率[1]。

（2）耙齿钢材材质不符合要求。耙齿应选择用耐磨的特种钢材，在耙齿制作或修复时要调整好其角度至合适的状态。当然实际生产中要定期检查以防其下坠与隔板接触，这样会加快对二者的磨损。

2.3.2 搅拌

（1）搅拌轴

搅拌轴一般在发生器安装到位后是定型的，其出现问题有2 种可能：

a.在起初安装时因垂直度不好而导致先天性的异常。曾有企业因搅拌大轴不正导致该发生器故障频繁，对此要及时进行校正、修复。

b.在运行过程中因零部件松动而导致大轴不正。对发生器大轴出现的问题应组织专业人员检测并加以校核。

（2）搅拌电机

因发生器的特殊性，其搅拌电机、变速箱一般是固定不变的，实际运行过程中可通过电流变化观察其扭矩的变化。关于搅拌电机的控制采用以下几种方法。

方法一：由操作工通过电流表监控其搅拌电机运行状态。这种方法比较简单，一般是将控制搅拌电机启停的交流接触器辅助常开触点引入监控回路，一并联进DCS 控制系统，通过显示画面监控交流接触器是否动作来监控电机是否处于运转状态。这种方法的弊端是只监控了电机的运行状态，而没有顾及传动环节出现的异常情况，有可能造成事故隐患。

方法二：采用电感式接近开关或转速传感器监控搅拌器传动轴。乌海化工一期15 万t/a PVC 项目，乙炔装置中投用的5 台发生器就是采用电感式接近开关进行监控的。利用它既具有行程开关、微动开关的特性，同时具有传感性能，且动作可靠，性能稳定，频率响应快，使用寿命长，抗干扰能力强、并具有防水、防震、耐腐蚀等特点。

这2 种方法都是用传感器直接检测发生器搅拌器的搅拌轴运行状况，但是如果出现搅拌轴从中间断裂用接近开关的方法就不能监测到，用转速传感器检测传动轴上部的运行就可以监测到整个轴的运行情况，比接近开关检测下部要稍好一点，但遇到耙齿从搅拌轴上脱落或较大缺损的情况也检测不出来，所以该方法也有一定的局限性。

方法三：通过检测搅拌电机的电流来监控搅拌器的整体运行情况。采用电流传感器从马达中心检测搅拌器电机的运行电流的方式对发生器搅拌器进行监控。

其他方法。凭借经验判断搅拌器的运行是否正常。有经验的工艺操作人员凭借自己的经验结合发生器不同情况下的的压力、液位、温度的变化也可以判断搅拌器的运行是否正常；还有企业通过综合运用包括电视监控和上述几种方法在内的多种监控方法来监测发生器的搅拌器是否正常。

3 发生器附属设施的维护

（1）电动葫芦

乙炔发生有部分单位采用电动葫芦加料，而大多数企业在对电石灰回用时采用电动葫芦。生产过程中操作人员借助监控画面手动升降，长时间后极易疲劳，从而发生电动葫芦在吊料斗时易上升到钢丝绳终点后被绞断的现象。对此一方面要加强对操作人员的技术培训，同时对电动葫芦加装限位器，另外对电动葫芦的制动部分加强维护以防其因惯性而造成损坏现象。

（2）加水口和加水管

实际生产中发生器需加大量的回用滤水，因其中含有的氢氧化钙与空气接触后会在管道内产生碳酸钙从而使加水口或加水管管径变细甚至堵塞，在前述部分管线更换胶管及滤水中加酸的同时应加强对管道的检查、清理，同时必要时加装备用管线。

（3）发生器的排气口的维护

发生器的加料斗因为生产的特殊性需间断地排放置换的氮气及乙炔气。对其要加强检查以确保畅通无阻，同时对排气阀门因动作频繁也要重点检查，以防其关闭不到位而影响安全生产。

（4）预冷喷淋塔的清理

喷淋塔是发生器生产乙炔的主要缓冲设施，长时间使用后内部会积聚大量的电石泥，严重时堵塞喷淋水的下水口，造成系统的流量、压力波动，因此对其应加强检查并及时清理。

4 结语

化工生产中，无论是那个工序，对核心设备的维护都需要根据情况制定严格的管理措施， 特别是PVC 生产中人们通常对聚合釜、离心机的关注程度较高，而对发生器则较为一般，一旦出现问题时其对生产的影响则是巨大的，作为管理人员在平时就要对其加强维护并制定相应的制度，充分利用停车间隙进行检查维护，对发生器较多的企业可以定期安排交替维护，这样对整个装置效率的提高是十分重要的。

［1］杨振杰，刘勇先，王春华.电石法制乙炔生产工艺的改进.聚氯乙烯，2010（2）：17－18.