地面火炬术方案文档格式.docx
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7.1签订合同后一个月内提交的文件 13
7.2交货时提交的文件 13
7.3竣工后提交的文件 13
八、 供货设备清单 14
8.1地面火炬系统供货清单 14
8.2备品备件 15
8.2.1开试车应急备品备件 15
8.2.2两年操作备品备件 15
九、质量保证和售后服务 15
9.1质量保证 15
9.2售后服务 16
郑州光威高科有限公司 地面火炬燃烧系统
一、火炬系统设计条件与界面
焦化富气组成
（V）%
加氢富气组成
催化富气组成
H2
0.63
93.3
空气
0.78
H2S
2.68
1.3
甲烷
1.22
CH4
29.65
NH3
-
乙烷
1.01
C2H6
18.46
H2O
0.1
乙烯
3.08
C2H4
2.43
4
丙烷
14.83
C3H8
18
0.4
丙烯
18.55
C3H6
8.21
0.2
异丁烷
10.29
C4H10
10.75
正丁烷
10.62
异丁烯
7.05
+
C5
丁烯-异丁烯
14.68
丁二烯
反丁烯
5.46
正戊烷
顺丁烯
3.89
异戊烷
3.45
总戊烯
8.5
3.37
C6
0.27
最大排放量
20000m3/h
15000m3/h
5000m3/h
1.1放空火炬气排量和特性
1.2本技术方案的界面
本技术方案包含的范围为：
火炬界区内的所有设备、仪表、电器、管道和火炬设备，不包含地坪、围墙、基础和照明。
1.3供方负责的界面和工作范围
供方供货范围为：
详见‘八、供货设备清单’。
电仪分界面为：
现场控制柜至控制室的入柜接线端子。
工艺分界面为：
火炬区域内的管线；
不包含火炬管线的支撑和火炬的防风消音强。
火炬界区：
20米×
15米供方工作范围：
供货范围内设备的设计、制造、检验、运输、调试、指导安装。
提供供货设备的技术文件、质量文件，图纸、资料等。
提供施工时的现场技术指导，操作、维护人员的技术培训。
二、火炬系统设计、制造标准
本技术附件采用和引用的标准和规范均为现行的有效版本，若同时具备两个及以上标准时则应遵循最为严格的标准。
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《石油化工企业设计防火规范》（GB50610-92.1999年版）
《石油化工企业燃料气系统和可燃气体排放系统设计规范》SH3009-2001
《环境空气质量标准》GB3095－1996
《大气污染物综合排放标准》GB16297－1996
《石油化工企业环境保护设计规范》SH3024-95
《工业企业噪音控制设计规范》GBJ87-85
《恶臭污染物排放标准》GB14554-1993
《化工装置设备布置设计规定》（HG/T20564-92）
《石油化工企业职业安全卫生设计规范》（SH3047-93）
《石油化工企业自动化仪表选型设计规范》SHJ5-88
《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92
《压力容器安全技术监察规程》1998年版
《钢结构设计规范》（GB50017-2003）
《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001）
《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB50046-95）
《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2004）
《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）
《石油化工企业建筑构筑物抗震设防分类标准》（SH3069-95）
《石油化工企业建筑抗震设防等级分类标准》（SH3049-93）
《石油化工企业排气筒和火炬塔架设计规范》（SHJ29-91）
《动力机器基础设计规范》（GB50040-96）
《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-98）
《工业金属管道设计规范》（GB50316-2000）
《职业性接触毒物危险程度分级》（GB5044-85）
《工业设备及管道绝热工程设计规范》（GB50264-97）
《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》（GB50236-98）
《石油化工静电接地设计规范》（SH3097-2000）
《石油化工剧毒、易燃、可燃介质管道施工及验收规范》（第一号增补）SH3501-2002（2004）
三、火炬系统概述
本地面火炬系统可保证贵公司焦化富气、加氢富气、催化富气需要排放尾气时能够及
时、安全、可靠地放空燃烧，保证在运行过程中实现低噪音无烟燃烧。
本火炬系统配有
UPS电源，能保证在停电时排出尾气得到及时、安全、可靠的处理，无危险情况产生，并满足相关的环保要求。
本地面放空火炬系统主要由控制阀、管道阻火器、分液罐、地面火炬（由燃烧器组、焚烧塔和防护墙组成）、地面火炬自动点火系统组成。
本地面火炬系统可将尾气放空燃烧火焰完全控制在焚烧塔内，外界看不到火焰。
能最大限度的减少热辐射、噪音对工作人员和周围设备的影响，火炬防护墙外的最大噪音满足
《工业企业厂界噪声标准》（GB12348-1997）的要求，火炬燃烧的产物满足《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996的要求。
3.1放空火炬自动点火原理
本火炬采用全自动点火系统并具有手动和硬手动功能。
具有长明灯模式和全自动点火模式两种运行模式。
自动点火系统流程图见《火炬系统工艺管道及仪表流程图》。
自动点火系统通过现场仪表控制箱，可对火炬系统进行操作，同时亦可通过以太网或
MODBUS远传至中控室可显示火炬系统的运行状态。
自动点火系统由一套自动点火控制器（由PLC构成）；
三套地面火炬专用的点火器、三台拌烧长明灯；
三台点火控制电磁阀；
三支长明灯热电偶组成。
为保证停电时对火炬的自动点火，保证火炬安全，配有UPS电源。
3.1.2全自动点火运行模式
l火炬系统通过压力变送器连锁运行。
当压力值达到排放值时，打开长明灯电磁阀，同时自动点火控制器启动火炬点火器对火炬长明灯进行自动点火，点燃长明灯。
长明灯热电偶探测到长明灯火焰信号后，点火器停止点火，长明灯正常燃烧。
若点火超时长明灯未点燃，则发出长明灯故障信号报警。
l压力继续上升，当达到第一级燃烧器的启动压力设定值、并且长明灯正常燃烧时，打开第一级燃烧器的控制阀，第一级燃烧器由长明灯点燃，并保持正常燃烧。
l若尾气排放量大于第一级燃烧器的负荷，则总管压力继续上升，当达到第二级燃烧器的启动压力设定值、并且有长明灯温度信号时，打开第二级燃烧器的控制阀，第一、二级燃烧器同时保持正常燃烧。
l若尾气排放量大于第二级燃烧器的负荷，则总管压力继续上升，当达到第三级燃烧器的启动压力设定值、并且有长明灯温度信号时，打开第三级燃烧器的控制阀，第一、二、三级燃烧器同时保持正常燃烧。
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l当尾气排放量下降，则总管压力也下降，当压力小于第三级燃烧器的关阀压力时，第三级燃烧器关闭。
若压力继续下降低于第二级燃烧器的关阀压力时，第二级燃烧器关闭。
当压力值低于长明灯设定值，系统关闭长明灯燃料气电磁阀，自动点火系统返回待命状态。
l在长期无火炬气排放的情况下，点火系统定期对点火器试点火。
若自动点火控制器发现点火设备异常，则输出故障报警信号。
3.1.3长明灯模式
l若尾气需要连续排放或频繁排放，则点火系统可切换运行于长明灯模式。
在长明灯模式下，控制器连续监测长明灯温度，若长明灯熄灭则自动将其点燃，保持长明灯长明。
若在设定的时间内不能成功的点燃长明灯，则发出故障报警信号，提醒值班人员及时修复，保证火炬系统的安全。
l三级燃烧器阀门的自动控制过程同自动点火运行模式。
3.1.4手动点火模式
手动点火模式下，可由手动按扭通过控制器进行点火，手动模式下只对火炬进行检测、显示，不进行连锁控制。
3.1.5强制点火
不管任何时候均可用强制点火按扭对火炬进行点火。
强制点火由控制按扭直接控制点火设备，即使在PLC故障的情况下仍然有效。
3.1.5 备用点火燃料气
为保证点火器的点火成功率，确保火炬系统安全，点火器采用液化石油气作为备用点火气源，扶助点燃长明灯。
液化石油气钢瓶安放在火炬操作间内，点火器只在点火时短时间工作，不会消耗过多的燃气。
因长明灯消耗的燃料气较多，故采用尾气作为气源，可降低运行成本，若在运行过程中因气源不稳定而熄灭则点火器仍能保证火炬系统的安全。
3.2放空火炬工艺过程原理
工艺流程见《火炬系统工艺管道及仪表流程图》。
放空尾气通过管道进入火炬区后分为三路，三路分别由气动蝶阀自动控制分别进入燃烧器组的第一级、第二级和第三级进行焚烧。
整套装置在自动点火系统的集中监控下自动运行，本装置不设值守岗位，正常的操作和监视并入有人值守的操作室。
燃烧器组和点火器由压力变送器作为触发条件进行控制，当压力高于点火设定值时，
点火器启动点燃长明灯并正常燃烧；
当压力高于第一级燃烧器设定值时、并且长明灯正常燃烧时，自动打开第一级燃烧器阀门尾气进入第一级燃烧器组进行燃烧；
当压力高于第二级燃烧器设定值、并且长明灯正常燃烧时，自动打开第二级燃烧器阀门尾气由第一、二级燃烧器组同时进行燃烧；
当压力高于第三级燃烧器设定值、并且长明灯正常燃烧时，自动打开第三级燃烧器阀门尾气由第一、二、三级燃烧器组同时进行燃烧；
当压力低于第三级燃烧器下限时，关闭第三级燃烧器；
当压力低于第二级燃烧器下限时，关闭第二级燃烧器；
当压力低于第一级燃烧器下限时，关闭第一级燃烧器；
当压力低于长明灯下限时，关闭长明灯。
三级燃烧器组根据反应罐自动燃烧，实现尾气的稳定放空，防止火炬的频繁启、停。
四、系统的结构、特点说明
地面火炬主要由基础、安全防护墙、分液罐、燃烧器组、焚烧塔、点火系统组成。
各主要部件的结构、功能特点如下：
4.1燃烧器组
本火炬系统需要处理的燃气热值很高、组分也很重，燃烧时极易产生黑烟，必须采取相应的合理措施进行处理，才能保证完全的无烟燃烧。
本火炬系统的燃烧器采取的措施如下：
l本地面火炬燃烧器有多个特殊结构的燃烧器有序排列组成，共分为三级，第一级处理火炬排放量的5000m3/h，第二级处理火炬最大排放量的15000m3/h，第三级处理火炬最大排放量的20000m3/h，三级燃烧均可实现无烟燃烧达到环保要求，并可减少自动阀门的频繁开关，延长使用寿命，提高系统稳定性。
l本燃烧器避免过小的燃气孔，防止结焦、堵塞。
燃烧器首先混合足够的一次空气，再由火嘴喷出充分和二次空气混合充分燃烧。
大量的过剩空气沿隔热罩筒壁进入，大幅降低烟气温度和筒壁温度。
l一般情况下火炬气经过分液罐进入火炬区后不加控制，直接进入火炬燃烧，这样就很难兼顾很小至很大排放量范围内都能无烟燃烧，为保证火炬能够达到最佳无烟燃烧特配备压缩空气分级助燃硝烟。
第一级燃烧器组配DN40管线，由DN40手动调节阀控制；
第二级燃烧器组配DN50管线，由DN50手动调节阀控制；
第三级燃烧器组配DN80管线，由DN80手动调节阀控制。
l燃烧器组高于700℃的高温部位采用0Cr25Ni20（SUS310）耐高温材料，其余采用0Cr18Ni9（SUS304）耐热不锈钢材料。
燃烧器的寿命大于15年。
l燃烧器数量：
第一级燃烧器组由一根DN300管线在火炬防辐射隔热罩下部形成环
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状后，分别由多个燃烧头进行燃烧。
第二级燃烧器组由一根DN400管线在火炬防辐射隔热罩下部形成环状后，分别由多个燃烧头进行燃烧。
第三级燃烧器组由一根DN500管线在火炬防辐射隔热罩下部形成环状后，分别由多个燃烧头进行燃烧。
4.2焚烧塔
焚烧塔是用Q235A钢板焊接成的圆筒体，外面设有8道加强环，内表面衬有耐温
1300℃的耐火材料，使筒体外表面最高温度小于100℃,离火炬筒体边2600mm的温度为
60℃;
离火炬筒体边5000mm的温度为30℃;
离火炬筒体边10000mm的温度为常温。
外表面采用耐温大于300℃的耐高温底漆涂两遍、耐温大于300℃的耐高温面漆涂两遍，使设备表面的耐候性大于10年。
焚烧塔的主要作用：
l封闭火焰，使外部看不到火；
l阻隔辐射热、热传导和阻隔燃烧噪音；
l具有烟囱的作用，可使底部产生足够负压，迫使更多的新鲜空气进入燃烧区，提高燃尽率；
l把燃烧产物排向25米以上的高空扩散掉，避免燃烧废气对地面空气质量的影响。
4.3分液罐
l火炬系统中设置分液罐，能够分离出大于300μm-600μm直径的液滴，是防止下火雨的关键设备。
l出口处设置破沫网，减少雾沫夹带。
l分液罐设液位计，设置蒸汽伴热防止冬季结冰。
l分液罐凝液送至污水总管。
l分液罐内表面涂环氧类防腐涂料防止生锈腐蚀。
l由于加氢装置排放气含有水，因此分液罐仅用于加氢放排气管路上。
l加氢装置排放气出分液罐后与焦化排放气和催化排放气合并为一条管线进火炬区。
4.4控制阀
l放空燃气采用气动碟阀控制，具有动作快、可靠性好、不易内漏和费用低的特点。
l气动阀前设计有手动碟阀，维修简便。
l点火吹扫燃气采用防爆电磁阀控制，动作迅速，可靠性高，满足防爆要求。
4.5安全防护墙和基础（业主负责施工）
l本地面火炬的基础包含：
燃烧器组的安装基础、防辐射隔热罩的安装基础、安全防护墙和管道支架的基础。
l本火炬的基础由卖方按照火炬各设备的参数提出基础设计数据，由买方根据现场的地质条件、气象条件和要求的地震设防烈度结合设备的安装要求进行设计。
l其中安全防护墙的主要作用为：
阻止人员靠近火炬高温区，避免发生危险；
隔热隔音，使地面一定高度范围内的热辐射和噪音满足相关标准、规范的要求；
在火炬发生爆燃或爆炸的极端事件时，能够承受爆炸冲击而不损坏，并迫使爆炸冲击波向上泻放而不对地面的人员和设备造成危害。
4.6点火控制器的结构特点
l由于当地气温太低，PLC需要安装在操作室内，现场到操作室的电缆由用户提供。
l采用西门子PLC构成，性能稳定，可靠。
l具有自动、长燃、手动和硬手动功能，适应各种工况。
l具有远传的功能，可在操作室内进行远程监视和操作。
4.7点火器的结构特点
本点火器采用航空点火技术，由安装在点火器后半部的高能半导体放电嘴产生火球，点燃点火燃气，并引燃点火器的长明火。
本点火器具有如下性能特点：
l安装维护简便，性能可靠。
l防爆型产品，满足现场防爆要求。
l采用航空点火技术，半导体高能点火，点火电压低，耗电量小。
l半导体放电嘴具有很强的自洁能力，不怕积碳、潮湿和污染，甚至在水中也能正常放电。
l放电嘴、导电杆均安装在点火器的后部，高温区内无任何电气零件，寿命长，可靠性高。
五、主要设备技术规格书
5.1地面火炬的技术参数
总高：
25000mm
焚烧塔外径：
9000mm
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焚烧塔内径：
8700mm
焚烧塔重量：
约107+19.5t
焚烧塔表面温度：
≤100℃
安全防护墙外径：
11500mm（钢筋混凝土结构）
安全防护墙高度：
5000mm
安全防护墙外的最大噪音：
≤65db
安全防护墙外的最大热辐射强度：
≤1.5KW/m2
供电：
AC380V/220V 50HZ
压缩空气：
0.5ＭPａ（a）
氮气：
0.3ＭPａ（a）
天然气：
0.2～0.3ＭPａ（a）
蒸汽：
1.0ＭPａ（a）
5.2点火系统的性能参数
电源：
AV220V 10A
点火电压：
DC2500V
放电能量：
12J
防爆类别：
ExdIIBT4
点火燃气流量：
1×
2Nm3/h
启动点火压力范围：
2～300KPa
5.3远传控制系统的技术参数
远传连接方式：
RS485接口
进入远传信号：
燃烧器报警信号3路（开关量）
点火器报警信号3路（开关量）
PLC故障报警信号2路（开关量）紫外线火焰信号3路（开关量）
热电偶温度信号3路（开关量）
远传进入信号：
远传强制点火信号3路（开关量）
5.4长明灯的技术参数
安装直径：
∮25 mm
防护等级：
IP54
工作温度：
﹤1050℃
环境温度：
-20～65℃
燃气压力：
0.002～0.3MPa
燃气流量：
1.5 Nm3/h
5.5高能点火器的技术参数
AC220V 0.5 kW
IP54
-20～45℃
寿命：
≮20万次
5.6燃烧器组的技术参数
压力范围：
2～500Kpa
接口尺寸：
DN300/DN400/DN500
燃烧温度：
1300℃
材质：
SUS310+SUS304
5.7焚烧塔的技术参数
外径：
内径：
高度：
25m
重量：
约107+19.5t表面温度：
≤100℃材质：
Q235
保温材质：
陶瓷耐火纤维
5.8分液罐的技术参数
规格：
1600*7500m
约5400Kg
设计压力：
1.25Mpa
操作压力：
0.05Mpa
设计温度：
100℃
不锈钢
六、地面火炬的安全保证措施
l燃烧器的放空阀均和长明灯连锁，只有长明灯火焰正常时才允许放空阀打开，避免尾气在燃烧塔内聚集。
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l火炬配套了三套点火器，当一套点火器失效时另一套仍能有效的点燃火炬，并且点火系统具有定时检测功能，当发现有点火器失效时，报警提示，以便及时修复，避免产生安全隐患。
l当燃烧器的放空阀失灵时报警，值班人员可手动打开放空阀。
l点火器和伴烧长明灯均可同时点燃燃烧器。
l火炬配备了全自动点火系统，配备UPS电源，保证系统正常运行时，和停电时，及时可靠的自动点火，不发生危险。
l点火器的点火燃气采用三台电磁阀控制，使三台点火器互不影响。
各电磁阀均配有旁通截止阀，以便特殊情况下手动应急操作。
l自动点火系统具有故障自检功能，当检测出点火系统局部故障时立即报警。
l系统还在火炬内配置了两套可燃气体报警器，当点火失败或放空阀泄漏，使点火系统未正常点燃火炬时，可燃气体到达火炬内部，可燃气体报警器检测到有可燃气体时（浓度在远在爆炸极限以下）立即启动点火器点火，并报警，使排出的可燃气体及时燃烧，避免发生爆炸危险。
在极端条件下，万一火炬燃烧室和安全防护墙内部发生爆炸，安全防护墙和焚烧塔将承受最大爆炸压力，而不损坏。
爆炸冲击波在安全防护墙和焚烧塔的导向作用下向上空泄放，保证地面人员、设备和火炬的安全。
七、文件的提交
7.1签订合同后一个月内提交的文件
供货方需在合同生效后两周内向华东设计院提供设备及管道安装所需要的技术文件：
l现场布置图、设备基础条件和载荷数据（签订合同后七个工作日提供）。
l带控制点的流程图（PID图），设备安装图，保护接地图，仪表接地图。
l供方供应的材料表，供方不供应的（需方负责）材料表。
l设备技术规格书、仪表技术规格书。
7.2交货时提交的文件
l火炬系统使用说明书（含调试、开车、运行和维护说明）。
l质量保证书（含材质证明、检验报告、检验记录、合格证等相关质量文件）
l发货通知，交货清单，大件尺寸重量说明（发货前七天传真）。
7.3竣工后提交的文件
l设计变更（若有）。
l补充说明（若有）。
八、供货设备清单
8.1地面火炬系统供货清单
序号
名称
规格 数
量/单位
说明
1
阻爆式管道阻火器
ZHQ-BDN300PN1.0
1件
说明：
材质不锈钢，阻火元件材质304，为法兰连接。
2
ZHQ-BDN400PN1.0
3
ZHQ-BDN500PN1.0
ZHQ-BDN50PN1.0
5
蝶阀
D371F-DN300-PN1.0
1台
蝶阀阀体不锈钢，阀板304L，阀杆304L，阀座FPM。
球阀材质：
阀体、阀球、阀杆不低于
304L，密封聚四氟。
蝶阀均为对夹连接。
球阀为承插焊连接。
6
D371F-DN400-PN1.0
7
D371F-DN500-PN1.0
2台
8
球阀
Q61H-DN25-10P
9台
9
截止阀
J-DN80-10P
10
J-DN50-10P
4台
11
J-DN40-10P
12
J-DN25-10P
5台
13
仪表风球阀
Q61H-DN15-10P
3台
14
排凝球阀
6台
15
压力表球阀
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