大批引进的埃肯全密闭电石炉项目由组合把持器技术、干法除尘技术、空心电极技术、风冷炉底技术、计算机控制技术组成。不容置疑,这些是冶金行业近期的先进技术,它成功的解决了冶金炉电极烧结难及其它问题;它的三台变压器供电技术、通水电缆技术、电极壳规范制造技术在我国得到成功的借鉴应用。
但该冶金技术应用在我国密闭电石生产行业,存在着许多问题,极不适合现在我国市场经济中企业靠利润生存和安全生产,节约能源的国情;亦和国家规范推广适合我国各方面国情的国外先进技术和科学管理经验的政策极不相符。
该技术引进发生了许多不幸的事实:焦点访谈报道兰州永登引进两台埃肯密闭电石炉失败造成破产,山西太原电石老工业基地引进埃肯密闭电石炉失败造成破产,包头引进埃肯密闭电石炉自引进已十几年不敢应用,下花园引进埃肯密闭电石后艰难折腾好多年也只能停产,走入破产的边沿;其他用国家电网电价的埃肯技术电石炉,无一能求真务实的在市场中取得利润。
虽然这用中国企业做国外技术试验场的引进已经产生了这么严重的后果,但是国内却缺乏按照科学发展观对其进行求真务实的技术论证。而且还在大量建设,其后果不堪设想,深值认真研究和探讨。
1、埃肯炉存在许多缺陷,其主要缺陷是能量消耗高:
引进埃肯密闭电石炉的所谓先进性主要体现在组合把持器的技术上,但是在经过十多年运行实践检验和理论分析,事实与结论却无法证实其在密闭电石生产中有多么先进。
由于埃肯炉设计的组合把持器主要技术接触元件其特殊结构无法承受生产过程炉盖内的高温,所以只能把接触元件的位置布置在炉盖之外,而不能进入密闭炉之内,因而造成部分电极在炉盖内无法埋入炉料之中,为了降低这裸露部分的无功损耗,因此将炉盖设计到最低,25000KVA炉盖仅860毫米;但无法改变的是,这温度高达千度的电极必须裸露在炉盖之下、料面之上;按照电极直径1250毫米,按照组合把持器在最下限位置,电极裸露电极长860毫米,电极电流80000安计算,电阻热为697度/小时,这样的结构,和我国传统的以上海吴淞化工厂为代表开创奠定的我国特色原创性密闭电石炉结构技术,每顿电石就直接多消耗电能134度,从而使生产电能成本大大增加。
因此,为降低这主要缺陷造成的能量消耗高,国内原来引进该技术的设计部门,在经过二十多年运行实践检验和理论分析后,2006年4月在内蒙古君正集团做出将埃肯密闭电石炉改造成开放内燃式炉的具体建设方案;以通过开放的手工推料操作方式,能使电极在炉盖内多埋入炉料之中,而尽量避免裸露部分的损耗;以补救引进埃肯组合把持器的技术缺陷。
这方案从技术上肯定是合理的,在理论上也能说得过去;但这样倒退的改造,不仅使宝贵的一氧化碳等炉气资源,在开放炉内被燃烧浪费,而且又重新恢复了炉面操作工人的劳动强度和不安全程度,所以得不偿失;并且更不符合国家节能减排政策,因此遭到论证会电石同行的质疑反对;这样的事实充分证明了引进的埃肯电石密闭电石炉技术是有严重问题的;是失败的技术。
并且,从能量消耗的理论分析上,从实际能量消耗上都不如我国借鉴消化苏联、西德、日本成熟的导电铜瓦技术后,创建的具有我国特色的密闭电石炉技术。
2、埃肯炉整体设计有重大缺陷:
由于埃肯设计的密闭电石炉接触元件无法承受生产过程中密闭炉盖之内时有超过千度以上的高温,不能进入炉盖之内,因此造成相当长度的电极不容易埋入在密闭电石炉内自然连续下料的炉料之中,必须裸露在炉盖之下、料面之上,多消耗电能。
为尽量使裸露电极多埋入炉料之中,除降低炉盖高度外,埃肯还设计了特殊的布料装置——内倾式、布料均匀、耐高温材质的马蹄状布料器;而且为了增大布料面积采用大面积椭圆形状的布料嘴;以求炉料尽量多埋入裸露电极;其设计构想正确,无可非议;但是,由于大面积椭圆形状布料器的布置必需在电极之间占用很大面积,为此,只能增大电极间距离、为此,亦被迫使圆心园直径较传统规范设计增大了12.5 % ;由于埃肯密闭电石炉设备结构参数的这一重大设计缺陷,因此在原有电气参数条件下,致使熔池功率偏小,达不到三个熔池圆周相割或相交于圆心,形不成一个整体稳定的电石反应区,因而在正常生产中经济运行时造成三相不通的弊病。
为弥补此缺陷,在设计中只好将电极直径加大,以缩短电极间距离。但由于圆心圆过大、电极直径不合适,在生产中必然还是造成三相不通、熔池外移、电极断裂、炉壁温度高、炉门熔损。
为解决这熔池外移炉壁温度高炉门熔损问题,埃肯设计采用大功率炉底风机强制冷却炉壳之补救之法,但是这样却大大增加生产成本和浪费了能源。并且造成出、封炉困难,生产不能正常安全运行,给操作人员增加辛苦的后果。
参数问题在一般的情况下,是可以根据所使用的原料品种和质量条件,通过调整电气参数和炉体几何参数使之于炉料条件相匹配,才能使电极稳定在正常位置,达到正常的生产工艺条件,高产低耗地生产出高质量的电石。但是由于埃肯炉设备结构已基本定型,在其先进性主要体现在组合把持器之位置必须布置在炉盖之外,而不能进入密闭炉之内的一系列重大缺陷无法改变的情况下,无论怎样经过对国内埃肯炉的广泛调研和大量的理论测算,或者变化原料条件,都是很难完成电气参数和炉体参数相匹配的优化设计,虽然有所改进,但成效只能甚微,不能治本,只能推脱其词——中国原料不行,中国操作工人不行。
但是,埃肯设计的耐高温材质的马蹄状布料器却经不住生产实际的应用,在原山西太原电石厂埃肯密闭电石炉的试车中,在外国专家的亲临指导下,也只能眼睁睁的看着一批批的马蹄状布料器被烧毁,和原料与中国操作工人就没有任何关系。
为此,其他引进厂只好改成为圆形通水料管;这样,原来设计的目的亦无法达到,亦出现了国内原来引进该技术的设计部门,将埃肯密闭电石炉改造成开放内燃式炉的具体建设方案,来扑救其重大技术缺陷。
3、由于埃肯炉结构设计缺陷,生产欠安全,电极容易断裂:
埃肯炉由于将炉盖设计到最低,以解决电极少裸露的问题,但是这样的布置使炉盖内的空间变的很小,不利于炉内异常情况下存放气体体积的需要,是不安全的因素之一。
尤其埃肯电石炉由于采用大面积椭圆形状的布料嘴,无法设置中心料管更是重大设计缺陷;这不仅造成电石炉内料层结构欠佳;浪费能源,而且还埋下发生重大事故的隐患。
由于埃肯炉设计的组合把持器技术电极烧结过快,致使接触元件处经常出现无法承受的过热电极高温,发生熔损事故,甚至漏水;这在国内引进埃肯的电石炉都无法避免常发生组合把持器熔损漏水的情况。
当然,埃肯电石炉结构设计比较精巧,但强度却不如我国特色密闭炉,有引进埃肯电石炉仅运行一年就由于组合把持器熔损漏水,直入不设置中心料管的密闭炉三角熔融区,造成强烈爆炸而报废,不仅一人死亡,而且再无法生产;而我国特色密闭炉运行几十年也不可避免常常发生进水爆炸,但整体结构却安然无恙,没有发生过死人。
这样重大设计缺陷已经在我国造成了非常严重不安全后果的事实说明:埃肯密闭电石炉技术比较我国特色密闭炉技术其结构、安全预防性能差,安全技术欠科学。
4、引进的干法除尘技术不是成熟成功技术
该引进埃肯密闭电石炉干法除尘技术虽然又经过我国电石行业优秀管理企业浙江巨化投资2000多万进行改造,但还是以失败而告终。
由于引进埃肯密闭电石炉气干法除尘、煅烧炉尘的主管线在国内生产中长期不能开通,无奈各引进单位在生产中只能长期使用旁路烟筒,而由于每天数吨的炉尘量没有排尘装置,为此,在生产中旁路烟筒经常堵塞,危险炉气的出路不通,造成大量密闭电石炉气外溢,不仅致使中国工人一批批的倒在引进炉操作现场,身心遭受严重创伤,而且在严重时发生闪爆,中国优秀的电石工作者为此付出了三条人命的沉痛代价。
5、前期技术论证不够
埃肯密闭电石炉技术是用中国密闭电石生产企业做实验,把持器技术应用于密闭电石生产没有生产厂供中国考察,培训是在美国四十年代所建落后的半密闭电石生产企业进行的,与埃肯给我国引进的组合把持器技术、干法除尘技术、空心电极技术、计算机控制技术、风冷炉底技术就没有任何关系;这样的不成熟、不成功技术和不对口的人员培训是无法推动我国电石工业的科技进步,失败是必然的。
6、没有该技术详尽的密闭电石炉能量平衡测试报告
作为先进国家先进技术的引进,按照科学的态度最起码提供详尽的能量平衡测试报告,并且要和我国的密闭电石炉详尽的能量平衡测试报告作比较,才能论证其先进性,可行性;但是遗憾由于该技术在我国引进时就不是成熟成功技术,无使用企业,就不可能进行能量平衡测试,因此所提供的报告不实,亦太简单,更不能证明埃肯组合把持器的技术是适应密闭电石生产的先进技术
7、投资成本、运行管理成本高
我国八十年代国外引进建设45000吨/年埃肯组合把持器技术电石炉投资费用当时都近亿元,比较我国特色密闭炉投资费用要高得多,远超出我国市场经济初级阶段电石企业的承受能力。由于电极壳、接触元件等制作要求精度高、检修要求难达标。
由于埃肯炉设计的组合把持器之结构电极烧结必然过快,再经过长的裸露电极长时间干烧,电极壳叶板又厚又长、并且还有许多圆钢,这一切足使电极无论采用怎样的电极糊,都无法避免电极断与裂的事故发生。
电极发生事故,直径1250的电极要从860毫米高度的炉盖里取出,埃肯引进技术的方法是电极上打孔,放炸药爆破,最后才能从炉内取出;这些,不仅操作非常困难,而且极不安全,并且造成运行成本高,无法在市场上竞争。经过二十多年运行实践证明:用国家电网电价的埃肯技术电石炉,无一能在市场中取得利润,单一产品的企业都难以正常生存,只能走向艰难、危机和破产。
8、引进埃肯接触元件和传统导电铜瓦性能探讨分析
埃肯公司的把持器接触元件和我国传统、现在国际上一直通用的导电铜瓦在电石炉中都能起到把持电极和输入电能的作用,但二者在相同的工作环境中使用效能却有着巨大的差别。通水导电铜瓦在输入电能时,二者的接触面处于压紧状态,且能环抱整个电极,因此它不仅能向电极安全的输入电能,而且由于其内通循环水还可以保持把紧处电极的温度,有效的控制住电极有效的使用长度和生产中需要的性能和质量,因此苏联、西德、日本电石炉生产中都采用成熟的导电铜瓦导电技术,就是埃肯公司设计的矿热炉也都一直在采用导电铜瓦导电技术。
接触元件则不同,它靠夹持导电筋板向电极输入电能,其夹持部分的电极筒体无任何有效的保护措施,直接暴露于高温环境之中,不能保证其安全。因此,埃肯炉在设计中为了控制接触元件工作区域的温度不致很高,只能把接触元件的位置布置在炉盖之上很高的位置;将布料器设计成内倾式布料均匀的马蹄状,以降低料面温度。但是这样的高料面却造成电极长度增加,电损增大,为使运行电极尽可能短,亦将炉盖设计到最低。但是在实际中,由于操作中的种种原因,导致电极吃料口上方的温度还是难以控制,甚至达到千度,这一点从太原一批批熔损掉的耐高温铸钢布料器可以证实。另外,在密闭电石炉生产过程中,高温度的气体不可避免的时有冲出料面后经由底环与电极之间的缝隙进入接触元件区域,虽然有耐火石棉绳或其它耐火材料密封,但也不能完全阻隔高温气体的进入。因此,使得这一区域本不应该烧结的电极由外向内完全焦化,产生体积收缩。电极的收缩导致电极与电极筒之间形成空腔,电阻增大,强大的电流不能正常通过,甚至造成电极与电极筒之间放电烧毁电极筒。此时空腔内的导电筋板必然承受不住强大的电流而熔融或刺漏元件造成事故。
这靠把持器导电用接触元件筋板向电极输入电能之法在经过我国广大的电石、冶金工作者的不断试验和改进,也成功的应用于和密闭电石炉工况不同的非密闭冶金炉。
但是,在密闭电石生产中,虽然经过二十年不断的折腾,付出很大的代价后,较前也有改进,但其缺陷却终无法克服。
当然,我国传统的导电板输入电能之法并不是没有缺点,在以前,由于当时的国家设备制造力不强,导电板、电极壳、电极糊、电极控制设备制造不规范和其他原因,造成导电板的烧损和电极变形事故时有发生,这是我国长期密闭大型电石生产装置的落后之处,也是埃肯炉规范的把持器和电极壳制造工艺深值我们的学习借鉴之处。
近些年来,随着我国的国力强大,密闭大型电石生产装置各方面的技术进步,造成导电板的烧损和电极变形等事故的问题已经成功的得到解决;因此,导电用接触元件比较我国成熟可靠的导电板输入电能之法在密闭大型电石生产中已没有什么优势;为此,继续在密闭电石生产中推广有重大技术缺陷,已造成严重的后果的把持器等所谓密闭电石五朵金花引进技术,在不能用事实和科学技术论证其优秀前,不应该继续推广,应该叫停,以免继续误国损民。
9、引进埃肯密闭电石炉技术的改造
解决引进埃肯密闭电石炉技术所造成电极在炉盖部分无法埋入炉料之中,大大增加其无功损耗、电炉电消耗高的技术缺陷问题,国内引进设计部门曾经做出改造埃肯密闭电石炉为非密闭的内燃开放式设计方案,这虽然在局部技术上是正确的,但不利于国家节能和环境保护政策,是科学发展的倒退,是误导;其结果是在国内已经效仿建设了一大批埃肯内燃开放式电石炉;按照国家果断颁布的必须走密闭电石生产之路新的准入条件,应该是又一次的误国损民,这种埃肯密闭电石炉技术缺陷的局部改革路不通,再不敢继续进行。