电石操作规程.docx
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电石操作规程
Q/YH
内蒙古宜化化工有限公司企业标准
Q/YHXX·JS0601-2009
电石工段
岗位操作规程
2010-12-15发布2010-12-15实施
内蒙古宜化化工有限公司发布
目录
第一章岗位任务1
1配料岗位1
1.1配料岗位任务1
1.2配料岗位概念1
1.3配料岗位职责1
1.3.1岗位定编定员1
1.3.2职责1
2中控、巡检岗位1
2.1中控、巡检岗位任务1
2.2中控、巡检岗位概念1
3净化岗位2
3.1净化岗位任务2
3.2净化岗位慨念2
3.3净化岗位职责2
3.3.1净化岗位定编定员2
3.3.3净化巡检路线2
第二章工作原理3
1.1反应原理3
1.2其他工艺原理3
2装置原理5
2.1设备简图5
2.1.1上料系统5
2.1.2电石炉本体5
2.1.3净化系统6
2.2设计原理7
2.2.1上料系统设计原理7
2.2.2电石炉设计原理7
2.2.3净化系统设计原理7
第三章工艺流程8
1配料工艺流程图8
1.1方框流程图8
1.2流程简述8
1.3带控制点的流程图8
2电石炉工艺流程图8
2.1方框流程图8
2.2流程简述8
2.3带控制点的流程图9
3净化系统工艺流程图9
3.1方框流程图9
3.2流程简述9
3.3带控制点的流程图10
第四章生产平衡10
1碳的平衡10
2氧化钙的平衡10
3热电平衡11
第五章工艺指标13
第一节班组级13
第二节片区级13
第三节事业部级13
第六章正常操作要点14
1操作要点总概念14
2子环节概念化14
2.1配料操作14
2.2中控、巡检操作14
2.3净化操作14
第二节操作方法15
1配料岗位正常操作15
1.1配料系统检查内容15
1.2操作要点16
1.3操作程序16
2中控岗位正常操作16
2.1料面处理程序16
2.2电极操作18
2.3焙烧电极操作19
2.4油泵的操作19
2.5原始开炉操作要点19
2.6正常操作要点19
3尾气净化岗位正常操作要点20
第三节工艺连锁20
1工艺联锁及相关数值20
2工艺连锁调试方法及日常调试规定21
第七章开停车及置换方案22
第一节系统开停车方案22
1中控岗位开停车方案22
1.1电石炉原始开炉方案22
1.2正常送电操作24
1.3停炉操作24
2净化开车置换方案25
第二节单元或单装置开停车方案25
1尾气净化岗位开停车方案25
第三节检修方案27
1电石炉出炉嘴检修方案27
2电石炉底环检修方案29
3电石炉电极护屏检修方案30
4电石炉接触元件检修方案31
5电石炉下料嘴检修方案31
6二次母线检修方案32
7净化检修方案33
第八章应急预案34
第一节生产应急预案34
1全厂断电伴同时断水应急预案或单独断水应急预案34
2电石炉DCS系统故障应急预案34
第二节安全应急预案34
1皮运机皮带断或撕裂34
2料仓、料管空35
3硬断35
4软断36
5大量翻电石36
6导电接触元件与电极筒间刺火37
7炉内设备漏水37
8底环与电极筒粘结38
第九章岗位典型案例39
1电石炉配料岗位39
1.1料仓缺料发生爆炸39
2电石炉中控岗位41
2.1新电极焙烧时爆炸41
2.2电极软断42
第十章附录44
第一节本岗位管理标准44
1配料操作技术标准44
2电石中控岗位操作技术标准45
3电极压放技术标准46
第二节基础知识47
1化学基础知识47
2仪表基础知识49
3电石的理化性质50
4电学基础知识51
5危险化学品一氧化碳的性质54
第三节相关数据表55
1原料要求55
第一章岗位任务
1配料岗位
1.1配料岗位任务
根据工艺要求按比例将石灰和炭材均匀混合后加入电石炉的料仓内。
1.2配料岗位概念
规范校秤、配比、操作三个环节,实现原料精确、稳定入炉。
1.3配料岗位职责
1.3.1岗位定编定员
每车间(两台炉)每班各一人
1.3.2职责
1.3.2.1负责与巡检联系,保证配料系统各设备的正常运行。
1.3.2.2按照工艺要求进行称量、配料,并保证料仓料位。
1.3.2.3负责各皮带的倒换,确保各料仓料位不报警停炉,并准确记录称量数据。
2中控、巡检岗位
2.1中控、巡检岗位任务
将电石炉内的炉料通过操作控制将电能转化为热能,使炭材与石灰反应生成流体电石;监视控制室内的各类仪表运行情况。
对本岗位的管辖设备进行轮回检查,做好日常维护;保证电石炉安全稳定运行。
2.2中控、巡检岗位概念
2.2.1规范电极压放、电流及负荷控制、现场操作三个环节,实现电石稳产高产。
2.2.2规范电极压放、电极糊添加计算与测量、油路、水路、电极系统的巡查、设备的检查与维护六个环节,实现电石炉安全稳定运行。
2.3中控、巡检岗位职责2.3.1中控、巡检岗位定编定员
2.3.1.1中控岗位每班每台炉一人。
2.3.1.2巡检岗位每班每车间四人。
2.3.2中控岗位职责
2.3.2.1精心操作。
2.3.2.2确保电石产量、质量、电耗达标。
2.3.2.3负责本岗位的设备、仪表维护,确保正常。
2.3.2.4岗位记录的填写。
2.3.3巡检岗位职责
2.3.3.1为电石炉中控岗位提供各设备的运转情况,即准确的操作依据。
对异常情况及时上报处理,保证电石炉的稳定运行。
2.3.3.2对本岗位的管辖设备进行轮回检查,做好日常维护和点检。
2.3.3.3对本岗位设备卫生进行清理和卫生区域的打扫。
2.3.4巡检岗位路线
水分配器→压放平台→液压站→环形加料机→皮带输送系统→配料站
3净化岗位
3.1净化岗位任务
将电石炉产生的尾气经过净化装置净化除尘后送到气烧窑。
3.2净化岗位概念
控制压力和温度,稳定两个指标(CO含量≥65%,流量≥3000m3/h)。
3.3净化岗位职责
3.3.1净化岗位定编定员
3.3.1.1净化中控每班每车间一人3.3.1.2净化巡检每班每车间各二人3.3.2岗位职责
3.3.2.1电石炉产生的尾气进行净化除尘。
3.3.2.2保证送往石灰窑燃烧的尾气指标正常。
3.3.2.3保证各类净化装置的运行正常。
3.3.2.4本岗位卫生区域的打扫。
3.3.3净化巡检路线
净气风机空冷风机埋刮板机过滤器空冷器粗气风机水冷蝶阀
第二章工作原理
1电石工艺原理
1.1反应原理
1.1.1氧化钙与碳素原料在电石炉内凭借电流通过电极产生的电弧热和电阻热在1800~2200℃的高温下反应而生成碳化钙,其反应方程式如下:
CaO+3C=CaC2+CO-111.3千卡
1.1.2副反应
CaC2=Ca+2C-14.5千卡
CaCO3=CaO+CO2-42.5千卡
CO2+C=2CO-39.2千卡
H2O+C=CO+H2-39.6千卡
Ca(OH)2=CaO+H2O-26千卡
Ca2SiO4=2CaO+SiO2-29千卡
SiO2+2C=Si+2CO-137千卡
Fe2O3+3C=2Fe+3CO-108千卡
Al2O3+3C=2Al+3CO-291千卡
MgO+C=Mg+CO-116千卡
1.2其他工艺原理
1.2.1炭材中灰分、水分、挥发分及石灰生烧率超标对电耗的影响
1.2.1.1灰分每增加1%电耗增加50~60度/吨;
1.2.1.2水分每增加1%电耗增加12.5度/吨;
1.2.1.3挥发分每增加1%电耗增加2.3~3.5度/吨;
1.2.1.4生烧率每增加1%电耗增加100度/吨。
1.2.2MgO含量超标对电石生产的危害
1.2.2.1氧化镁在电石炉内熔融区还原成金属镁,镁蒸汽与CO反应生成氧化镁产生大量的热量,使局部硬壳被破坏,电石外流,侵蚀炉墙。
1.2.2.2部分镁上升到炉表面与CO或O2反应,放出大量的热,使料面形成红料结块,支路电流升高,阻碍炉气排出,炉压增高。
1.2.2.3镁与N2发生反应生成氮化镁,致使电石发粘,不易流出。
1.2.2.4影响电石质量,石灰中每增加1%的氧化镁,功率发气量下降10~15。
1.2.3SiO2含量超标对电石生产的危害
1.2.3.1SiO2与C反应生成碳化硅,沉积于炉底,造成炉底升高。
1.2.3.2SiO2与铁作用生成硅铁,损坏炉壁铁壳或出炉时烧坏炉嘴、电石锅等。
1.2.3.3SiO2含量过高,石灰易粉化、易碎,进入炉内易塌料。
1.2.3.4对发气量有一定影响,含量愈高则功率发气量愈低。
1.2.4生烧石灰对电石生产的危害
生烧的石灰中的碳酸钙在电石炉内进一步吸收热量分解成石灰,增加电耗。
1.2.5过烧石灰对电石生产的危害
1.2.5.1过烧石灰坚硬致密、活性差、体积变小、反应接触面随之减少,降低反应速度。
1.2.5.2导致炉料电阻下降,电极不易深入。
1.2.6粉化石灰多对电石生产的危害
1.2.6.1多消耗电能和炭材。
1.2.6.2使电极附近料层结成硬壳,发生棚料,降低炉料下落速度,减少投料量,降低产量;阻碍炉气排出,增大炉内压力,发生喷料、塌料。
1.2.7石灰粒度对电石生产的影响
1.2.7.1粒度过大,接触面积小,降低反应速度。
1.2.7.2粒度过小,通透性差,阻碍炉气排出,同时比电阻增大。
1.2.8炭材粒度对电石生产的影响
1.2.8.1粒度小,接触面积大,易反应;电阻大,电极易深入,熔池电流密度增加,炉温增高。
1.2.8.2粒度过小,则通透性降低,炉气不易排出,炉压增大,发生喷料。
1.2.8.3粒度过大,接触面积变小,反应速度下降,电阻变小,支路电流增加,电极上升,炉温降低,炭材反应不完全,降低电石质量和炭材利用率。
1.2.9炭材中粉末多对电石生产的危害
1.2.9.1炉料透气性差,CO不易排出,炉压增高,降低反应速度。
1.2.9.2炉压增高后发生喷料,大量生料进入熔池,造成电极上抬,炉温降低,料层结构破坏。
1.2.9.3许多粉末被炉气带走,影响配比的准确性。
1.2.9.4在料层中结成硬壳,支路电流增加,电极上升。
1.2.10电石尾气净化岗位工作原理
利用旋风除尘器和布袋除尘器将电石炉尾气中的粉尘由含尘量:
50-150g/Nm³降至:
50mg/Nm³以内。
2装置原理
2.1设备简图
2.1.1上料系统
2.1.2净化系统
2.2设计原理
2.2.1上料系统设计原理
通过称量斗称量好石灰、焦炭,按一定比例配比后,通过电机振动给料机经皮运机、环形加料机输送至电石炉。
2.2.2电石炉设计原理
氧化钙与碳素原料在电石炉内凭借电流通过电极产生的电弧热和电阻热在1800~2200℃的高温下反应而生成碳化钙。
2.2.3净化系统设计原理
利用旋风除尘器和布袋除尘器将电石炉尾气中的粉尘由含尘量:
50-150g/Nm³降至:
50mg/Nm³以内。
第三章工艺流程
1配料工艺流程图
1.1方框流程图
皮运机
环形加料机
电石炉
称量斗
日料仓
1.2流程简述
日料仓内的原料石灰和炭材按配比称量后按设定的下料时间落入皮带机,并在皮带机上混合均匀,由皮运机输送至环形加料机,然后再送入电石炉各料仓。
A皮带起步开始的由1#、2#炉操作室配料工负责;B皮带起步开始的由3#、4#炉操作室配料工负责。
C皮带起步开始的由5#、6#炉操作室配料工负责;D皮带起步开始的由7#、8#炉操作室配料工负责
1A2A3A短皮带1#、炉、2#炉
1B2B3B短皮带3#炉、4#炉
1C2C3C短皮带5#炉、6#炉
1D2D3D短皮带7#炉、8#炉
2电石炉工艺流程图
2.1方框流程图
入炉
料仓
入炉
环形加料机
出炉
2.2流程简述
石灰与炭材通过环形加料机进入电石炉各料仓,然后自然下落至电石炉内凭借电流通过电极产生的电弧热和电阻热在1800~2200℃的高温下反应而生成碳化钙,最后出炉。
3净化系统工艺流程图
3.1方框流程图
密闭型板链式输送机
3.2流程简述
电石炉产生的尾气温度在600℃~850℃,经过两级旋风空冷除尘器冷却,将气体冷却至200℃~265℃之间,同时将气体中大颗粒的粉尘捕集下来。
温度控制在200℃~265℃之间主要原因是:
一、防止焦油在低于200℃时析出,堵塞管路;二、防止温度过高,损坏过滤器及风机设备等,经过滤器除尘过的气体经风机增压后送至气烧石灰窑使用。
电石炉尾气经旋风冷却器冷却后进入布袋过滤器过滤,过滤后的气体经净气风机输送至增压风机将气体增压至气烧石灰窑所需压力后进入气烧石灰窑燃烧,过剩气体可通过泄放烟囟或气烧窑上放空排出。
经旋风空冷除尘器滤下的粉尘和布袋过滤器同滤下的粉尘由密封式链板机输送至粉尘总仓。
整个系统的泄压、防爆均采用计算机自动控制,系统设有几个切换点,如:
过滤器入口温度高、气体中氢含量高、气体中氧含量高等危及人身及设备安全的信号,计算机即刻将净化系统切断,将气体从荒气管道放空等等。
第四章生产物料平衡
物料平衡测定时,收入及支出同时计量并分析。
但总物料以支出为基准,因为电石计量较准,投料计量由于有配料皮带机惯性力,误差较大。
无法测量的物料则根据长期经验推算。
1碳的平衡
1.1C元素总收入量164304
1.2C元素支出量
1.2.1生成电石消耗(按反应式计算)(36÷64)×(305280×85.7%)=147146㎏
CaO+3C﹦CO+CaC2
3664
X305280×85.7%
1.2.2随炉气逸出损失(由净化排灰推算)3000㎏
1.2.3料仓除尘带走(由除尘器卸灰推算)1000㎏
1.2.4电石中游离碳305280×3.0%=9158㎏
1.2.5其它副反应消耗(收支相抵后)4000㎏
副反应:
CaC2=Ca+2C
CO2+C=2CO
H2O+C=CO+H2
SiO2+2C=Si+2CO
Fe2O3+3C=2Fe+3CO
Al2O3+3C=2Al+3CO
MgO+C=Mg+CO
按现行碳材掺烧比例65:
5:
30(焦碳:
兰碳:
碳球)及氧化物在原料中的比例可求得。
合计:
164304
副产CO气体(28÷64)×(305280×85.7%)=114460㎏
2氧化钙的平衡
2.1CaO的收入量
从焦碳中吸入174556×0.0069=1204㎏
由电极糊中收入9000×0.0085=77㎏
由石灰应收入279240×0.9022=263100㎏
合计:
253211
2CaO的支出量
生成电石消耗(56÷64)×(305280×85.7%)=228922
电石中残余CaO305280×6.97%=21289
随炉气逸出3000
合计:
253211
3热电平衡
3.1反应机理
炉料凭借电弧热和电阻热在1800—2200℃的高温下反应而制得碳化钙。
碳化钙的生成反应式如下:
CaO+3C=CO+CaC2—111.3千卡
这是一个吸热反应。
为完成此反应,必须供给大量的热能。
当生成一吨300L/Kg的电石,消耗于此反应的电能是可以计算出来的。
CaO+3C=CO+CaC2—111.3千卡
64111300/860
100×0.806X
求得X=1630Kwh
式中0.806-发气量为300L/Kg的电石其中碳化钙的含量;
806-电热,即1Kwh电能完全转化为热能的数值(千卡/Kwh);
64-碳化钙的分子量。
3.2实际上,工业电石炉生产1吨电石时,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。
3.2.1电石炉中有许多副反应存在都要消耗热能。
3.2.2电石炉气(500—700℃)和被炉气带走的粉尘及出炉电石(2000℃)所带走的显热。
3.2.3消耗在电炉变压器、短网、电极以及通过炉体的热损失等。
3.3碳化钙生成反应式告诉我们:
这是一个吸热反应,因此,此反应需要在高温条件下进行,必须从外部引进热源。
另外,根据平衡原理,增加反应物的浓度和将生成物源源不断取出,是有利于反应进行的。
因此炉料配比上,石灰是大大过量与理论反应量,并规定了出炉时间和出炉量,便是这个道理。
若较长时间不出炉,那么生成碳化钙的反应渐趋缓慢;并引起已生成的碳化钙分解,其分解速度决定于炉内一氧化碳压力和炉温,反应系统中还有气相,这样气体的压力便影响着反应进行的速度,原则上,降低系统压力是有利于反应进行的,所以需要把反应生成的一氧化碳气体及时的抽出。
第五章工艺指标
第一节班组级
电极电流<100KA
炉气温度<750℃
电极工作长度1.9-2.4m
电极入炉深度0.5-1m
冷却水回水温度<65℃
油温<60℃
油位1/2-2/3
炉压30~-20Pa
过滤器入口压力0.1~3KPa
过滤器进出口压差<3KPa
过滤器入口温度160~265℃
污氮过滤器出口氧含量<2%
第二节工段级
糊柱高度3.8-4.8m
氢气含量≤16%
氧气含量≤2%
灰仓料位20%-80%
净气出口尾气温度≥180℃
第三节事业部级
发气量≥295L/Kg
第六章正常操作要点
第一节操作要点概念化
1操作要点总概念
精细配料,稳定炉况,稳产低耗,尾气回收。
规范配料、中控、净化三个岗位操作,实现电石产量≥570t/d、冶炼电≤3200KWh/t、发气量≥285L/Kg三个指标。
2子环节概念化
2.1配料操作
概念:
规范校秤、配比、加料三个环节,实现原料精确、稳定入炉。
2.1.1配方设置:
通过理论计算与实际发气量相结合设置各炉入炉原料的配比。
配料理论计算公式:
X1(干基配比)=(56.3÷C×B+F)÷(87.5÷A×B+D+E)X(湿基配比)=X1÷(1-水%)
A——石灰中所含氧化钙;
B——电石成分;
C——碳素原料中所含的固定碳;
D——电石中游离氧化钙的含量;
E——投炉石灰损失量,按7%计算;
F——投炉碳素原料的损失量,按4%计算。
2.1.2校称:
每班分两次对各称进行校验。
2.1.3加料:
按先亮(信号灯)先加料的原则及时给各料仓加料。
2.2中控、巡检操作
概念:
一满、二高、三平衡、四稳定,实现稳产高产、安全运行。
2.2.1一满:
满负荷。
2.2.2二高:
高配比;高炉温。
2.2.3三平衡:
物料平衡;配比与质量平衡;负荷与产量平衡。
2.2.4四稳定:
电流电压比稳定;料面稳定;电极工作长度稳定;配比稳定。
2.3净化操作
概念:
控制压力和温度,稳定两个指标(CO含量≥65%,流量≥3000m3/h)。
2.3.1通过调节PCV101A开度、主烟道阀门开度或联系气烧窑调节控制炉压在30~-20Pa。
2.3.2必要时敲击管道、设备等保持畅通,从而控制过滤器入口温度、压力。
2.3.3在线分析与手动取样相结合,防止空气进入系统发生爆炸。
第二节操作方法
1配料岗位正常操作
1.1配料系统检查内容
1.1.1日料仓的检查:
炉料温度(料仓内≤180℃),氮气密封情况。
1.1.2电磁振动给料机的检查:
1.1.2.1振幅1.5±0.5mm;
1.1.2.2倾斜角度靠拉杆调节,倾斜角度10°。
1.1.3称量斗的检查:
1.1.3.1校称(电控定期校验);
1.1.3.2检查称量斗上有无积灰、杂物,观察孔盖是否完好;
1.1.3.3日常校验:
在称量斗上成等边三角形设置三个点放置砝码,砝码数量不少于300Kg,然后与操作室电脑上显示的数值进行核对,若误差在±3Kg内则手动将其归零;若超过±3Kg则联系电仪人员检查校验。
1.1.3.4称量斗卸料口护皮是否完好,防止脱落堵塞下料管。
1.1.4皮带机的检查与维护:
1.1.4.1润滑情况(包括滚轮、减速器、电机),滚轮、皮带磨损情况;
1.1.4.2电机检查温度(≤65℃)、振动、异响声;
1.1.4.3紧急断电拉线开关是否灵敏可靠;
1.1.4.4皮带跑边断路保护器是否灵敏可靠;
1.1.4.5皮带机卡连接是否完好;
1.1.4.6皮带张紧装置是否完好、正常;
1.1.4.7检查三通阀,并确定远程与现场是否一致;
1.1.4.8每月定期开启各备用三通阀,确保三通阀灵活。
1.1.5环形加料机及料仓的工作原理、检查与维护:
1.1.5.1环形加料机工作原理:
顺时针旋转,逆时针加料;
1.1.5.2料仓的工作原理:
炉料靠自身重力连续性向炉内投料,料仓内设置中心分布器使炉料匀速下落,防止中间的炉料先下落造成假料位;
1.1.5.3环形加料机检查内容:
·电动机、减速机温度、振动、异响声、油位(1/2—2/3)以及润滑情况的检查;
·托轮与轨道的接触是否良好,有无偏轨现象;
·空气压力是否符合工艺要求,管线是否漏气,(压力0.3—0.5MPa);
·刮板与受料盘的间隙是否符合工艺要求(10mm以内);
·刮板的伸缩是否灵活,刮板回位指示触点是否正确;
·二位五通电磁阀处是否漏气,气缸动作是否平稳(靠出气螺钉调节);
·环形加料机与皮带连锁是否有效。
1.1.5.4料仓检查内容:
·小批量加料,检查料位计是否准确;
·料仓的缺料情况,料管是否有漏料现象;
·检查氮气密封是否完好;
·检查三层半及二楼闭料装置是否齐全完好;
·检查下料情况是否正常,有无棚料现象。
1.2操作要点
1.2.1控制石灰、炭材的卸料时间顺序,确保原料混合均匀;
1.2.2加料遵循先亮(信号灯)先加料的原则,防止空料位和假料位;
1.2.3环形加料机先启后停,皮带机先停后启;
1.2.4工作场所要保持空气流通,防止一氧化碳中毒。
1.3操作程序
1.3.1启动环形加料机。
1.3.2自动顺序启动各皮带输送机。
1.3.3启动一级电磁振动给料机向称量斗加料。
1.3.4精确称量石灰和碳材。
1.3.5启动二级电磁振动给料机卸料。
1.3.6伸出求料仓刮板向求料仓补料。
1.3.7补料完毕收回刮板。
2中控岗位正常操作
2.1料面处理程序
2.1.1处理料面的目的
因原材料中石灰粉料、杂质,炭材中粉料、含水份高于1%,石灰粉化,在炉内红料多,结成硬壳,形成空洞、熔洞,造成塌料频繁,料层结构被破坏;料面形成支路电流大,电极向上移动,入炉深度变浅,炉温低,对炉盖造成损害;又无法判断电极工作长度,因此要定期进行料面处理,切断支路电流,保证良好的料层结构,防止塌料。
一般2~5天处理一次,时间控制在25-40分钟。
2.1.2准备工作
2.1.2.
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