大唐火炬系统操作说明Word文档下载推荐.docx
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CH3OH
按甲醇装置停电工况确定火炬设计排放量为546t/h。
甲醇及其上游装置低压排放气进入本火炬系统，在火炬工艺设计、设备选型的过程中，要求同时适应这些排放工况的气体流量、组分、温度、压力等特性要求。
一.1.3低压排放气（MTP装置停电工况）
MTP-603PSV002
110855
30.2
109
MeOH,H2O
MTP-604PSV014
25747
35.4
20
C2H4,C3H6
MTP-605PSV009
90000
72.9
87.3
C4,C5,C6
MTP-605PSV006
90173
26.1
-35
C2H4,CH4
MTP-655PSV001
7436
18
-17
C2H4,CH4,CO,H2
MTP-605psv015
169200
42.1
53.3
C2h4
按MTP装置停电工况，以上排放量合计为493.411t/h，考虑15%设计裕量，确定火炬设计排放量为567.4t/h。
MTP装置及PP装置低压排放气进入本火炬系统，在火炬工艺设计、设备选型的过程中，要求同时这些排放工况的气体流量、组分、温度、压力等特性要求。
一.1.4酸性排放气
酸性气脱除
400PV0545
28646.6
40.609
24.7
CO2,H2S
酸性气火炬的设计排放量为28.65t/h。
一.2火炬系统工艺流程说明
在一般的火炬工艺流程中，均设置分液罐，用来分离火炬排放气中的夹带的液体，以防止“火雨”产生。
但是，在本项目甲醇装置低压火炬系统中，不设置分液罐，只设置局部水封结构的水封罐，原因有二：
甲醇装置低压火炬气的主要组分为MeOH、CO2、H2、CO，它们产生液滴的可能性很小，不需要设置专用于气液分离的分液罐。
即使在火炬气中含有少量重烃类组分，由于水封罐采用局部水封结构，增加了分液空间，也可以对重烃类组分进行分液处理。
因此，虽然没有设置分液罐，但是可以保证做到火炬不会下“火雨”。
MTP装置低压火炬排放气中含有大量重烃类气体，设置分液罐，在分液罐后再设置水封罐。
高压火炬系统中设分液罐和水封罐。
酸性气火炬不设分液罐、水封罐，通过分子密封器和阻火器来达到防回火目的。
一.3火炬系统设备说明
一.3.1火炬头
火炬头是火炬系统中的关键设备。
通过控制火炬气的出口马赫数、特殊设计的火炬头，确保火炬气的火焰稳定性和较高的燃尽率，保证对火炬气的处理满足环保要求。
火炬头的设计满足下列关键要求：
满足对各种工况下放空气体的处理要求，燃烧负荷范围较宽；
燃烧处理满足环保要求，燃烧完全、稳定，燃烧产物满足国家相关环保要求。
高压火炬头采用扩散式空气助燃型火炬头。
该结构型式火炬头利用排放气自身压力和燃烧火焰，卷吸周围空气助燃，燃烧负荷范围宽广，对于小量排放气和大量排放气均能达到良好的燃烧效果。
对于煤气化装置单系列开车工况，排放量只有甲醇装置事故排放总量的1/6，即146t/h。
这时，燃烧器热负荷仍然很高，火焰长度约38m，可以做到安全、稳定、完全地燃烧。
甲醇装置低压火炬头和MTP装置低压火炬头均采用高燃烧效率、低噪声、蒸汽消烟火炬头，蒸汽喷嘴采用高效梅花喷嘴以降低蒸汽消耗量。
火炬头采用多喷嘴小孔径喷射技术及消音技术，降低助燃蒸汽喷射噪音。
酸性气火炬头采用H2S专用火炬头，保证H2S的分解率和燃烧效果。
酸性气火炬头设伴烧燃烧器。
火炬头部采用高温合金，耐高温，使用寿命长，保证大于15年。
一.3.2分子封
本项目中每个火炬均设置分子封。
分子封采用动态密封，密封气采用氮气，氮气的耗量采用固定流量控制方案。
分子封具有以下优点：
采用七一一研究所专有技术和试验台，配合FLUENT计算软件，运用有限体积的方法生成离散网格进行模拟工况计算，力争实现最佳的阻止空气倒流效果、最低的氮气密封量、最优的放空气流动条件。
采用动态密封从根本上避免了冬季冻堵现象，不需蒸汽伴热。
分子密封器直接设置在火炬头内部。
一.3.3火炬筒体
主火炬系统的火炬筒体共四根（规格为DN1500mm、DN1600mm、DN400mm），高度102米，材料为16MnR和20#；
设计时经多阶动力响应计算，确保在任何风速下不产生共振。
火炬筒体所受水平风荷载可通过在垂直方向上布置的若干抱箍传递给支撑塔架。
一.3.4水封罐
火炬系统设置水封罐3台，规格为DN4000，长度为12米，卧式容器。
水封罐是火炬放空系统的安全设备，通过水封将火炬系统和上游装置有效隔离，确保上游装置的绝对安全。
一.3.5分液罐
火炬系统设置分液罐罐两台，规格为DN4200、DN4000，长度为14米、12米，卧式容器。
一.3.6地面内传焰点火器
火炬系统设2台现场地面内传焰点火器，可通过手动方式点燃长明灯。
一.3.7高空电点火装置
火炬系统设置15套高空电点火装置，可保证火炬设施点火的可靠性。
高空电点火装置由高能点火发生器、高压电缆、抗蚀电极发弧装置及高空点火枪组成。
高空点火枪安装在火炬头长明灯旁，用于引燃长明灯，同时也可引燃自火炬头排出的放空气。
一.3.8火炬塔架
火炬系统设火炬塔架一座。
塔架高度为100米，底部根开20米，顶部根开10米。
塔架用于支撑火炬筒体，通过在垂直方向上布置的若干抱箍承载筒体所受水平风荷载。
塔架为三边形桁架钢管结构，变截面柔性体系。
塔顶设一层工作平台，中间设4个休息平台。
一.4火炬系统点火说明
火炬系统配设两套独立的点火系统，确保系统点火的可靠性。
一套是地面内传焰点火系统；
另一套是高空电点火系统。
火炬头设高效、节能型长明灯，长明灯点火可以通过地面内传焰点火器手动点燃，也可以通过高空电点火装置点燃，点火方式可以为自动、遥控或者现场手动。
自动、遥控点方式：
长明灯的点火触发信号采用长明灯温度信号。
长明灯上设铠装热电偶，温度信号送至装置DCS。
高空点火枪燃料气管线上的气直动切断阀和高能点火发生器作为点火执行单元；
长明灯热电偶作为火焰检测单元。
自动点火系统实现显示、报警、自动点火和巡检等功能。
控制单元（装置DCS）根据长明灯温度信号决定是否应发出点火信号。
若长明灯处于熄灭状态，控制单元将发出点火指令：
打开高空点火枪燃料气管线上的气直动切断阀，触发高空电点火装置点燃高空点火枪，高空点火枪的火焰随后引燃长明灯。
当长明灯热电偶检测到长明灯已燃后，点火控制单元将切断高空点火枪燃料气管线上的气直动切断阀，同时停止点火。
自动点火系统回到巡检状态。
若控制单元在延时后，仍未接到火焰检测单元发出的长明灯“有火”反馈，则表明点火失败，此时将继续点火程序。
经若干次点火程序后，依然无法检测到长明灯“有火”反馈，系统将发出报警信号。
操作人员可在控制室PLC操作界面上，通过软按钮强制打开长明灯燃料气阀、高空点火枪燃料气阀，启动高空电点火装置强制点燃长明灯。
现场点火方式
现场点火有两种方式：
方式1：
操作人员可在火炬现场通过高空电点火装置面板上的手动按钮强制点燃长明灯（需同时打开点火燃料气管线及长明灯管线上的旁通阀）。
方式2：
操作人员可在火炬现场通过地面内传焰点火器直接点燃长明灯（详细操作见“四、地面内传焰点火器”）。
一.5火炬系统控制说明
●长明灯设热电偶，温度信号送控制室PLC，作为自动点火信号和判断长明灯工作状况的依据。
●消烟蒸汽的调节由操作人员在控制室内根据火炬的运行情况，通过远程控制消烟蒸汽管线上的气动调节阀来实现。
●水封罐设现场液位计、液位变送器、现场温度计和压力表。
水封侧液位信号送至控制室PLC，实现高、低液位报警，同时控制新鲜水管线上的气动调节阀的开度，使水封液位保持在要求的高度。
非水封侧液位信号也送至控制室PLC，实现高、低液位报警，同时联锁控制对应的凝液泵。
●分液罐设现场液位计、液位变送器、现场温度计和压力表。
液位信号送至控制室PLC，实现高、低液位报警，，同时联锁控制对应凝液泵。
●密封氮气量的控制由自力式调节阀和限流孔板实现。
●火炬界区内设可燃气体报警仪，浓度信号送控制室PLC实现报警。
一.6公用管线工程说明
界区内的燃料气、蒸汽、仪表空气、氮气和新鲜水由系统管网引至火炬装置。
管线的材质为碳钢。
●氮气
氮气作为分子封的密封气体，管线进入界区后经总阀、自立式调节阀接至水封罐的氮气管口。
●燃料气
燃料气来自燃料气管网，管线进入界区后分成2路：
1路接地面内传焰点火器，1路作为长明灯和高空点火枪的燃料气气源。
●仪表空气
仪表空气管线经总阀后接至地面内传焰点火器，同时也作为界区内仪表气源。
●内传焰
内传焰管线起自地面内传焰点火器分若干路接至长明灯的引火气管口，其内传焰管线上设不锈钢球阀，内传焰管线低点上设排凝阀。
●新鲜水
水封罐补水采用新鲜水，进入界区的新鲜水经总阀、气动调节阀、止回阀后接入水封罐的新鲜水管口。
水封罐补水由水封侧液位变送器根据罐内液位，控制新鲜水管线上的气动调节阀来实现。
●火炬气凝液
火炬气的凝液在分液罐内分离出来后，在罐内储存至一定程度后由凝液泵送至装置外处理。
两台分液罐的排凝管线经凝液泵泵后汇总后至火炬气凝液总管。
分液罐内的凝液排除由罐上的液位变送器根据罐内液位，控制排凝管线上的气动调节阀和凝液泵来实现。
公用工程耗量指标
序号
名称
气体
种类
消耗量
用途说明
总量
1
燃料气
0.25～
0.3MPaG
40℃
160Nm3/h
15×
4Nm3/h（连续）
15支长明灯
10Nm3/h（最大、间断）
11支高空点火枪
6Nm3/h（最大、间断）
地面内传焰点火器
3150Nm3/h（最大、间断）
酸性气掺烧伴烧
2
中压蒸汽
0.9MPaG
180℃
42t/h
12t/h（最大、间断）
甲醇蒸汽消烟
30t/h（最大、间断）
MTP蒸汽消烟
4t/h（间断）
伴热蒸汽
3
仪表空气
0.6MPa
60.0Nm3/h
20.0Nm3/h（最大、间断）
40.0Nm3/h（最大、间断）
仪表设备用
4
密封氮气
0.7MPaG
450Nm3/h
150.0Nm3/h（连续）
高压火炬密封
160.0Nm3/h（连续）
甲醇低压火炬密封
130Nm3/h（连续）
MTP低压火炬密封
10.0Nm3/h（连续）
酸性气火炬密封
5
工业水
0.45MPa
30.0t/h
3×
10t/h（最大、间断）
水封罐用
6
用电量
380V
220V
62.5kw
2.0kw（间断）
高空点火装置（15套）
0.5kw（间断）
照明
10kw（间断）
残液泵
注：
以上两种燃料气优先考虑工艺燃料气。
在开停车等特殊情况下，可采用LPG，LPG钢瓶及蒸发系统。
二、开车前的准备
工程安装结束后应按照有关的规范进行验收，合格后方可进行试车。
大修结束后，由于部分管线的更换、拆装，故须对照详细设计图纸，核对现场管线是否按图施工。
核对无误后方可继续投用。
●检查管道、管材、法兰、垫片、螺栓及螺母其材质、等级、尺寸是否符合图纸的要求。
●检查阀门及各部件的编号、流动方向，上下安装方向是否符合图纸的要求。
●检查法兰螺栓、螺母是否全部均匀紧固。
●检查螺纹连接部分是否按照规定施工，密封带是否卷好。
●以上如有不符合图纸和规范要求之处，必须进行返工，直到确认整个系统装置无质量问题后方可进行试车。
二.1吹扫及置换
●燃料气管线、放空气管线、水封罐和火炬筒体的吹扫与氮气置换可同时进行，原则上从各装置的端头通入氮气由上游向下游进行管线和设备的吹扫及置换。
●燃料气管线及水封罐、火炬筒体的氮气置换过程中须做氧含量分析，氧含量<
0.5%为合格。
放空气管线和火炬筒体采样分析点：
火炬筒体取样管。
水封罐采样分析点：
设备的压力表管嘴。
二.2公用系统检查
火炬系统装置起动前，全部公用系统应处于可连续使用的状态，燃料气、仪表用压缩空气、氮气和内传焰管道应吹扫干净，保持管道通畅，各阀门无泄漏。
二.2.1仪表检查
●检查调节仪表、指示仪表、警报系统动作是否正确可靠。
●检查调节阀开度与调节器控制信号是否符合。
●检查与各装置控制相关的压力、液位、流量、温度信号是否接线正确，与仪表位号是否对应正确。
●检查自动点火系统是否能正常工作。
●确认燃料气管线上的气动切断阀工作正常。
●检查操作室高空点火系统盘面按钮工作是否正常。
●检查PLC的组态及参数设置是否符合工艺要求。
以上检查符合要求后火炬仪表部分方可投用。
二.2.2电气检查
●确认系统内电器设备接线正确，动作正常。
●确认地面内传焰点火器、高空点火器工作正常。
●确认高空障碍灯工作正常。
!
注意事项：
●严禁在与火炬相通的某一装置开车后，再将含氧气体排入系统工艺管线中。
三、公用管线启用程序
三.1氮气引进
火炬装置系统中的氮气主要供火炬密封用，由系统管网引入。
引入步骤：
1.氮气系统吹扫置换。
2.打开水封罐上氮气管口根部阀门，调节氮气管线上的自力式调节阀，调整氮气为0.12MPa（G）即可。
三.2仪表空气引进
仪表空气用作地面内传焰点火器的助燃空气及现场仪表空气，气源由系统管网引入。
1.关闭地面内传焰点火器仪表用压缩空气进口阀，
2.打开仪表空气总阀，确认压力表读数不小于0.6MPa（G）。
三.3燃料气引进
1.关闭地面内传焰点火器的燃料气进口阀、各路长明灯燃料气切断阀、各路高空点火枪燃料气切断阀和伴烧燃烧器燃料气切断阀。
2.打开燃料气管线上的进气总阀，确认压力表读数不小于0.4MPa（G）。
三.4新鲜水引进
新鲜水用于水封罐的补水，由系统管网引入。
关闭新鲜水管线上的气动调节阀，确认压力表读数不小于0.6MPa（G）。
四、地面内传焰点火器
四.1概述
地面点火器的点火通过高压点火发生器、高压软导杆和点火嘴实现。
点火嘴采用电阻温度系数为负值的高能半导体材料，高压脉冲使半导体材料由内加热而使表面材料蒸发电离从而产生放电火花。
该点火嘴具有发火电压低、火花能量大、自净能力强、免维护以及安全可靠等优点。
点火发生器将AC220V电压转换成2200V脉冲波，通过高压软导杆传送到点火嘴，在点火嘴内生成电火花，用于引燃燃料气。
四.2地面内传焰火器的组成
地面内传焰点火器由压缩空气管线、燃料气管线及空气、燃气混合器、点火控制盘组成。
（如下图所示）
地面内传焰点火器共设2路管线，自上而下分别是压缩空气管线、燃料气管线。
压缩空气管线、燃料气管线上均设有调压阀组，用于稳定空气、燃气混合器入口前的压力。
空气、燃料气混合器
空气、燃料气混合器的作用是将压缩空气和燃料气按一定比例混合形成可燃性混合气体。
按动点火按钮后设置在混合器内的点火嘴产生的电火花引燃可燃性混合气体，通过内传焰引火管将火焰引到长明灯，从而点燃长明灯，最后通过长明灯引燃自火炬头排出的放空气体。
点火控制盘
在点火控制盘面板上设置有下列内容：
a.电源开关：
用于接通和断开点火器的电源。
b.电源指示灯：
用于指示点火器的电源状态。
c.点火按钮：
按住此按钮时启动点火器工作。
四.3主要技术特性
电源：
220V±
10％
功率：
0.5kW
输出电压峰值：
2500V
点火器储能：
3J
电嘴使用寿命：
2´
105次火花
管系设计压力：
1.6MPa（g）
四.4点火前调试
地面内传焰点火器在出厂前已整体调试合格，但由于现场条件（主要是燃料气的组分）可能有变化，因此在地面内传焰点火器现场安装完毕后，须在装置投运之前进行“燃料气和空气配比”调试，步骤如下：
1.排凝：
打开内传焰管线底部的四个排凝阀，排除管线内部的凝液。
2.吹扫：
对地面内传焰点火器的各条管线用氮气进行吹扫，确认管线畅通无泄漏。
3.高压发生器检查：
将电源开关置于“ON”，电源指示灯点亮，按下手动点火按钮，应能听到点火器内发出“嗒嗒嗒”的响声。
若没有声音，可能点火发生器已损坏，须进行更换。
4.电嘴检查：
按下手动点火按钮，应能听到从混合器内发出的明显的打火“嗒嗒嗒”声响，同时从混合器的石英玻璃窗口察看电嘴应有明显的脉冲火花。
如没有火花，首先检测高压软导杆的连接可靠性，必要时拆下电火嘴，检查点火嘴是否存在积碳。
四.5点火调试
按以下步骤手动调试出点火用燃料气和压缩空气的最佳配比：
1.保持并确认空气和燃料气总阀处于关闭状态。
2.确认四只排凝阀处于关闭状态。
3.打开位于引火气出口后端任意一个内传焰引火支管上的球阀（其它球阀均关闭）。
4.放松两只自力式调压阀（空气和燃料气）的锁紧螺母，向上调节压力设定螺杆，使调压阀后的压力设定尽量降低。
5.打开压缩空气管线上的空气阀1、2和3，关闭空气旁通阀。
6.打开空气总阀，向下调整空气调节阀，使空气管路中的压力表2的指示值保持在0.1MPa。
7.打开燃料气管线上的燃料气阀1、2和3，关闭燃料气旁通阀。
8.打开燃料气总阀。
9.按下手动点火按钮并保持按下状态，同时调节燃料气调节阀，使燃料气管线上的压力表4的指示值逐渐升高，一旦燃料气－空气混合物被点燃（有爆燃声）即停止调节，记录下此时空气压力表2和燃料气压力表4的显示值（可以确定空气与燃气的比例）作为今后地面内传焰点火器点火时的参照值。
10.关闭燃料气总阀，用压缩空气吹扫内传焰管线30秒后关闭空气总阀。
11.如果混合物没有被点燃，可通过适当调整空气调节阀，降低或升高压缩空气压力，再重复步骤（7）和（10），直至成功点燃为止。
12.保持两台调节阀的开启度，关闭其它阀门。
至此，燃料气和压缩空气的配比调试完毕。
13.对于不同的燃料气，重复以上步骤直到找到合适的配比值。
五、高空电点火装置
高空点火装置可在控制室远程控制实现自动、手动及现场手动点火。
若设在长明灯上的热电偶检测到长明灯熄灭，操作人员可在控制室控制高空点火装置将熄灭的长明灯重新点燃。
五.1高空点火装置的组成
高空点火装置的组成如下图所示：
点火装置由高压发生器（包括控制面板）及高压电缆及发弧装置（电极）所组成。
在高空点火器的控制面板上设置有电源开关、电源指示灯和点火器启动点火按钮，每按下点火按钮，由设置在点火器控制回路中的延时继电器控制，点火器工作60s后自动停止，若要再次点火，需重新按下点火按钮。
高空点火控制系统同时接受来自控制室的远程点火信号。
抗蚀电极发弧装置安装在高空点火枪下端。
发弧装置产生面状电弧，无电蚀现象，属本质无损耗型。
抗蚀电极发弧装置由高温合金和耐高温陶瓷制成，安装位置远离高温、腐蚀区域，可持续长时间发弧，具有耐电蚀、抗污染结焦、使用寿命长等特点。
高空点火枪安装在火炬头长明灯旁边。
点火电极发出的电火花引燃高空点火枪内的燃料气，火焰从高空点火枪根部传到顶部，点燃长明灯。
高空点火枪设文丘里引射器，保证燃料气燃烧充分，火焰刚度好，燃烧稳定。
高压发生器安装在火炬界区内的地坪上，既可改善高能点火发生器的工作环境，又便于维护和操作。
高压发生器和抗蚀电极发弧装置之间通过电缆连接，其中负极使用普通单芯电缆，正极使用高压电缆。
电缆沿塔架穿镀锌钢管敷设。
五.2主要技术特性
2.0kW
15000V
6J
五.3点火准备工作
五.3.1准备工作
●检查柜体是否受机械损伤和漆层剥落，视情况进行修补。
●用手操作转换开关和按钮，动作应灵活。
●检查各元器件是否完整无损。
●高能发生器控制箱的接地装置是否可靠。
●检查各电器元件和连接端子是否有松动。
●用摇表测量绝缘电阻。
●检查各绝缘部分是否完好，若发现损坏应立即修补或更换。
以上各项检查合格后即可进行通电试验。
五.3.2通电试验
●将点火器控制箱盘面电源开关扳到ON位置，电源指示灯亮。
●按下控制箱盘面上的点火按钮，观察电极处是否发出火花，是否听见电极间放电的“啪啪”声。
若无放电动作则应切断电源，并且必须等待五分钟后再进行检查。
●将点火器控制箱盘面电源开关扳到OFF位置，电源指示灯熄灭。
五.3.3通气试验
●确认高空点火装置燃料气管线内的凝液已经排空。
●确认高空点火装置燃料气管线上的切断阀已经关闭；
打开切断阀的旁通截止阀，打开燃料气管线总阀，观察管路是否畅通。
五.4高空点火装置的点火
五.4.1现场手动点火方式
准备工作结束后，可对长明灯进行手动试点火。
火炬系统初次投用时，或高空点火装置检修结束后应使用手动试点火方式。
●关闭所有长明灯管线和点火枪管线上气动切断阀的旁通截止阀。
●打开燃料气总管阀门。
●打开欲进行点火的长明灯管线和点火枪管线上气动切断阀的旁通截止阀。
●调整燃料气总管阀门后的自力式调压阀，使调压阀后压力保持在0.12MPa（G）。
●按下对应高空点火器控制箱上的手动点火按钮。
●观察长明灯火焰建立情况。
●关闭点火枪管线上切断阀的旁通截止阀。
五.4.2远程手动点火方式
●确认长明灯已经
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