乙炔发生器高效运行的探讨

刘 凯，王世刚

（新疆圣雄氯碱有限公司，新疆 吐鲁番838100）

1 发生装置生产能力简介

新疆圣雄氯碱公司乙炔车间1#、2#装置设计PVC生产能力均为25万t/a，合计共50万t/a。每套装置配套4台ø4 200 mm发生器，发生器内耙齿和挡板各6层，延长了电石在发生器内的停留时间，使电石与水充分接触反应，减少了电石渣浆液中的细小电石核颗粒，对降低电石单耗作用较大。

2 发生器生产乙炔气工艺流程

破碎好的电石进入电石料仓，由料仓底部的振动给料机加入到4#皮带机上，再由4#大倾角皮带机将电石输送至发生器小加料斗。小料斗内电石经过上储斗、下储斗进入发生器。电石在发生器中与循环清液水反应生成粗乙炔气经洗泥器、正水封进入洗泥塔和冷却塔进行洗泥冷却降温。发生器溢流液流入渣浆槽，由渣浆输送泵送入乙炔回收塔，利用负压解析的方法对乙炔气回收后，渣浆液自然流入浓缩池，在浓缩池内渣浆进行自然固液分离，上层清液溢流至清液池，经冷却塔冷却后，通过机泵输送至发生器进行循环使用。发生器底部电石渣浆定时排入渣浆池，保证发生器溢流畅通。

通过向发生器加入过量的清液移走电石与水的反应热，电石遇水反应如下：

CaC2+2H2O→Ca（OH）2+C2H2+130 kJ/mol

3 影响发生器高效运行的因素

乙炔发生器在运行过程中受加水量不足、发生器压力高、发生器手动加料、储斗置换程序重复运行、储斗排空阀密封不严、排空管阻火器堵塞、发生器腰鼓圈、振动给料机故障等因素的影响，使得发生器运行效率大大降低，且故障率高、检修安全风险大，使得发生器设计能力无法发挥。

4 改进方案

（1）发生器加水量不足主要由发生器加水管道结垢影响所致。发生器加水量不足时，发生器能力只能发挥50%，严重影响平稳高效生产。发生器加水主要为上清液，上清液主要成分为饱和氢氧化钙溶液，氢氧化钙含固量在1%以下。近些年国内和国外一些公司在研究发生器加水管道结垢问题的解决方法，有变频阻垢法、磁合金阻垢法、超声波阻垢法等，但经过试验，均无明显效果。目前要保证发生器加水管道畅通的措施有3个，a.每半年对发生器加水分支管道高压清洗一次，每年对发生器加水主管道彻底高压清洗一次，但高压清洗费用较高；b.将发生器加水管道制作成短接，发生器检修时，用酸进行浸泡，此方法作业时间长且风险大；c.每半年对发生器加水分支管道更换一次，每年对发生器加水主管道更换一次，此方法作业工作量大，施工危险性大，费用较高。上述3种方法中，各公司基本都是使用高压清洗加水管道。针对加水管道结垢问题，从管道材质出发，分别对CPVC管道、橡胶软管、衬氟管道和衬陶瓷管道进行试验，目前正在试验，待结果出来后再判断效果。

（2）发生器压力高主要由发生器气相出口管结垢、洗泥器液体分布器堵塞、冷却塔填料堵塞所致。发生器压力高时，发生器能力只能发挥60%。发生器气相出口管结垢、洗泥器液体分布器堵塞、冷却塔填料堵塞主要由于发生器生产的乙炔气中夹带有氢氧化钙泥浆。发生器气相出口管结垢、洗泥器液体分布器堵塞可通过定期对结垢物清理来保证发生器压力稳定。冷却塔填料堵塞，若通过对冷却塔填料更换来降低填料段阻力，需要每年对填料进行更换，费用较高，施工周期较长，作业危险性较大。要解决冷却塔填料堵塞，需要在冷却塔前增加一个洗泥塔，将乙炔气中夹带的泥浆洗涤下来即可解决填料堵塞的问题，目前冷却塔已运行3年，填料段阻力未出现明显上涨。

（3）发生器加料效率低主要表现在发生器手动加料、发生器储斗置换程序重复运行、储斗排空阀密封不严、排空管阻火器堵塞等问题，影响发生器效率约10%。

发生器手动加料问题，主要因为发生器上下储斗内电石量无法判断，使得发生器加料模块、置换模块无法自动连接，从而需要现场人工判断发生器上下储斗内料位，再通过对讲机告知微机工可以进行下一步加料操作，操作安全风险大，容易发生安全事故。发生器手动加料问题，可通过在发生器上下储斗上加装远传液位计，再通过程序将发生器加料模块、置换模块连接起来，即可实现发生器自动加料，大大提高了发生器运行效率。

发生器储斗置换程序重复运行、储斗排空阀密封不严、排空管阻火器堵塞等问题主要由于发生器储斗置换过程中，排出的置换氮气中含有电石灰，造成发生器储斗排空阀阀芯磨损和积灰、阻火器堵塞等，最终造成发生器置换程序重复运行。针对发生器置换气中含有电石灰问题，在发生器排空管道上加装缓冲罐，使置换气中电石灰在缓冲罐内沉降，从而减少置换气中电石灰含量，达到提高置换效率、降低阀门故障率和维修费用的效果，大大提高了发生器运行效率。

（4）发生器故障率高主要表现在腰鼓圈泄漏、振动给料机故障等问题，每次检修发生器需要停用5 h。

发生器腰鼓圈泄漏主要原因为腰鼓圈橡胶材质不能满足生产温度、内衬磨损和腰鼓圈上下法兰不同心等，使用寿命为1～3个月不等。针对发生器腰鼓圈泄漏的3个原因，分别通过选用天然橡胶材质、将腰鼓圈内衬缩小10 mm、对发生器振动给料机法兰口和法兰口高度进行调整，使腰鼓圈处于压紧收缩状态和上下法兰同心状态等措施来延长腰鼓圈使用寿命，经过改造和优化后，腰鼓圈使用寿命延长至6个月，大大提高了发生器运行效率。

发生器振动给料机故障主要表现为振动电机故障，造成振动电机故障的原因主要为电机接地不良烧毁、电机电源线松动、电机超负荷烧毁等，振动给料机正常运行周期为2个月。针对电机接地不良烧毁问题，将电机接地线接头进行加固处理，同时采用双螺帽，要求班组每小时对电机接地线进行巡检，发现松动及时通知电工处理；针对电机电源线松动问题，采用电机接线双螺帽固定，并使用弹簧垫片，同时在电机接线完毕后，用绝缘胶带将电缆线与接线紧密固定；针对电机超负荷烧毁问题，要求发生器储斗将电石使用完毕后，再延长2 min停机，并由现场操作工确认振动给料机箱体内无电石后再停机，减小振动给料机启动负荷。将上述3个问题解决后，发生器振动给料机运行周期延长至4～6个月，大大提高了发生器运行效率。

5 结论

通过解决发生器加水量不足、压力高、手动加料、储斗置换程序重复运行、储斗排空阀密封不严、排空管阻火器堵塞、发生器腰鼓圈、振动给料机故障等问题，使得发生器运行效率大大提高，故障率明显下降，检修费用大大降低。