多点式地面火炬及长期运行情况的研究--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

多点式地面火炬及长期运行情况的研究

发表时间：2021/6/15 来源：《基层建设》2021年第6期作者：王雪松张林博

[导读] 摘要：多点式地面火炬作为一种新型大型石油化工企业废气燃烧处理设施，相对于传统高架火炬，其具有高度低、自动化水平高、易于检修等优势，促使相关工艺在出现以后便得到广泛应用。

        陕西长青能源化工有限公司陕西宝鸡 721000
        摘要：多点式地面火炬作为一种新型大型石油化工企业废气燃烧处理设施，相对于传统高架火炬，其具有高度低、自动化水平高、易于检修等优势，促使相关工艺在出现以后便得到广泛应用。基于多点式地面火炬系统的组成情况，以某甲醇厂中的多点式地面火炬为研究对象，分析多点式地面火炬在运行过程中存在的问题及原因，进而提出针对性优化措施。
        关键词：多点式地面火炬；长明灯；长期运行
        0引言
        某煤制甲醇厂多点式地面火炬现已投用八年，在运行期间，多点式地面火炬层出现长明灯熄灭、常用火炬头堵塞、火炬燃烧不完全、回收压缩机运行不稳定等情况，为能够有效解决该些问题，该甲醇厂工作人员对问题进行深入分析，最终分别确定问题原因，提出相应优化措施。
        1 多点式地面火炬系统组成
        多点式地面火炬系统主要有分级控制系统、火炬燃烧器、蒸汽消烟系统、爆破针型安全阀、长明灯系统以及氮气保护系统六部分组成，具体内容如下。
        1.1分级控制系统
        分级控制系统作为多点式地面火炬的控制核心，其不仅可以用于调整地面火炬燃烧器的投用数量，还能够保证地面火炬燃烧器在燃烧过程中具备充足的压力和速度，进而促使燃烧器燃烧过程中可以与充足的空气发生燃烧反应，提高燃烧效率，实现无焰燃烧效果，满足大型石油化工企业大流量火炬气释放的生产需求。
        1.2火炬燃烧器
        多点式地面火炬相邻燃烧器之间需要保持充足的距离和高度，以此来保证燃烧器在燃烧过程中能够与充足空间发生燃烧反应的同时，也促使同级燃烧器能够实现相互传焰、相互点火，但相邻不同级燃烧器不会出现传焰、点火的效果，进而有效降低多点式地面火炬运行时所产生的热辐射和生烟情况[1]。此外，地面火炬燃烧器的选型也将会直接影响到火炬的运行效果，通常情况下燃烧器多个交错式星型布置或者梅花型布置，此种燃烧器布置方法不仅可以有效提高燃烧器的空气接触面积，还能够降低运行噪音，同时运行过程中所衍生出的空气引射还会达成降低燃烧器温度的效果。
        1.3蒸汽消烟系统
        通常情况下，多点式地面火炬的前5级燃烧器均设置有助燃蒸汽环，并且助燃蒸汽环的喷孔会与燃烧器自身喷孔进行交错布置，在助燃蒸汽环的帮助下，地面火炬的燃烧器将可以实现低流量低压力条件下的有效燃烧效果[2]。在分级控制系统的支持下，后续级燃烧器将具备较强的压力和流量，进而实现在无助燃蒸汽环帮助情况下的无焰燃烧效果。
        1.4 爆破针型安全阀
        多点式地面火炬的各级分级法均会设置有旁路爆破针型安全阀，用于保障分级控制系统失效或者某级分级阀故障情况下的应急安全保护效果。爆破针型安全阀就是在各级分级阀外侧设置固定针来起到分级阀的密封固定，当分级阀的起跳压力大于分级阀预设压力值时，固定针便会弯曲时分级阀密封解除，进而促使火炬气快速释放。事后在处理过程中，仅需要在问题处理完成后更换固定针便可。
        1.5 长明灯系统
        多点式地面火炬的各级区域均需要设置有至少两个长明灯。常用的长明灯主要采用空气预混一文丘里管结构，在运行过程中，文丘里管会快速燃烧火炬气形成负气压，促使更多的空气源源不断地进入到混合器中，与燃料气一同形成混合器，可采用高空手动点火。其次，长明灯系统还会设置有两组热电偶来检测火焰，若是长明灯火焰温度低于177℃[3]，那么系统便会判断长明灯熄灭，进而触发警报系统，并自动引发HEI电子点火系统实现长明灯自动点火。最后，长明灯系统还设置有备份FFG型长明灯点火系统，以此来实现冗余保障效果。
        2 多点式地面火炬长期运行中存在的问题及优化措施
        2.1 长明灯熄灭
        2.1.1 故障现象
        多点式地面火炬长期运行中出现长明灯防风、防雨能力下降，在自然环境因素影响下经常熄灭情况。而若是生产装置出现跳车情况，并且不能够及时点燃火炬气，那么当火炬气积聚到一定程度以后便可能会出现爆炸危险。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

        2.1.2 原因分析
        正常工况下，多点式地面火炬围墙内火焰持续燃烧，生产装置随时被排放大量的火炬气，因此为保障人员安全，在火炬运行期间人，所有人员均严禁进入围墙内，只有在火炬停工后，工作人员方可允许进入围墙内进行检修作业。因此，在检修时会优先在围墙外进行故障排查，即对长明灯火炬气供应气管线的低点排凝口进行排查，发现排凝口无存液情况，因此排除雨水进入燃料气管造成阻塞情况。之后将加大燃料气供应压力发现长明灯火焰出现明显变大，熄灭次数减少，由此可以判断火炬气管存在阻塞情况。
        2.1.3 优化措施
        在全厂大修期间内，工作人员进入围墙内，通过将每级长明灯更换一支的方式来解决生产隐患，在优化后发现问题得到有效解决。此外，在生产厂家专业人员的指导下，检修过程中发现长明灯内部存在积碳结焦情况，在与工作人员探讨分析后改进长明灯设计方案，以此来从根本上解决问题。
        2.2 常用火炬头堵塞
        2.2.1 故障现象
        自多点式地面火炬投用以来，干酸火炬和丙烯火炬均出现过常用火炬头堵塞情况。其中，干酸火炬第1、2级中5个常用燃烧器火炬头故障，丙烯火炬第1、2级中的5个常用燃烧器火炬头故障，并且在故障过程中，燃烧器火焰长度出现明显减小，随着时间的推移火炬头出现熄灭情况。
        2.2.2 原因分析
        在经过工作人员分析以后，可能会导致出现上述故障的原因为以下几点：
        （1）火炬头长期未使用，在使用后经受高温烘烤，火炬气中所携带的结晶物在燃烧过程中出现结焦情况，进而堵塞火炬头；
        （2）干酸火炬总管管径为1.8m，丙烯火炬总管管径为1.35m，火炬气每级延伸管管径为10cm，火炬头喷头直径为4mm，此种管径布置方案导致各级直径差距过大，若是火炬气总管中存在杂物，那么在依此经由各级管路，进入到火炬终端后极易出现火炬头阻塞情况[5]。
        2.2.3 优化措施
        在全厂大修期间，工作人员将干酸火炬和丙烯火炬第1、2级延伸管割开，仔细检查管内结焦情况，并在检查后更换件新的火炬气延伸管和火炬头，相比较老火炬头，新火炬头的开孔数量增加，可以有效降低火炬头结焦堵塞发生几率。其次，工作人员还在第5级延伸管内部增设有清洗过滤器，以此来截留杂物。最后，工作人员将延伸管内部的结焦物质进行化验分析，最终与行业专家确定优化措施，以此来从根本上解决延伸管结焦问题。
        2.3 火炬燃烧不完全
        2.3.1 故障现象
        多点式地面火炬在长期运行过程中共表现出以下两种燃烧不完全现象：其一，地面活动在火炬气流量和压力较小是出现燃烧不完全情况，并且燃烧时偶尔会产生异味[6]；其二，当前五级分级阀在降级关闭期间时，其相对应的蒸汽分级阀在关闭过程中火炬头会出现短暂的黑烟现象。
        3 结语
        现如今，随着多点式地面火炬应用范围的持续增加，其在长期运行过程中将会出现诸多难以解决的故障情况，不过在经过工作人员的深入研究以后，最终提出相应的优化措施，以此来保障多点式地面火炬的长久稳定运行，促使多点式地面火炬的优势得到充分发挥。
        参考文献：
        [1]时亮.多点式地面火炬技术的应用与讨论[J].中国化工贸易，2018，010（009）：79-80，82.
        [2]王鹏.封闭式地面火炬多点射流火焰高度研究[J].消防科学与技术，2018，037（006）：732-735.
        [3]郭万青，盛利.多点式地面火炬应用及安全距离[J].石油化工安全环保技术，2016，32（02）：32-35.
        [4]苟彬德.初探多点式地面火炬的安全环保性能[J].化工安全与环境，2014（15）：12-14.
        [5]苟彬德.对乙烯厂多点式地面火炬安全性的探讨[J].城市建设理论研究（电子版），2013（035）：1-5.
        [6]古静.环保型废气燃烧地面火炬系统的研究[D].陕西科技大学，2012.