石化单位15万吨小电石炉操作规程超详细.docx
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石化单位15万吨小电石炉操作规程超详细
15万吨电石炉装置操作规程
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一、装置概述
1.电石炉系统
电石装置是由小电石炉操作、高温净化除尘、尾气水洗操作、净炉气气柜和循环水组成。
其中小电石炉是生产产品的主要生产单元。
2.高温净化系统
（1）通过控制过滤器入口温度、过滤器入口压力、过滤器压差、炉压，保障将电石炉产生的炉气经过降温过滤后达到环保排放要求或输送到净炉气气柜进行循环利用。
（2）通过控制一级旋风分离器、二级旋风分离器、过滤器、链板机、斗式提升机、灰仓的排灰，保障净化系统运行畅通。
（3）通过利用氮气定时对过滤器进行反吹，保障过滤器的过滤除尘效果。
3.炉气水洗系统
炉气后处理主要是把电石炉炉气经水洗、分离后送入气柜，经气柜缓冲后送气烧石灰窑工段做燃料；浊循环水单元主要为炉气后处理装置提供浊循环冷却水。
4.循环水系统
循环水系统分为闭式循环水系统和软水制备系统。
1.装置概况及特点
1.1装置概况
1、装置概况见下表
类别
炉体
电极柱系统
液压系统
变压器
上料系统
环型加料机
自动出炉系统
高温净化系统
除尘系统
数量
1
3
1
3
1
1
3
1
2
2、装置组成
本装置由以下几个部分组成：
（1）小电石炉操作系统；
（2）高温净化系统。
（3）炉气水洗系统
（4）循化水系统。
3、主要产品及副产品
本装置产品为纯度65%—90%的碳化钙（CaC2）；装置副产品一氧化碳（CO）经过干法除尘、水洗除焦后回收利用，主要用于石灰石原料煅烧和炭材干燥烘干。
提高了循环经济，节约了资源浪费，从而保护环境。
1.2装置特点
本装置具有如下特点：
采用埃肯密闭电石炉和高温净化除尘，炉料通过自重加入炉内，凭借电阻热和电弧热在1900---2300℃高温下进行反应生成电石；产生的高温炉气（CO）通过高温净化回收利用，提高了循环经济，节约了资源浪费。
二、值长岗位
1.定员:
1*X
2.岗位工作职责及管辖范围
值长工作职责
1.负责本值的安全生产、经济运行、生产调度、员工培训、行政管理工作，是本值安全生产第一责任者。
2.负责传达、执行上级有关部门安全生产的方针、政策，行政管理指令，根据实际情况组织制定本值的实施细则。
3.负责组织开展安全活动，监督检查全值各岗位人员“两票三制”的执行情况。
4.负责本值正常的生产运行指挥工作，负责组织、指挥全值人员进行异常和事故处理。
5.负责根据设备运行情况、系统运行方式的变化、气候变化、设备的薄弱环节，采取相应措施，做好事故预想。
6.负责组织实施发电部颁下发的各项技术措施和反事故预案。
7.负责受理主辅设备的检修申请票，并按规定向上级调度提出申请；批准当值内一般性辅助设备的检修工作，组织人员做好安全措施，配合检修处理重大缺陷。
8.负责全值开展劳动竞赛和节能分析活动。
9.负责合理安排运行方式，接受并组织执行上级调度命令，与上级调度人员进行联系、协调生产工作。
10.负责根据本公司运行工作的重点和人员的技术素质，组织开展各种形式的培训工作，制定值内培训计划并落实，检查培训效果。
11.负责向公司领导汇报生产情况，负责值长日志的填写工作。
12.负责全值员工的思想建设、形象建设，稳定员工队伍。
13.负责运行值基础管理、文明生产工作，检查劳动纪律，并依据有关部门规定对违章违纪者进行处罚，根据人员的出勤情况，合理安排工作任务。
值长的工作权限
1.有权在值班期间指挥全公司的生产运行工作，在节假日和夜间代表生产副总经理、总工程师行使全公司的生产调度指挥权，并对生产指挥的正确性负责。
2.有权代表本公司和上级调度部门进行生产联系，接受并执行调度命令；代表本公司向上级公司汇报生产情况。
3.有权对不符合的命令提出异议，接受的命令直接危及人身和设备安全时，有权拒绝执行，并汇报本公司生产领导。
4.有权对各岗位运行人员下达操作命令，指挥协调本值人员进行正常操作和事故处
5.有权对生产现场的违章作业行为进行批评教育，对不听从劝阻的有权暂停其工作。
6.有权依据本公司制定的有关部门运行人员竞争上岗的有关部门规定对本值人员的岗位进行调整。
7.有权调动检修人员消除设备缺陷，批准检修工作时间，有权对消除缺陷的及时性进行考核。
8.有权依据值内制定的奖惩办法对本值人员进行奖励和考核。
值长的工作标准
1.加强运行值的管理工作，不断增强员工的凝聚力，建设团结、文明、高效的员工队伍，达到达标先进班组的条件。
2.加强安全教育，不断增强员工的安全意识，提高安全管理水平，全值不发生误操作，不发生人身轻伤及以上事故，不发生人为责任的一类障碍和事故，完成本公司下达的各项安全生产指标。
3.加强“两票三制”的监督、管理工作，两票合格率达到100%，认真查处并纠正习惯性违章行为，达到“零违章”的安全目标。
4.认真开展劳动竞赛和节能活动，带领全值人员完成公司下达的各项经济指标。
5.加强专业技术和调度业务的学习，不违反调度纪律，不发生误下令情况。
6.加强机组的负荷管理，根据机组状态以及负荷情况与调度进行有效的联系，完成本公司下达的各项任务。
7.掌握本值各岗位人员实际的技术水平，有针对性地开展各种培训活动，完成本公司下达的培训任务.
1适用范围…………………………………………………
2生产任务…………………………………………………
3生产原理…………………………………………………
4工艺流程叙述……………………………………………
5原材料、辅助材料规格…………………………………
6控制指标…………………………………………………
7生产操作方法………………………………………………
7.1DCS中控岗位操作
7.1.1开车前的准备工作…………………………………
7.1.2原始开车………………………………………………
7.1.3正常开车………………………………………………
7.1.4正常操作………………………………………………
7.1.5正常停车………………………………………………
7.1.6紧急停车………………………………………………
7.2现场巡检岗位操作
7.2.1开车前的准备工作…………………………………
7.2.2原始开车………………………………………………
7.2.3正常开车………………………………………………
7.2.4正常操作………………………………………………
7.2.5正常停车………………………………………………
7.2.6紧急停车………………………………………………
8主要设备的操作与维护……………………………………
9不正常情况及处理方法……………………………………
10产品及“三废”的规格………………………………………
11工序安全卫生……………………………………………
12本工序消防、防护器材的使用方法……………………
13工序的设备汇总一览表…………………………………
三、岗位操作规程
1.适用范围
本规程适用于本公司15万吨小电石炉工序操作规范。
2.生产任务
本工序的任务是通过电热法进行冶炼，生成电石（主产品）和一氧化碳（副产品），生成的副产品利用高温净化通过干法除尘技术将大颗粒灰尘除去，最后经过水洗装置洗涤回收利用。
3生产原理
炉料电石炉内凭借电弧热和电阻热在1800～2200℃的高温下反应制得碳化钙。
熔池内电石以液态形成，电石内含有部分未反应完全的石灰和炭素，产生一氧化碳炉气通过炉料逸散至炉面。
当炉内温度超过2200℃时，生成的电石会发生分解。
碳化钙生成反应式如下：
CaO+3C=CaC2+CO－466kJ
实际上电石的生成反应过程是相当复杂的，在电石炉内不单是一个化学反应的场所，也是电磁感应和能量交换的场所。
首先在反应区发生如下反应：
CaO+C=CaO·C（相互扩散态）
CaO·C（相互扩散态）＝Ca（气态）+CO
Ca（气态）+2C=CaC2
从反应区流下来的碳化钙和氧化钙在熔融状态下进行互熔和扩散作用，得到质量均匀的熔融物，并逐渐向下沉降：
mCaC2+nCaO=mCaC2·nCaO
此熔融物在高温条件下再进行熔炼：
mCaC2·nCaO＝（m－1）CaC2·（n－2）CaO＋3Ca+2CO
通过这个反应增加碳化钙的含量，并与上面沉降下来的低质量的碳化钙相混合而保持质量均一，这种质量决定于炉温和炉料的配比。
电石的实际反应速度，不仅要由化学反应的速度来决定，而且还决定于石灰的渗透速度、焦炭的崩裂分散和扩散速度、焦炭的化学活性等。
而影响氧化钙碳化反应速度的根本因素则是炉温的变化。
K＝Ae-E/RT
式中：
K――反应速度常数；
A――常数；
E――反应的活化能（粗略估计为200kcal/mol）；
R――气体常数，1.98kcal/mol·℃；
T――反应温度
如果炉温从1900℃提高到2100℃，反应速度常数为
K1/K2＝eE/R（1/T0－1/T1）＝e200000/1.98（1/2173-1/2373）=e4.0=54.4
如果炉温从1800℃提高到2100℃，则反应速度常数为：
K1/K2＝e200000/1.98（1/2073-1/2373）=e6.2=490
所以，炉温对反应速度的影响是十分巨大的。
要想提高炉温，主要是靠生产高质量的电石，相应地也要提高电石炉的负荷。
在这种情况下，炉膛内的电阻将会下降，电极不容易深入到适当的位置，甚至出现明弧操作，这就会降低各项技术经济指标。
通常采用的办法为：
适当提高电流电压比，使其能在电阻较低的情况下，仍然进行闭弧操作；掺用部分比电阻较大的碳素材料等。
电石的生成反应是一个吸热反应，为完成此反应，必须供给大量的热能。
理论上生成一吨发气量为300L/kg的电石，消耗于此反应的电能为：
式中：
0.806――发气量为300l/kg的电石的碳化钙的百分含量；
3600――电热，即1kwh电能完全转化为热能的数值（J/kwh）；
64――碳化钙的分子量。
实际上，工业电石炉生产一吨电石的时候，所消耗的电能远远超过计算所得的数值，可见大量的电能损失了，这些损失主要有以下几个方面：
（1）电石炉中的副反应；
（2）电石炉气和被炉气带走的粉尘及出炉电石所带走的显热；
（3）消耗在电炉变压器、短网、电极以及通过炉体的热损失等等。
3.2副反应
生产中，在进行电石生成反应的同时，进行着如下副反应：
CaC2=Ca+2C－60.7kJ
CaCO3=CaO+CO2－178kJ
CO2+C=2CO－164kJ
H2O+C=CO+H2－166kJ
Ca（OH）2=CaO+H2O－109kJ
Ca2SiO4=2CaO+SiO2－121kJ
SiO2+2C=Si+2CO－574kJ
Fe2O3+3C=2Fe+3CO－452kJ
Al2O3+3C=2Al+3CO－1218kJ
MgO+C=Mg+CO－486kJ
上述反应大部分是原料中带进的杂质所引起的。
发生这些副反应时，不但要消耗碳材和电能，而且有碍电石生成的反应过程，对生产是十分有害的。
3.工艺流程概述
焦炭、石灰分别由上料输送皮带机送到配料贮仓，各自经上输送机进入称量斗按设定配比由压力传感器称量后，再分别由下输送机下到长皮带机上混合，由三通阀切换可通过1＃分料皮带机或2＃分料皮带机进入两台电石炉环形料机，加到求料的环形料仓。
12只环形料仓里的混合物料由自重持续加入电石炉内参与反应。
电石炉内炼好的液体电石定期排出，经流料嘴流入出炉小车上的电石锅，由牵引机拉进冷却房，经5吨行车吊下冷却，空锅再由牵引机拉回炉口待下一炉出炉使用。
冷却好的电石破碎后由装载机装上汽车外运至用户或破碎后输送至乙炔工序。
35kV电源自外线经35kV开关，送入三台单相变压器变压后，通过低压短网、通水铜管、通水电缆送到炉内铜管、集电环，由接触元件送到三相电极。
电流通过电极后，产生的电阻热、电弧热维持炉内碳化反应所需的热量。
电石炉碳化反应过程中产生的炉气送至高温炉气净化除尘系统处理后，由炉气管道外送煤气柜回收利用系统或排空。
电石炉的循环冷却水由三只水分配器分送至电石炉各通水部件，吸收炉内热量后进入循环水集箱，经循环水回水管送回循环水系统，经冷却、水质处理后送回电石炉三只水分配器。
3.原辅材料规格及型号
原材料：
焦炭：
固定碳：
≥84%
水份：
≤1%
粒度：
5～25mm
石灰：
CaO%：
＞92%
生过烧：
＜6%
粒度：
10～50mm
电极糊：
挥发份：
12.0～14.0%
灰份：
≤4.0%
抗压强度：
≥17MPa
电阻率：
≤53μΩ·mm2／m～68μΩ·mm2／m
体密度：
≥1.38g/cm3
固定碳：
≥80%
6.工艺指标控制
6.1中控岗位工艺指标
产品质量指标
指标名称
指 标
优级品
一级品
合格品
发气量（20℃、101.3kPa）L/kg ≥
300
280
260
乙炔中磷化氢（V/V）% ≤
0.06
0.08
乙炔中硫化氢（V/V）% ≤
0.10
粒度（5mm～80mm）的质量分数 ≤
85
筛下物（2.5mm以下）的质量分数 ≤
5
产品成份：
碳化钙（CaC2） 85.3%
氧化钙（CaO） 9.5%
二氧化硅（SiO2）2.1%
氧化铁和氧化铝（Fa2O3+Al2O3）1.45%
氧化镁（MgO）0.35%
碳（C） 1.2%
副产品：
CO83.1%
N27%
H27%
CO24%
O20.5%
焦油等
粉尘的成分和含量
粉尘种类
CaO
C
SiO2
Fe2O3
Al2O3
其它
百分比
34.2
37.1
15.8
0.96
7.1
4.84
电石炉最大运行视在功率：
＜33MVA
电极工作端长度（炉墙耐火砖层上沿以下部分）：
1000mm～1200mm
每班电极压放间隔时间：
≥30分钟
炉气氢含量：
＜15%
空气中CO含量：
＜30mg/m3
石灰：
焦炭 100：
55～70（干基）
焦炭粒度 5mm～25mm
石灰粒度 10mm～50mm
电极糊柱高度 4.0m～4.5m
电极工作端长度 1000mm～1200mm
炉气温度 400℃～700℃（与净化系统衔接）
炉压 0Pa～+10Pa（与净化系统衔接）
电极压放长度 20mm/次
电极压放间隔时间 不小于30min
通水电缆冷却水温 ＜60℃
出炉次数 1炉/小时（负荷在16000kW以上时）
液压系统最大工作压力 10.5MPa
油温 ＜65℃
溢流阀设定压力 7.5MPa～8.5MPa
循环冷却水分配器压力 0.30MPa～0.35MPa
循环水浓缩倍数2.5～3.5
循环水总磷6×10-6～8×10-6
循环水余氯0.5×10-6～1×10-6
工作区域一氧化碳 ≤30mg/m3为安全指标
动火分析指标 CO ≤1.0%（V／V）为安全指标
C2H2 ≤0.2%（V／V）为安全指标
进入密闭容器工作时气体指标
CO 50mg/m3（允许工作时间＜60分钟）为安全指标
100mg/m3（允许工作时间＜30分钟）为安全指标
200mg/m3（允许工作时间＜15～20分钟）为安全指标
O2 ≥18%为安全指标
原材料：
焦炭：
固定碳：
≥84%
水份：
≤1%
粒度：
5～25mm
石灰：
CaO%：
＞92%
生过烧：
＜6%
粒度：
10～50mm
电极糊：
挥发份：
12.0～14.0%
灰份：
≤4.0%
抗压强度：
≥17MPa
电阻率：
≤53μΩ·mm2／m～68μΩ·mm2／m
体密度：
≥1.38g/cm3
固定碳：
≥80%
6.2配料岗位工艺指标
炉料配比
石灰：
焦炭 100：
55～70（干基）
焦炭:
水份 ≤1%
固定碳 ≥84%
粒度 3mm～25mm
石灰:
CaO% ≥90%
生过烧 ≤8%
粒度 5mm～40mm
电极工作端长度1000mm～1150mm
水压0.30MPa～0.35MPa
水温＜60℃
炉气温度400℃～600℃
炉压0Pa～15Pa
空气中CO含量小于30mg/m3
液压系统最大工作压力10.5MPa
油温＜65℃
溢流阀设定压力7.5MPa～8.5MPa
进入密闭容器工作时气体指标CO 50mg/m3（允许工作时间＜60分钟）
100mg/m3（允许工作时间＜30分钟）
200mg/（允许工作时间＜15～20分钟）
6.3自动出炉岗位工艺指标
操作控制指标
16000kW以上8炉以上间隔60min
12000～16000kW6炉/班间隔80min
小于12000kW出炉次数另定
流料时间～20分钟左右
电石冷却时间：
打锅耳时间＞15分钟
电石锅内冷却时间＞90分钟
6.4电极糊岗位工艺指标
操作控制指标
加电极糊次数：
1次／班
糊柱高度：
4.0m～4.5m
电极糊块度：
＜100mm
6.5高温净化岗位工艺要求
（1）炉气量
电石炉产能为6t/h,炉气量为Q=2800nm3/h
（2）炉气平均成分
CO83.1%
N27%
H27%
CO24%
O20.5%
焦油等
（3）炉气含尘浓度
含尘浓度50---150g/Nm3
（4）粉尘的成分和含量
粉尘种类
CaO
C
SiO2
Fe2O3
Al2O3
其它
百分比
34.2
37.1
15.8
0.96
7.1
4.84
（5）炉气温度
正常为600℃--700℃非正常为1000℃
（6）烟气粒径分布
粒径
0--2
2--5
5--10
10--20
0--40
大于40
百分比
37.5
19.6
21.8
15.6
4.1
1.4
6.6尾气水洗主要工艺参数
（1）炉气后处理单元
名称
数值
单位
1#炉气出口压力
12~13，高报数值：
13
Kpa
2#炉气出口压力
12~13，高报数值：
13
Kpa
3#炉气出口压力
11~12，高报数值：
13
Kpa
水洗塔塔顶压力
6~8
Kpa
增压风机出口压力
10，高报数值：
12
Kpa
1#炉气出口温度
180~250，低报数值：
180
℃
2#炉气出口温度
180~250，低报数值：
180
℃
3#炉气出口温度
180~250，低报数值：
180
℃
水洗塔塔顶温度
40~50，报警值：
60
℃
炉气中氧气含量
O2：
0~1％
炉气中粉尘含量
粉尘：
≤10
mg／Nm3
增压风机出口流量
最小：
3100，正常：
9300，最大：
12000
Nm3／h
（2）浊循环水单元
浊循环水量：
150m3/h；浊循环水温度：
供水温度40℃，回水温度50℃，温差：
10℃；浊循环水压力：
供水压力：
0.50，回水压力：
重力流，中间提升压力0.27MPa；浊循环水系统其它参数及排放物：
操作时间8000小时，浓缩倍数N=3，蒸发水量2.13m3/h，风吹损失水量0.15m3/h，排污水量0.92m3/h，补充水量3.20m3/h，排放物：
经一、二级沉淀池去除的污泥，定期清除、送出界区；系统内管道工作压力：
浊循环水给水管线0.50MPa，浊循环水回水管线0.27MPa，生产给水管线0.40MPa，生活给水管线0.20MPa，泵房内集水坑排水管线0.10MPa，浊循环水排污管管线0.50MPa，沉淀池至热水池之间管道及浊循环水单元内其他排水管为重力流。
6.7循环水岗位工艺指标
半闭式循环水系统
水量m3/h
供水压力MPa
回水压力MPa
供水温度℃
回水温度℃
水质
电石炉设备
1980
0.35-0.45
0.05-0.2
28
38
软水
变压器冷却
180
0.2-0.3
0.05-0.1
28
38
软水
软水制备
半闭式系统补水
50
0.3
常温
软水
干法乙炔补水
70
0.3
常温
软水
闭路冷却水补水
200
0.3
常温
软水
6.8炉气气柜岗位工艺指标及参数
结构型式多级离心式
安装地点户外
输送介质电石炉尾气
加压机入口炉气流量9000Nm3/h（干气体）
加压机入口炉气压力1.0～3kPa
加压机入口炉气温度≤70℃
加压机入口炉气相对湿度100%
加压机出口炉气压力150kPa
加压机出口炉气温度≤70℃
轴承型式滑动轴承
轴承润滑稀油润滑
轴封双端面干气密封
加压机数量4套
工作制度3用1备
（2）主电机
主电机类型三相异步防爆电机
起动方式两台直接起动和两台变频软起动
调节方式变频调节＋旁通回流控制+进口预旋器
供电电压10kV/50Hz
变频范围0-50Hz
电机噪声值≤85dB（A）
冷却方式循环水冷却
附属设备：
加压机出入口补偿器、氮气减压阀和配管，现场一次仪表、加压机变频柜、加压机的本体配管及必要的附件及电气室内需要的电控和仪控设备。
（3）设备参数
序号
名称
符号
单位
设计点参数
备注
1
加压机型号
EI350-2.31/0.782
2
吸入介质
电石炉尾气
3
吸入介质相对湿度
φin
%
100%
4
吸入介质绝热指数
K
1.4
6
标态流量
QN
Nm3/min
9000
7
吸入压力
Pin
kPa（G）
1.0～3.0
8
吸入温度
tin
℃
≤70
9
排气压力
Pout
kPa（G）
150
10
风机轴功率
Nsh
kW
680
11
配用电机功率
Nmot
kW
800
①设备参数
设备名称3万m3橡胶膜密封储气柜
公称容积30000m3
有效容积30000.42m3
柜体直径38200mm
柜体高度41350mm
柜体总高48000mm
煤气进口压力4～7.5kPa
最大压力4kPa（其中1kPa可调活配重）
贮气压力3.5±0
升级会员 