火炬结构

火炬的结构与运行蔡潮波2011年8月一、火炬的结构二、火炬的操作运行三、火炬目前存在的主要问题四、操作要点火炬主要参数1#火炬筒体筒体高度110.5米筒体直径DN1200mm设计最大排放量（t/h）6653#火炬筒体筒体高度121.5米筒体直径DN1200mm设计最大排放量（t/h）650一、火炬的结构一、火炬塔架二、火炬平台三、火炬筒体四、火炬头五、分子封六、长明灯七、电打火八、火炬附属装置火炬塔架高架火炬塔架采用三角形钢结构，钢柱、梁、支撑等主要构件均采用无缝钢管，主要构件之间连接均采用法兰盘、高强螺栓连接，次要构件采用节点板高强螺栓连接，桩基础。火炬平台火炬总高121.5米共设有四层平台分别为：34米处平台、59米处平台、109.5米处分子封平台、顶层115.5米火炬头平台火炬筒体火炬筒体采用DN1200钢管分段组焊，筒体底部封头中心设有排凝管线；筒体底部侧面有三个DN800进气管线；顶部连接分子封。火炬分子封主要结构：钟罩、固定筋板、手孔等附件组成。原理：采用分子封阻火是利用气体密度差异,在分子密封器前不断吹扫入N2等比空气密度低的惰性气体,以及依靠气体分子密封器本身的结构,增大阻力来抑制氧的渗入,限制氧含量小于4%,以使其达不到爆炸的范围。同时保证系统处于正压,防止空气倒入火炬系统,避免发生回火和爆炸。结构图火炬头火炬头是燃烧放空气的装置，火炬头上设有2路蒸汽:一路采用火炬头外环管上的30个梅花喷嘴注入方式,为火炬头主消烟蒸汽,消耗量为27.3t/h;另一路蒸汽从火炬头内部中心管喷射注入,消耗量为3.85t/h。2路蒸汽压力0.7MPa,温度310℃。燃烧原理火炬头满足环保要求有2种涵义:第1种就是改善火炬头的燃烧状况,消除燃烧时产生的黑烟,使排放气燃烧完全;第2种就是要保证火炬头低噪音运行。而这2方面的要求是互相矛盾的,即消除燃烧黑烟改善燃烧状况往往是以增大噪音为代价的。普通的火炬头均采用扩散燃烧方式,排放气体未预先与空气混合,燃烧所需要的空气只能依靠扩散作用从周围大气中获得,造成燃烧不完全产生黑烟,特别是在装置排放量大时。为了消除排放气燃烧黑烟,国内外普遍采用蒸汽助燃技术,即按照排放气量的大小,向火炬头燃烧区域注入适量的蒸汽,当燃烧过程中局部缺氧造成析碳时,高温下的蒸汽与碳发生水煤气反应,从而消除碳析达到无烟燃烧:H2O+C→CO+H2由于蒸汽是在一定的压力条件下注入的,喷嘴必将产生较大的喷射噪音,从而显著提高了火炬头运行噪音。火炬长明灯长明灯底部设置可调式空气引射器,其利用文丘里原理,用带一定压力及流速的燃料气通过引射器,当到达引射器最小流通面积时,流速到达极限,此时引射器周围的大量空气被“吸入”至燃料气管路中,与燃料气混合直至长明灯顶部。引射器为可调式,通过旋动引射器活塞门,可调节燃料气与吸入空气间的比例,从而自由调节长明灯火焰的钢度,达到火焰的最佳状态。火炬电打火电打火组成：电源、控制回路、高压发生器、地面点火器，高空点火极，电缆电打火产生火花的基本原理：1、空气的电离：通常情况下空气是不导电的，但是如果电场特别强，空气分子中的正负电荷受到方向相反的强电场力，有可能被“撕”开，这个现象叫做空气的电离。由于电离后的空气中有了可以自由移动的电荷，空气就可以导电了。2、给存在一定距离的两电极之间加上高压，若两电极间的电场达到空气的击穿电场时，两电极间的空气将被击穿，空气在强电场中电离，并产生大规模的放电，形成气体的弧光放电。这时如果在放电区域有可燃的气体，就会引燃可燃的气体。火炬附属装置详见火炬流程图：二、火炬的操作运行相关参数：1正常情况下，3#火炬分子封采用氮气密封，氮气流量≥30Nm3/小时，正常情况下按35Nm3/小时左右控制（采用蒸汽密封时，3#火炬分子封蒸汽流量＞0.20吨/小时，一般按0.35吨/小时左右来控制）；23#火炬高压瓦斯管线设计温度60℃，设计压力0.7MPa；33#火炬内传焰管线设计温度610℃，设计压力0.7MPa；43#火炬凝液管线设计温度60℃，设计压力1.4MPa。操作规定：13#火炬在正常工况下点两路长明灯，即单月点5#、7#长明灯，双月点6#、8#长明灯，每月1日白班进行轮流切换操作，轮换期间必须始终保持有二组长明灯正常燃烧；23#火炬在正常工况下电打火系统投自动状态，并按规定进行测试；3低压瓦斯放3#火炬时，岗位人员应适当开启中心助燃蒸汽、引射助燃蒸汽进行助燃，其中引射蒸汽可根据排放量的大小选择开启一路或两路；4为确保3#火炬长明灯的燃烧质量，岗位人员应适当开大长明灯管线阀门；5当3#火炬电打火系统失灵或出现其它异常情况下，可采用地面点火设施点燃主火炬或点燃长明灯。地面点火设施点火时的瓦斯压力控制0.04MPa左右，风压控制0.1MPa左右（既比例控制在1：2.5左右）63＃火炬底部的排液“U”型管处，每月15日白班要进行脱排、排液管路畅通情况检查并做好交接班记录，发现管路不通，应及时汇报工段及配合处理。三、火炬存在的主要问题1、火炬头燃烧器及管线腐蚀严重。（定期大修更换）2、长明灯、电打火管线在高温下应力大，容易在应力薄弱处变形，甚至断裂。（定期消应力处理）3、两路蒸汽线运行中水击较大，管线容易出现裂纹。（蒸汽线底部增加排凝阀，减少水击产生）操作要点1、及时、认真盯表，及时记录压力、温度、液位等各种数据。监视火炬头部长明灯燃烧温度变化，确保火炬保持点长明灯。2、R31（水封压力800mm)水封没有自动补水控制，出现水封突破情况，当班岗位人员应及时现场检查操作补水。3、R30内保持100mm～600mm的凝油高度，当凝油液位超过规定值时，因没有自动排凝控制设施，须现场操作控制进行脱排。4、火炬长明灯瓦斯凝液要勤排。不排出凝液可能堵塞长明灯限流孔，至长明灯熄灭。5、主火炬头上设有两路蒸汽用于火炬消烟，一路是火炬头的中心蒸汽；一路是火炬头的引射蒸汽。蒸汽总管上设有气动切断阀，可通过操作室控制台的手操开关控制气动切断阀的开关。引射蒸汽、中心蒸汽管线上分别设有气动调节阀，蒸汽的流量可通过操作室调节仪的手操器进行手动遥控操作；当主火炬系统排放时，操作室打开主管切断阀开关打到“开”位，然后观察主火炬头上的黑烟状况，通过调节气动调节阀的开度，直至主火炬头上无黑烟冒出。当火炬放空燃烧时应密切注意蒸汽的匹配情况，切勿让主火炬头在无蒸汽的情况下燃烧，同时也应注意节约蒸汽的用量。蒸汽的用量以主火炬头上恰好无黑烟冒出为宜。