【珍藏】电石炉的电极直径、极心圆直径、炉膛内径和深度云云计算!

作者:admin| 发表于2021-06-06 13:57 点击数:

电石是在电石炉内行使电能转折成的炎能(包括电弧炎和电阻炎)将炉料添炎到逆答温度,从而使碳素材料的碳和生石灰中的钙化相符而成。电石生产的关键设备是电石炉,实在选定电石炉的几何参数对保证电石案例生产和优质高产具有主要意义。

电石炉的几何参数包括电极直径、电极极心圆直径、炉膛内径和炉膛深度等。电极直径选择相符理,可使电极得到相符理焙烧,电极维持正当的做事位置,使三相熔池互相流通,正当按捺支路电流,使电极处在正当位置,使三相熔池互相流通,正当按捺支路电流,使电极处在正当位置,并确保电石逆答区的电能高度荟萃而达到高温,实现优质高产。炉膛内径选择相符理,可珍惜炉底电能强度和炉内熔池电能密度,保证电石炉的坦然郑重性。相符理选择炉膛深度,可保证较高的炎效率和相符理的熔池尺寸,从而确保电石炉坦然生产。

电极直径

电极是将电炉冶炼所需的大电流传入炉内,并将电极糊焙烧成石墨电极的设备。电石炉设计中,电极体系最为关键,所以精确确定电极直径至关主要。

电极直径取决于电极电流密度、电极截面上最大电能强度和电极行动电阻的大幼,但最先取决于电极电流密度,而批准的电流密度与所操纵的电极糊质量相关。

电极电流密度和变压器最大视在功率之间的相关为:

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密闭电石炉因炉面温度较矮,且无燃烧的火焰,要焙烧益电极,需正当添大电流密度,同容量电石炉的电极电流密度,密闭炉比盛开炉高出0.5A/cm2。

按照变压器最大额定视在功率计算电极直径:

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式中:

De—电极直径,cm;

Smax—变压器最大额定视在功率,kVA.

若按照电极电流密度和二次电流计算:

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式中:

De—电极直径,cm;

δ—电极电流密度,A/cm2;

I—变压器最大二次额定电流,A

按照以上两公式可计算出各栽容量电石炉的电极直径,其与电极电流密度和变压器最大额定视在功率的相关值见外1。

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外1  电炉变压器容量与电极直径的相关

电极的电流密度过大,则电极直径过幼,会增补电极的电阻电耗,电极容易因过焙烧而硬断,同时萎缩电石炉熔池;电极电流密度过幼,则电极直径过大 ,固然能扩大熔池,并削减电极电阻电耗,但电极不易深入炉料,且会增补炎消耗而降矮炎效率,电极焙烧不及易柔断,电弧温度也会降矮,对生产不幸。所以,确定电极直径必须视详细情况,参考相关数据,综相符分析计算确定。如40.5MVA密闭电石炉取电流密度为7.0A/cm2,由式(2)计算出电极直径为136.9cm,按照经验取140cm,实际行使成绩很益。

电极极心圆直径

电极极心圆直径也是电炉中十分主要的几何参数。相符理的极心圆直径是闭弧生产、优质高产矮耗的条件。

电极极心圆直径是由电极直径,电流电压比、电极间距、电位梯度和电石逆答区电能密度等因素所决定,最先取决于电极直径。计算公式如下:

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式中:

Dc-电极极心圆直径,cm;

Kc-电极极心圆系数。

国内外相关资料保举Kc值取2.7~3.0.实践表明,取Kc值2.7为宜。如不及对电石炉几何参数进走较大幅度变动且已采用了较大的电流电压比时,可取Kc值2.55~2.65。如40.5MVA密闭电石炉采用自动烧结电极,取极心圆系数为2.78,由式(3)可求得极心圆直径为390cm。

实践表明,理想的电极极心圆直径答与熔池直径相称。所以,设计密闭炉时,清淡将投料管安放在电极周围相当于电极极心圆的圆周上。

电石炉熔池半径计算公式如下:

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式中:Rm—熔池半径;

Pr—电炉最佳运走有效功率,kW;

Pu—熔池单位面积功率强度,kW/cm2。

熔池内面积上的功率强度随电炉变压器容量的大幼而变化,同时也与功率的因数相关。电炉变压器的容量、功率因数与熔池直径的相关见外2。

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外2 变压器容量、功率因数与熔池直径相关

炉膛内径

炉膛是电石炉的电炎逆答场所,欧宝首页内部可存储必定的炉料及电石。其电炎逆答温度高达2000℃以上,需在逆答区间与炉墙之间留存一层炉衬以珍惜以珍惜炉墙。

炉膛的容积必须大于电石逆答的空间。炉膛内径太幼,炉墙易损;逆之则会增补 电炉工段的修建面积,且使短网长度增补,添大电耗,降矮电效率。实际生产中,为减幼炉壁的侵蚀,清淡取值比理想炉膛稍大。炉膛内径计算如下:

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式中:

Di-炉膛内径,cm;

Kic-炉膛内径系数,Kic=2.25;

Dc-电极极心圆直径,cm。

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式中:

Kic-炉膛内径系数,Kic=5.5~6.5;

De-电极直径,cm。

除议决以上两式计算,还需议决炉底电能强度进走最后校验。

炉底平均 电能强度 (单位 kW/m2) 为电石炉底单位面积的电功率,相符理的炉底 电能强度可足够发挥 电石炉炉底的作用, 确保电石生产的产量并使炉底面积较为紧凑,从而削减电石炉的修建面积, 萎缩短网长度 ,达到节电、节能、削减亏损的成绩 。 炉底电能强度过大 ,会萎缩电石炉运走期限 ,增补大修次数和费用 ; 电能强度过幼,则电石炉炉底面积过大,行使率不高, 修建面积要大,短网要长。 电石炉的容量越大,电能强度也越大。 清淡 电石炉炉底电能强度限制在450-600kW /m 2为宜。 以 40.5MVA 密闭电石炉为例,炉体为圆形,三根电极呈正三角形安放 ,由式 (5) 得炉膛内径为 878cm ,取经验值 900cm 。

炉膛深度

电石炉平常运走时,倘若炉膛太浅,炉料层太薄,会造成蓄炎难得,形式散炎亏损大,从而降矮电石产量,且电极离炉底过近,电弧燃烧过于荟萃,易损坏炉底,迫使电极上升,较难闭弧生产。倘若炉膛太深,则电石逆答区的电能密度削减,会降矮电石质量,出炉难得。

电石炉炉膛深度计算如下式:

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式中:

H-炉膛深度,cm;

Kh-炉堂深度系数,Kh=2.3

炉膛深度按上述公式计算后,需议决炉膛电能密度来进走末了校验。

炉膛的平均电能密度(单位kW/m3)即炉膛内单位体积的平均电功率。相符理的炉膛电能密度与电石炉变压器的有功功率及炉膛体积大幼相匹配,使两者足够发挥作用,达到优质高产节能。倘若炉膛电能密度太幼,很难生产出优质的电石;炉膛电能密度太大,固然能生产出优质电石,但产量不高且铺张片面电能,并易烧坏炉底和炉墙。炉膛电能密度取150~220kW/m。成绩较益。

由式(7)可得40.5MVA密闭电石炉的炉膛深度为320cm。

综上所述,电石炉几何参数的科学计算与确定,对于电石炉坦然郑重优质高效地运走具有主要意义。

以大连重工公司为某电石厂设计制造的12x40.5MVA密闭电石炉为例,主要几何参数为:

电极直径   1400mm

电极走程   1700mm

炉膛内径   9000mm

炉膛深度   3200mm

电极极心圆直径   3900mm

结  语

电石炉设计中几何参数的相符理计算与确定 ,是电石炉设备高效率生产的基本前挑。 实践外明,电石炉能否达到优质高产节能的主意,不光要厉把电石材料质量关, 关键在于电石炉设计时要实在选定电极直径 ,电极极心圆直径、炉膛 内径和炉膛深度等几个主要几何参数 ,从而达到优质、高产和矮耗 主意,产品更具市场竞争力。

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