公用工程系统.docx

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公用工程系统

公用工程系统

第一章火炬系统

1.1系统概况

1.1.1系统简介

火炬系统是辽化炼油扩建装置的配套设施，其作用是处理加氢裂化、制氢、脱硫及硫回收、延迟焦化、加氢精制、燃料站等装置生产或事故状态下排放的可燃气体。

在生产需要或发生事故时，系统还可以与辽化二期生产装置火炬并网运行。

系统由洛阳石油化工工程公司设计院设计，改造设计由辽宁省石油化工规划设计院辽阳科贸分院、中国石油工程设计辽阳分公司、中国冶金建设集团鞍山焦化耐火材料设计研究总院等单位完成。

系统设有火炬气回收卷帘干式气柜、火炬、阻火水封罐、低压燃料气分液罐、压缩空气罐、燃料气分液罐、阻火器、火炬气回收压缩机组、火炬自动点火、压缩机及气柜自动控制系统、工艺管线及生产辅助设施等，占地面积约1．2公顷。

火炬头上设有两盏长明灯，其中一盏为内传燃式，另外一盏为程控式，燃料气原设计单耗为30kg/h。

2005年改造压缩机组，增设一台60m3／min压缩机组。

火炬气回收压缩机单机最大回收量可达4000M3/h，气柜公称容积为20000m3。

系统放空气体温度为43～160℃，最高压力为0.315MPa，放空能力为：

轻质110t/h；重质290t/h。

全部系统每天设计吞吐能力达70500～94500m3,年连续运行时间为7000小时。

1.1.2工艺原理

1.1.2.1回收及燃烧系统

系统主要是用来回收或燃烧炼油厂各生产装置排放出的可燃气体。

来自常减压、加氢裂化、制氢、延迟焦化、加氢精制、脱硫及硫回收等装置的放空气体，经放空总管线首先进入凝缩油分离罐V－2147－04进行气液分离，分离掉直径大于300um的凝缩油液滴，成为干的火炬气。

当进站总管压力高于10KPa时，气动紧急切断阀关闭，火炬气从V－2147－04顶部流出并进入阻火水封罐V－2147－05，经水吸收后自其顶部流出，沿管线经阻火器进入火炬筒体FS－2147－01，再经分子密封器至火炬头顶部直接排空燃烧；当进站总管压力低于10KPa时，火炬气体经回收管线，通过气动紧急切断阀进入回收系统。

进入回收系统的火炬气温度为0～70℃，压力为3～6KPa。

当上游装置大吹风时，火炬气进入储气柜中储存，同时部分火炬气经压缩机加压，并送往脱硫装置或燃料站；当上游装置非大吹风时，火炬气进入系统后，与气柜中储存的火炬气一起经压缩机加压，并送往脱硫装置或燃料站。

压缩机入口管道内的火炬气是通过自动蝶阀进入压缩机的，经压缩后压力升至0.5－0.75MPa，温度不超过75℃，然后再经压缩机出口进入分离罐，火炬气与冷却液分离后，沿工艺外线经流量计进入脱硫装置或燃料站的燃料气缓冲罐R0121，与燃料气并网。

1.1.2.2阻火水封系统

在阻火水封罐V－2147－05中，阻火水封挡板将水封液位提升到600～800mm，因此当火炬气沿放空管线通过水封时，管线中气体的压力就会达到5～7KPa，这一压力正是压缩机变频压缩气体及火炬程控自动点火系统的工作信号。

该信号通过压力变送器，一路传送给压缩机变频调控系统，另一路则输送到室内程控自动点火系统。

V－2147－05中的水封液位是半自动控制的，当罐内挡板的液位低时，自控系统会打开补水调节阀向罐内补水。

水封液位的高度可人为设定，一般控制在600～800mm之间，使放空管线中的压力达到5～7KPa。

液位自控系统只能控制补水，不能控制排水。

1.1.2.3压缩机系统

螺杆式压缩机的工作原理属于容积式压缩机的范畴。

螺杆式压缩机内的气流方向，在压缩机内是沿进口到出口呈对角线方向流动的，螺杆压缩机内气体流动方向及喷水方向如图所示，它的工作过程分为吸气、压缩、排气三过程。

在吸气结束，压缩过程开始之时，向气缸内喷入软化水，借以降低压缩过程的温升，在压缩气体达到额定排压时，排气温度被控制在85℃以下。

螺杆式压缩机由于存在排气过程的不连续性。

因此气流是脉动的，但是，因螺杆压缩机转速高，而且齿数又多，故气流可看作是平稳均匀的。

喷水口进气口

排气口

压缩机内气体流动方向

　　压缩机自控系统包括进气温度、排气温度、进气压力、排气压力、润滑油温度、润滑油压力、分离罐液位等。

其中C101-A/B的进气温度、排气温度、进气压力、排气压力、润滑油压力五项参数设有声光报警和自动连锁；C101-C/D的排气温度、进气压力、排气压力、润滑油压力四项参数设有声光报警和自动连锁；C101-Ｅ的排气温度、进气压力、排气压力、润滑油压力、四项参数设有声光报警和自动连锁；而C101-A/B/C/D机组的润滑油温度、分离罐液位等只设声光报警；C101-Ｅ机组的润滑油温度及液位、分离罐液位、电机温度、轴承温度等只设声光报警。

正常生产时，五台压缩机三开二备。

　　压缩机的进排气压力、润滑油压力、排气温度等都显示在室内计算机屏幕上。

当进气温度＜－20℃时，自动连锁系统会发出声光报警，C101-A/B主机自动停车。

当排气温度＞75℃时，自动连锁系统会发出声光报警，但主机不停车，若排气温度继续升高并到９５℃时，主机自动连锁停车。

压缩机的入口管线进气压力在0.5～6KPa之间，出口管线压力不高于0.75MPa。

当进气压力≥0.5KPa时，入口蝶阀自动开启，压缩机处于正常变频压缩状态。

当进气压力达到3KPa时，压缩机主电机以最高转速（2950转/分）工作，此时压缩机处于满负荷运行状态（C101-Ｅ除外）。

当进气压力＜0.5KPa时，自动连锁系统立刻关闭压缩机入口蝶阀，并发出声光报警，30秒后主机自动停机。

当排气压力＞0.72MPa时，压缩机入口控制系统发出声光报警，当排气压力＞0.75MPa时，压缩机入口蝶阀自动关闭，控制系统发出声光报警，压缩机自动连锁停车。

压缩机润滑油是通过油泵加压，再经油分配器送到各润滑点的。

正常状态下油泵压力为0.5～1.0MPa（C101-A/B/C/D）和0.3～0.5MPa（C101-E），回油温度不超过75℃。

当油压＜0.5MPa（C101-Ｅ＜0.3MPa）时，连锁系统会发出声光报警，当油压＜0.3MPa（C101-Ｅ＜0.15MPa）时，连锁系统会发出声光报警，主机自动停车。

压缩机出口气液分离罐的液位也是自动控制的。

其中C101-A/B的液位为260～480mm,C101-C/D的液位为200～400mm，C101-E的液位为180～380mm。

液位的升高可通过开脱盐水补水阀来控制，液位的降低可通过罐底自动排液调节阀来控制。

1.1.2.4自动点火系统

火炬系统采用的是PYH-433型火炬自动点火装置及PYH-422型火炬自动点火程控仪。

当程控仪运行处于全自动状态，接到来自阻火水封罐的压力信号大于4.5KPa或流量大于1000m3/h且无火燃信号时，认为有燃气体向火炬排放，此时由PYH-422输出开阀和点火指令信号，指示PYH-433进行自动点火。

火炬点燃后程控仪自动检测火燃信号，关闭电磁阀及PYH-433点火器，并继续监视火炬燃烧情况。

当火炬意外熄灭时，程控仪会重新对火炬进行点火。

当火炬燃烧物排放完毕，火炬熄灭时，程控仪处于监视状态，等待下一次排放点火。

当程控仪运行处于半自动状态，接到来自阻火水封罐的压力信号时，不管有无火燃信号，都要按程序设定的时间参数输出控制信号指示PYH-433对火炬进行点火。

半自动状态下程控仪不检测或监视火燃信号。

当程控仪运行处于手动状态时，操作人员可通过手动按键，按程序设定的时间参数输出控制信号指示PYH-433对火炬进行点火，并可进行硬手动开阀、强制点火。

1.1.3工艺流程

1.1.3.1燃烧系统

常减压、加氢裂化、制氢、延迟焦化、加氢精制、脱硫及硫回收等装置的放空气体经放空总管线进入火炬单元，当进站总管压力大于10KPa时，首先进入凝缩油分离罐V－2147－04进行气液分离，分离掉直径大于300um的凝缩油液滴，成为干的火炬气，然后从V－2147－04顶部流出并进入阻火水封罐V－2147－05。

气体在V－2147－05中经水吸收后自其顶部流出，沿管线经阻火器进入火炬筒体FS－2147－01，再经分子密封器至火炬头顶部进行放空燃烧。

来自燃料站的燃料气首先进入燃料气分液罐V－2147－01进行气液分离，气体从V－2147－０１顶部流出，其中一部分气体供给火炬点火器，以供点燃内传燃式长明灯，另一部分气体经管线至火炬头供给长明灯燃烧。

1.1.3.2火炬气回收系统

当进站总管压力低于10KPa时，自阻火水封罐V－2147－05入口管线（FG01，700）引出的DN800管线，通过气动紧急切断阀进入本系统，火炬气温度为０～70℃，压力为３～６KPa。

上游装置大吹风时，火炬气进入储气柜中储存，同时部分火炬气经压缩机加压后送往脱硫或燃料站；上游装置非大吹风时，火炬气进入系统后与气柜中储存的火炬气一起经压缩机加压后送往脱硫或燃料站。

压缩机入口管道内的火炬气是通过自动蝶阀进入压缩机的，经压缩后压力最高可升至0.75MPa，温度不超过90℃，然后再经压缩机出口进入分离罐，压缩气与冷却液分离后，沿工艺外线经流量计进入脱硫装置或燃料站的燃料气缓冲罐R0121，与燃料气一起并网。

　　来自第一循环水场的工业循环水，温度约25—30℃，压力为0.4～0.7MPa，经地下管道进入压缩机系统与压缩机循环喷液换热后，热水再经地下管道返回循环水场。

　　来自管网的脱盐水，温度约为30℃，压力约为0.4～0.6MPa，自加氢“十字管排”起，经地上管道进入火炬界区，在阀门的控制下，直接进入压缩机入口，作为开机和运行补充冷却液。

　　压缩机出口分离罐中的液体，温度不超过75℃，压力为0.5－0.75MPa，经管道进入本机换热器，与循环冷水换热后，温度大约降至30℃，经管道返回到压缩机入口，作为压缩机的循环冷却液。

1.1.3.3火炬自动点火系统

来自燃料站的燃料气，温度约为60℃，压力不超过0.75MPa，经工艺外线进入界区内的燃料气分液罐V－2147－01，通过缓冲分液后，经流量计进入火炬点火燃料气主管线，然后再经自动点火防爆电磁阀，沿管线至火炬头上的PYH-433高空点火器，并与空气充分混合，在室内PYH-422火炬自动点火程控仪的控制下，点燃火炬长明灯，引燃火炬气。

1.1.3.4内传燃点火系统

来自空压站净化风，温度约40℃，压力为0.70MPa，经管线进入储气罐V－2147－02。

气体从V－2147－02顶部流出，沿管线至火炬内传燃点火器，与来自管网的燃料气一起，以16:

1的体积比混合。

混合气进入内传燃点火器后，被设在内部的电动火花塞密封点燃，并沿管线至火炬头，引燃内传燃长明灯。

1.1.3.5低压蒸汽系统

来自管网的0.8MPa低压蒸汽，进入界区后分三路到达火炬，其中有两路分别在调节阀的控制下沿竖向管排至火炬头，用作内、外消烟蒸汽；另一路自火炬下部进入火炬筒体内，用作分子密封器结冻蒸汽。

火炬系统工艺流程参见附图LY-GY-03。

1.2工艺指标

1.2.1火炬气指标

表1.2.1.1火炬气质量指标

类别

技术指标

单位

参数

火

炬

气

组

分

CH4

V%

13.8

C2H6

V%

3.94

C3H8

V%

3.66

C3H6

V%

0.56

nC4H10

V%

0.98

iC4H10

V%

2.21

C4H8

V%

0.30

C5H12

V%

0.29

H2

V%

61.82

C2O2

V%

13.06

火

炬

气

理

化

名

称

高热值

MJ/m3

25.254

低热值

MJ/m3

22.575

爆炸上限

%

33.331

爆炸下限

%

4.188

华白指数

MJ/m3

35.628

分子量

14.375

摩尔容积

22.332

密度

kg/m3

0.4～0.650

相对密度

0.502

临界温度

K

128.827

临界压力

MPa

2.849

动力粘度

Pa.s

9.920×10-6

运动粘度

m2/s

15.025×10-6

绝热指数

1.352

1.2.2回收气体指标

表1.2.2.1回收火炬气体指标

技术指标

单位

参数

压力

MPa

≤0.75

温度

℃

≤85

1.2.3公用工程指标

表1.2.3.1公用工程指标

项目

蒸汽

循环水

风

脱盐水

电

单位

MPa

Mpa

MPa

MPa

V

指标

0.8～1.0

0.4～0.6

0.5～0.7

0.4～0.6

380

1.2.4主要工艺控制指标

表1.2.4.1系统主要生产工艺控制指标

项目

仪表位号

单位

指标

阻火水封罐液位

V-2147-05

mm

600～800

气柜柜容高度

LI-01

m

3～27

气柜柜内温度≤

1/2TI-01

℃

85

气柜柜内压力

PI-12

KPa

3～4.5

自动点火压力≥

KPa

4.5

自动点火放空量≥

m3/h

1000

压缩机进气温度≤

1/2TI-05/08

℃

50

压缩机进气压力≥

1/2PI-01/09

KPa

0.5

压缩机排气温度≤

1/2TI-06/09

℃

90

压缩机排气压力≤

1/2PI-05/10

MPa

0.75

压缩机进油温度≥

℃

７

压缩机回油温度≤

℃

85

压缩机润滑油压力（A、B、C、D）≥

MPa

0.5

压缩机润滑油压力（E）

MPa

0.3～0.5

压缩机润滑油液位（A、B、C、D）

　过滤器上沿

mm

50～60

压缩机润滑油液位（E）

玻璃板液位中间

mm

50～100

压缩机分离罐液位

C101A/B

mm

260～480

压缩机分离罐液位

C101C/D

mm

200～400

压缩机分离罐液位

C101E

mm

190～400

表1.2.4.1压缩机C101E控制报警、停车一览表

序号

控制项目

控制要求

作用

1

进气压力

≤0.05MPa（A）

报警联锁停车

2

排气压力

≥0.72MPa（G）

≥0.75MPa（G）

报警

联锁停车

3

润滑油供油总管压力

≥0.30MPa

≥0.50MPa

≤0.20MPa

≤0.15MPa

允许开车

手动停辅泵

报警启动辅泵

联锁停车

4

密封油回油与密封气回气压差

≤0.05MPa

报警

5

油过滤器压差

≥0.12MPa

报警

6

排气温度

≥90℃

≥95℃

报警

联锁停车

7

进排气端径向轴承温度

≥70℃

≥75℃

报警

联锁停车

8

止推轴承温度

≥75℃

≥80℃

报警

联锁停车

9

电机轴承温度

≥85℃

报警

10

电机定子温度

≥135℃

≥140℃

报警

联锁停车

11

润滑油供油总管温度

≥50℃

报警

12

油箱温度

≥22℃

≤24℃

≥26℃

允许开车

电加热器开

电加热器关

13

油箱液位

低于最低操作油位

报警

14

分离器液位

>下法兰中心线上390mm

<下法兰中心线上190mm

报警及控制

报警及控制

1.2.5公用工程消耗指标

表1.2.5.1公用工程消耗指标

序号

名称

用途

单位

用量

1

低压蒸汽

火炬头消烟

t/h

9.58

火炬低部吹扫

t/h

0.1

设备伴热

t/h

0.18

管线伴热采暖

t/h

0.14

压缩机

t/h

0.2

合计

t/h

10.2

2

仪表风

各仪表用风点

m3/h

5

电点火器

m3/h

30

合计

m3/h

35

3

氮气

火炬管线及分子密封器吹扫

m3/h

40

压缩机

m3/h

20

合计

m3/h

60

4

新鲜水

Ｖ－2417－05及生活用水

t/h

1～3

5

工业水

压缩机

t/h

0.5

6

循环水

压缩机

t/h

15～30

7

脱盐水

压缩机

t/h

2～5

8

电

压缩机及其他设备

KW•h

563

1.2.6界区条件

表1.2.6.1公用工程界区条件

序号

名称

界区条件

来源或去向

温度

（℃）

压力

（MPa）

1

放空气体

43～160

0.315

自常减压、加氢、制氢、脱硫、焦化等装置

2

火炬回收气

≤85

≤0.75

去燃料站或脱硫装置

3

低压蒸汽

200

≥0.9

自管网

4

脱盐水

30

0.4

自管网

5

氮气

常温

1.1～1.6

自管网

6

净化风

常温

≥0.6

自管网

7

循环水

32

0.45

自地下管网

8

新鲜水

25

0.3

自地下管网

习题

1.火炬系统的主要作用是什么？

2.系统共设几台回收压缩机？

处理量多大？

3.压缩机排气温度、压缩机排气压力分别为多少？

4.气柜柜容高度、气柜柜内温度、气柜柜内压力分别为多少？

第二章燃料气系统

1.1系统概况

1.1.1系统简介

燃料气系统属于燃料站的一部分，是炼油厂扩建工程各主要生产装置的配套设施，其作用是为加氢裂化装置、制氢装置、延迟焦化装置、加氢精制装置、脱硫及硫回收装置、火炬系统等提供生产用燃料气。

该系统由中国石油工程设计辽阳分公司（原辽化设计院）负责设计，1996年进行过系统扩容改造。

与燃料油系统一起设有控制室和泵房各一座，此外还配有更衣室及操作间等辅助设施，占地面积约为0.15公顷。

系统设有液态烃汽化器两台（单台加热面积为89.15M2），燃料气缓冲罐一台（Φ3228×7398mm），管线及管件若干，仪表自动联锁控制系统等。

装置运行时，以液化石油气为生产原料，低压蒸汽为动力，采用恒温减压汽化的方法生产燃料气，并通过缓冲罐、压控系统及工艺管网等设备，将燃料气送往各生产装置。

装置连续生产时间为8000小时，原设计单台汽化器生产能力为4.5t/h，弹性可达5.54t/h；扩容改造后单台汽化器生产能力为9.54t/h，弹性可达15t/h。

2004年改造后，当火炬回收气组分不好或不稳定时，E0121B一组汽化器可改直供加氢装置液化气。

1.1.2工艺原理

1.1.2.1原料及产品界区条件

原料：

液化石油气。

来源：

开车时来自东油品轻烃球罐区，正常生产时（即当脱硫装置开工且生产正常时）来自脱硫装置。

进站条件：

温度40℃，压力1.6MPa，限制最大流量9.54t/h。

产品：

燃料气。

出站条件：

温度40℃，压力0.55MPa，限制最大流量9.54t/h。

1.1.2.2物料平衡

加氢裂化、制氢、脱硫装置及火炬系统开车时，燃料气最大用量为4.54t/h。

延迟焦化、加氢精制装置开车时，燃料气最大用量为5t/h。

各装置全面开车时，燃料气最大用量为9.54t/h。

系统生产物料平衡参见图1.1。

液态烃自轻烃球

罐区或脱硫装置

燃料气至

生产装置

燃料气系统

处理

液态烃

T＝40℃

P＝1.6MPa

Q＝9.54t/h

燃料气

T＝40℃

P＝0.55MPa

Q＝9.54t/h

图1.1燃料气系统生产物料平衡图

1.1.2.3设备运行

正常生产时液态烃汽化器一开一备，其他设备无备用。

1.1.3工艺流程

1.1.3.1液态烃及燃料气

自轻烃球罐区来的液态烃（正常生产时来自脱硫装置）经工艺外管网进入燃料站,温度40℃,压力1.6MPa,通过流量计FIQ/201后,在流量调节阀PIC/201或PIC/202的控制下,以一定流量从底部进入液态烃汽化器E0121A或E0121B｡液态烃在E0121A/B的壳程内作恒温减压汽化,操作压力为0.57MPa,操作温度为40℃｡汽化所需的热量由管程内的低压蒸汽供给｡液态烃汽化后从E0121A/B的顶部经过滤网及工艺管线自压进入燃料气缓冲罐R0121,然后自其顶部经过滤网流出,在PRCA/201的监控下,一路去加氢裂化和制氢装置,一路去延迟焦化及加氢精制装置,另一路至火炬长明灯｡

1.1.3.2低压蒸汽

来自工艺外管网的低压蒸汽进入界区后,在压力调节阀PCV/203的控制下（阀后压力不超过0.5MPa）,进入液态烃汽化器E0121A或E0121B的管程,为壳程内的液态烃汽化提供热量｡降温后的蒸汽（一部分是冷凝水）自汽化器的底部流出,在经副线疏水器和正线调节阀PV/201A的控制下经站内冷凝水管线进入冷凝水管网｡

1.1.3.3放空系统

在液态烃进站线､E0121A/B､R0121及低压蒸汽管线上分别设有压力安全阀,系统超压时安全阀会自动起跳,物料自安全阀出口进入站内放空主管线WF0127,并沿火炬放空线FG-01至火炬燃烧｡

E0121A/B底部及R0121分液包中的凝缩液体经阀门和管线自压进入站内放空主管线,火炬系统进行回收利用｡

当缓冲罐R0121燃料气出口超压时,联锁控制系统会自动打开放空调节阀PV/201B或PV/201C,将超压气体排入站内放空主管线,火炬系统进行回收利用｡

燃料气系统工艺流程参见附图GY-02-02｡

1.1.4自控系统

1.1.4.1压力控制

燃料气出站压力由PRCA/201分程及串级控制｡PRCA/201压力信号来调节流量调节阀PIC/201或PIC/202的开度,以调节液化气的进量,来控制系统压力｡同时当R0121出口压力超高时,PRCA/201联锁分程传送信号,先打开排空调节阀PV/201B进行火炬排空,当排空达到一定压力时,再打开排空调节阀PV/201C,继续排空,PRCA/201串级向汽化器冷凝水调节阀PV/201A传送信号,使其动作,调整加热蒸汽量,减少液态烃汽化量;当R0121出口压力低时,PRCA/201自动传送信号,并调整冷凝水调节阀PV/201A,提高加热蒸汽量,加大液态烃汽化量｡

1.1.4.2加热控制

加热蒸汽进入液态烃汽化器E0121A或E0121B的管程,为壳程内的液态烃汽化提供热量｡降温后的蒸汽（一部分是冷凝水）自汽化器的底部流出｡系统不补量或补量较少时,PRCA/201发出指令信号,关小或关闭进料调节阀PIC/201或PIC/202的供风电磁阀,汽化器产生冷凝水经副线疏水器进入冷凝水管网;当补量较大时,由PRCA/201指令调节阀PIC/201或PIC/202动作,加大进料量,汽化器产生冷凝水经副线疏水器和正线调节阀PV/201A的控制下提高排水量,加大液态烃汽化量,经站内冷凝水管线进入冷凝水管网｡

1.2工艺指标

1.2.1物料平衡

表1.2.1燃料气物料平衡表

液态烃进站量

气态烃出站量

来源

单位（kg/h）

去向

单位（kg/h）

脱硫

（正常）

轻烃罐区

（开工）

9540

加氢

制氢

火炬