电石炉装备发展现状与展望
时间:2022-11-24发布者:大连重工机电设备成套有限公司 张宏程 李晓桐

电石炉装备发展现状与展望
伴随着国家工业水平的不断进步,电石冶炼工厂也经历脱胎换骨式的改造升级,电石生产企业在技改革新上开始投入更多的精力,与装备制造企业协作开发,并研发出一批技术革新成果,取得了诸多成功,意义非凡。现结合中国国内电石炉装备的发展现状,简要分析电石行业发展现状并展望电石行业的未来发展。

一、电石炉装备发展现状

近些年,随着PTMEG、PBAT等化工产品的快速发展,电石产能得到释放,各地企业陆续兴建一批电石项目,推动了电石行业的发展。当前电石行业发展现状,呈现以下几个特点:

1、围绕电石生产的研发团队不断增多。与上一个十年相比,随着国家产业政策的推动及新技术的发展,从原料处理、核心部件、炉前设备、冷却破碎等系统均有大量的科研团队进行攻关,初步形成了覆盖电石冶炼全流程的、百家争鸣的技术研发态势。

2、电石生产装备新技术快速应用。电石新增产能均为目前技术最为先进的大型密闭式电石炉,节能环保降耗措施得当,工厂自动化、机械化程度高,少人化、无人化技术发展迅猛,智能化新技术广泛应用。

3、电石生产企业的技术实力不断增强。很多企业基于自身生产团队知识积累,建立了自己的研究团队,主导或参与新技术的研发进程当中,为行业技术进步起到积极作用。

4、电石上下游同步建设趋势明显。与过去十年商品电石企业较多相比,自化工、发电、电石、石灰、水泥等联产企业同步建设已成为新建项目主流模式。

5、电石炉大型化趋势明显。自2009年大连重工和新疆天业联合推出40.5MVA密闭式电石炉后,国内电石生产企业通过不断累积、消化、吸收操作经验,对大型密闭式电石炉操作水平和管理经验日益丰富,原料适应性更强,出炉等配套设施也日臻完善,电石炉各项经济技术指标不断提升。经过十余年的发展,30MVA以下炉型已经不符合产业政策的要求,面临改造升级或者是淘汰;40.5MVA电石炉已发展成为国内电石生产的主要炉型;60MVA电石炉已经研制成功,成为新建项目首选炉型。

6、电石生产企业规模化趋势明显。随着电石炉型的标准化、系列化,以及操作工人水平的不断提高,电石生产成本降低,利润提高,加大了电石生产企业进一步扩大生产规模。目前,国内100万吨/年以上电石生产企业已十余家,占国内产能的1/4以上。

二、电石炉装备发展展望

我国电石炉装备未来发展,势必会继续在大型化、安全、节能、环保、智能化等方面下大力气改进革新,走科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少的发展道路。现根据我公司新建项目的一些创新成果,在电石炉大型化和智能化两个主要方面发展进行展望,为行业发展提供借鉴。

1)60MVA以上大型化电石炉的应用和普及

电石炉大型化的优点是显而易见的,也是电石行业发展的必然趋势。首先,大型化以后,同产能情况下劳动定员显著减少,企业人力成本降低;其次,同产能情况下项目建设用地减少,建设成本降低;第三,设备大型化以后带来设备设计、制作、安装的门槛变高,实物质量将大幅提高,有利于提高生产和运维质量。

随着电石炉大型化进程,受国家政策推动,电石生产企业在技改革新上开始投入更多的精力,与装备制造企业协作研发出一批技术革新成果。如:电炉设备冷却节水技术、电炉布料及加料设备技术、电炉过程控制技术、出炉设备技术、浇注设备技术、节能与环保技术、煤气干式净化除尘技术、炉料预处理设备技术、配料称量及自控技术、尾气循环利用技术等。这些新技术的应用,提高了行业装备水平,促进了行业的发展。


2)智能化
近几年,智能化是电石炉生产企业关注重点,未来几年,电石炉智能化将有以下特点。
首先,以减少人工、提高效率为目的的智能化单机设备(系统)快速发展。主要包括出炉设备、锅搬运系统、破碎系统、原料仓储倒运系统、无人化公辅等等。这些工段存在用工多、劳动强度大、环境恶劣等问题,根据目前行业发展情况,招工难将是困扰企业发展的重要问题,同时随着供给侧研发的不断突破,机器人等技术的逐渐成熟,供需两端达成一致,最终会促进这一现象的快速到来。
其次,以节能降耗为目的的工厂能源管控系统会快速部署到新建和改扩建项目上。电石炉生产属于高耗能行业,国家节能减排等相关产业政策,会促进企业选择精细化能源管理方式,则必然建立行之有效的能源管控系统。在未来的能源管控系统中,各种能源消耗将被数字化,同工段管理、班组管理紧密结合,不断完善管理短板,降低电石单位产品综合能耗。
再次,以降低冶炼电耗、优化控制为目标的质量寻优模型会快速发展。电石冶炼影响生产指标的变量较多,如原料成份、粒度、配比、操作参数、过程参数、出炉制度等等。传统生产以人工积累经验为主,没有将这些影响因素与产品品质及冶炼指标有机的结合在一起,也就不能很好的进行控制。寻优模型基于计算机技术和大数据分析方法建立控制模型,将相关变量纳入统一平台进行建模,结合生产情况,不断迭代,最终实现基于输入条件的最佳控制参数的输出,稳定生产指标,提高企业效益。
第四,以提高设备作业率为目标的包含智能巡检及设备管理的智能运维系统会快速发展。传统人工巡检方式,巡检频率低,巡检完成率不高,设备管理方面缺乏精细化的统计数据和检维护数据。这两方面的技术短板,造成设备作业率较低,被动维护和过度维护现象时有发生,并且维护成本居高不下,生产成本相应提高。随着巡检技术、检测技术的发展,可以对设备进行在线监测(温度、振动、压力等)和高频次巡检(可见光、红外等机器视觉设备),建立统一管理数据平台对在线监测数据、巡检数据、维护数据进行管理,同时提供数据分析业务,逐步实现预测维护、降低维护成本(时间和备件)、减少故障停机损失,提高维护效率、提高设备作业率,提高企业效益。
三、小结
展望未来电石炉工厂,将会从原料进厂到产品出厂,每个设备、每个生产环节均实现了数字化,设备信息、生产信息清晰可见。整个工厂高效地运转,设备之间不仅彼此协作,又相互协调包容,设备作业率有了很大提高,工厂定员下降30%以上,综合能耗指标达到国优水平,实现绿色电石冶炼工厂。