电石炉的日常运行与维护

毕 康

（陕西北元集团锦源化工有限公司，陕西 神木 719319）

PVC 产量的迅速增长对电石产能的需求有了进一步的提升，同时对电石设备的要求也进一步增加。电石炉在电石生产中的作用不言而喻，目前我国的电石炉主要以大容量为主要发展方向，国家也在不断淘汰产能过低、污染较大的电石炉。按照炉型可以将电石炉分为密闭电石炉、半开放电石炉和开放电石炉[1]。电石生产是一个复杂的工艺过程，既有化学反应又有高温物理变化，而且各个工艺之间又相互影响，因此电石炉内的设计、维修、保养需要考虑到很多方面，本文对电石炉的运行要求、日常维护的研究可以为相关人员提供一些帮助。

1 电石生产过程及要求

1.1 电石生产过程概述

本文的研究对象是采用电热法生产的密闭电石炉，特定比例的焦炭和生石灰利用电弧高温而融化，从而在电石炉内生成电石。生产过程如下：首先将焦炭（兰炭、无烟煤也可以）和生石灰按照特定配比形成混合料，根据需要将特定量的混合料布入料仓，在通过加料管分批次的加入到电石炉炉膛内，炉膛内因电弧可以产生高温，混合料发生电化学反应最终生成电石[2]。反应后的电石可以利用牵引车运送到冷却间内凝固为电石坨，经破碎后送入成品仓。

1.2 电石生产要求

对原材料焦炭的要求：密闭电石炉要求所用的焦炭含水量不得超过百分之一，焦炭含水量过高会发生翻电石现象，导致电石质量降低。对石灰的要求则是要控制好粒度。

对电极糊的要求：密闭电石炉对电极糊的要求较为严格，从灰分、强度、挥发分等方面来考虑，要确保流动系数在合理的范围内，压放弹性足够大。

对炉压的要求：密闭电石炉对炉压要求控制在零到五毫米水柱之间，炉压过低则容易进入空气使炉内温度升高，使电极深入度不够从而影响电石质量[3]。炉压过高则容易导致一氧化碳从加料系统中挥发，容易增加操作人员中毒的概率。

2 电石炉结构与维护要点

电石炉的结构较为复杂，而且各个部件之间相互影响较大，总体来说电石炉是由冷却水系统、下料系统、短网系统、出炉系统、液压系统、电极系统等组成。接下来对电石炉各个结构和维护要点进行阐述。

2.1 冷却水系统结构和维护要点

炉盖、水分配器、电极密封导向套、中心三角梁等共同组成了冷却水系统。冷却水系统的职责是对电石炉生产运行过程中所需冷却的部位进行冷却处理。冷却水系统较为常见的故障为密封不够使得外界空气进入炉体内和炉体内气体溢出，致使炉内气体纯度受到影响，另一方面冷却水系统各个部件间隙中有大量的杂物导致设备出现带火连电现象，是电石炉的正常运行受到严重影响。这两个故障都是因为密封不严导致的，因此要解决此故障，平时就要对冷却水系统的密封性进行维护[4]。

维护要点：首先是对电极密封导向套的处理。电极密封套在处理好以后不能轻易的对其位置进行调整，在将炉盖和电极密封套间的杂物清理干净后，一定要做好绝缘和密封工作，水冷密封套的上部应用法兰绝缘。另外还要检查水分配器的阀门是否闭合完好，单根管路的死角有无水垢等。其次是对炉盖的处理。炉盖的密封好坏直接影响着冷却水系统的冷却效果，炉盖之间要用耐火材料或者绝缘板进行密封处理，在炉盖制作时，其内部的侧部和上部要用整块钢板来降低漏水现象发生的概率，在制作外部水道时，要有钢板曲型制作来减少焊缝，从而达到防止漏水的目的。如果炉盖内部的耐火材料坏掉甚至脱落了，要对其进行焊接处理并打结固定，同时挖补修复已经受损的水道，最后对设备部件的缝隙全部进行密封处理。

2.2 下料系统结构和维护要点

料仓、加料管、环形加料机、料位仪、料嘴等共同组成了下料系统，该系统的职责是将混合料（一般是由兰炭、焦炭、石灰等的混合物）加入至电石炉炉膛内，大致过程为混合料先加入至环形加料机中，之后进入料仓中，最后利用料仓上的气动刮板将混合料送至炉膛内[5]。

维护要点：空仓和溢仓是下料过程中非常忌讳的两种行为，这两种行为均会加速设备的损坏。在对下料系统的日常维护中，要注意现场的整洁性尤其是不能有铁制器件；还要严格注意料柱的密封和料管的绝缘。在对下料系统维修时，要注意将料仓的针型阀关闭防止料管中有混合料下来。

2.3 短网系统结构和维护要点

水冷电缆、变压器、导电铜管、二次水冷母线、铸铜连接体、吊挂系统等共同组成了短网系统。短网系统也叫二次母线系统，该系统的主要工作职责是为确保电石炉能正常运行而提供电力供应。在电石炉生产活动中，短网系统最为常见的故障就是短路，相关工作人员在日常维护时要充分注意避免短路现象的出现。

维护要点：在日常维护中尤其要注意以下几点：对水冷电缆和短网系统的接头进行检查，确保没有漏水现象的发生；对铸铜连接体和导电铜管进行检查，确保两者之间没有漏水现象的发生；对铸铜连接体进行检查，确保螺栓没有松动现象发生；对短网和吊挂进行检查来确保其绝缘性；对铜管与把持筒、铜管与铜管之间进行检查，确保这些地方没有杂物的存在。

2.4 出炉系统结构和维护要点

炉壳、出炉轨道、炉门框、铸钢轨道、电石小车、炉底工字钢、卷扬机等共同组成了出炉系统。该系统的主要工作职责是将在电石炉内已经被处理过而形成的熔融液态电石导出到电石锅内，之后利用牵引车送至冷却间内进行冷却处理，最后粉碎成成品入仓。该系统较为常见的故障为出炉轨道因过度受热而变形、炉底板和炉体因过度受热而损毁，电石小车偏轨、卷扬机不能正常工作、电石锅发生击穿现象等。

维护要点：相关人员要加强对出炉系统的日常巡检，发现小问题及时上报并解决，防止因小故障拖延导致形成大故障，在大修时要对相关损坏部位及时修补，不能修补的部位要及时更换部件。

2.5 液压系统结构和维护要点

电极压放盘、液压泵、夹持缸、大力缸等共同组成了液压系统，该系统的主要工作职责是为电极放压和升降过程提供相应的动力支持。

维护要点：事故夹钳、液压夹钳和电极柱导向装置等如果表面有金属杂物附在其上，这些装置如果在正常工作状态下，附着的金属杂物容易导致连电带火现象的发生，因此需要工作人员定期对这些部位进行清理[6]。另外，还要实时观察这些装置内部是否有漏油现象的发生，漏油现象也容易导致安全事故。

2.6 电极系统结构和维护要点

电极壳、液压夹钳、电极柱、导电铜管、短网、电极压放平台、水冷护屏等共同组成了电极系统。该系统的主要工作职责是提供电力供应，同时匹配电压和电流，并对电弧长度进行适当调整等，从而使电石生产效率达到最高。绝缘实效是电极系统较为常见的故障。

维护要点：当绝缘失效时，要对法兰绝缘板的完整性、电极壳和元件之间是否夹紧、导电铜管有无漏水现象、各间隙之间有无杂物堵塞等现象进行检查。对电极系统维护很重要一点要加强日常巡检，对损坏的绝缘件进行及时更换，确保正常电石正常生产。

3 电石炉安全运行措施

在电石炉运行过程中，受到高温、高腐蚀性等特点的影响，很容易发生火灾爆炸等危险性事故，在加强对电石炉各组成系统维护的基础上，还要注意积极采取各类措施强化其运行的安全性。具体来讲，主要包括以下几点：

（1）电石的生产过程中，电石炉的运行正常与否和原料之间关系密切。一般来讲，氧化钙含量较高（在88%以上）、杂质较少的石灰及固定碳含量较高、比电阻较大的碳素是比较理想的原料，因此，想要保障电石炉的安全运行，首先要保证原料的合格性。尤其是碳素原料中水分的含量，为避免其水分含量过高而对电石炉生产产生为害，必须应用干燥设备对原料碳素进行干燥化处理，降低原料中水平含量（碳素水分含量应低于1%），达到合格的标准，符合电石炉操作工艺要求。

（2）电石炉生产系统具备良好的密封性，避免泄露、爆炸及燃烧等条件的形成，防止安全事故的产生。为避免出现爆炸性安全事故，可以应用惰性气体对电石炉装置创建保护系统，对于空气电极，可以应用惰性气体进行密封处理。

（3）强化对重点装置关键部位的检查与管理，相关人员应按照相关的规定定期、不定期对于电石炉是否漏水、烧损状况等开展详细检查[7]，关注各个水路的温度显示是否正常，对于电极的长度、入炉的深度等应定时测量，对绝缘情况进行检查，一旦发现任何隐患应及时进行处理。同时，还要对油压系统进行定期与不定期检查，确保其无渗漏情况，保障电石炉生产的正常运行。

（4）对于炉气包括氢气、氧气及一氧化碳等实施在线监测分析，创建氢气、氧气超标准报警系统，一旦二者之一出现超出标准的情况，则会实现连锁停车，一般而言，电石炉正常运行的氢气与氧气含量分别要控制在12%以下、1%以下，一旦炉气中氢气含量迅速提升，伴随炉内的压力也快速提升时，则需要立刻断电，对于电石炉是否漏水进行详细检查，禁止对电极进行升降或者打开炉门，相关人员也应快速撤离，避免出现人员安全事故。另外，相关人员还要对整个电路的水、油冷却系统温度及压力情况进行时常关注，保证水源总压处于规定范围，一般水压或者温度出现变化，应立刻停电断水，解决相关问题，保障电石炉的安全运行。

4 结语

随着电石产能的需求不断增加，保持电石炉的正常运行成为了电石企业的基本目标，本文通过对电石炉各结构组成的维护要点进行分析，为相关工作人员提供了一些建议。