地面火炬系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

地面火炬系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

1地面火炬燃燒系統(tǒng)遠(yuǎn)東聯(lián)石化（揚(yáng)州）有限公司成立了40萬(wàn)噸年環(huán)氧乙烷裝置（eo3）和2.5萬(wàn)立方低溫乙醚污泥裝置（2c），以滿足設(shè)備啟動(dòng)、停車(chē)和事故時(shí)秩序的排放要求。該裝置設(shè)計(jì)為安全、高效、低能耗燃燒和釋放系統(tǒng)，保障裝置hse生產(chǎn)。地面火炬系統(tǒng)由江蘇中圣高科技產(chǎn)業(yè)有限公司采取EPC總包的模式設(shè)計(jì)、供貨、安裝。地面火炬系統(tǒng)于2014年10月中交,于2015年1月正式投用。EO3系統(tǒng)最大設(shè)計(jì)排放量為45t/h,C2系統(tǒng)最大設(shè)計(jì)排放量為42.153t/h,兩系統(tǒng)在分級(jí)閥前集氣總管處合并,燃燒塔體最大設(shè)計(jì)能力按照EO3系統(tǒng)45t/h進(jìn)行設(shè)計(jì)。EO3火炬排放氣總管進(jìn)入地面火炬界區(qū),經(jīng)分液罐、水封罐,然后通過(guò)集氣總管共分成3路支管進(jìn)入地面火炬爐膛,通過(guò)爐膛內(nèi)31臺(tái)燃燒器焚燒處理;C2火炬排放氣總管進(jìn)入地面火炬界區(qū),經(jīng)C2分液罐,接至與EO3火炬共用的集氣總管。地面火炬系統(tǒng)包括爐膛、燃燒器、防風(fēng)墻、長(zhǎng)明燈及點(diǎn)火系統(tǒng)、分級(jí)燃燒系統(tǒng)、消煙蒸汽系統(tǒng)、氮?dú)獯祾呦到y(tǒng)、可燃?xì)怏w監(jiān)控系統(tǒng)等。地面火炬燃燒采用自適應(yīng)式進(jìn)風(fēng)方式,擴(kuò)散燃燒進(jìn)風(fēng)是利用地面火炬燃燒塔的高度和燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔猱a(chǎn)生的拔力,在燃燒塔底部風(fēng)口自然吸風(fēng)。燃燒塔是根據(jù)排放量的大小自然調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)量,進(jìn)風(fēng)相當(dāng)于一個(gè)完善的自適應(yīng)控制系統(tǒng)。合理設(shè)置爐膛直徑和高度保證火炬氣在各種工況下的無(wú)煙燃燒。排放氣的燃燒是完全在直徑9m、高25m的圓柱形爐膛內(nèi)完成的。燃燒過(guò)程完全封閉,外界看不見(jiàn)火光,沒(méi)有光污染,熱輻射較低。爐膛外殼用Q345R制成,內(nèi)襯有耐火耐高溫派羅塊襯里。襯里耐火度大于1200℃,可持續(xù)使用在1200℃的環(huán)境中,其不受下雨或爐膛溫度急速變化的影響,同時(shí)其還具有良好的吸音降噪特性。遠(yuǎn)東聯(lián)石化(揚(yáng)州)有限公司于2015年7月27日對(duì)地面火炬系統(tǒng)作了性能測(cè)試,江蘇中圣高科技產(chǎn)業(yè)有限公司對(duì)測(cè)試結(jié)果與設(shè)計(jì)值進(jìn)行了比對(duì),對(duì)異常指標(biāo)進(jìn)行了安全分析,并提出了改進(jìn)的意見(jiàn)和措施。2設(shè)計(jì)排放量對(duì)比根據(jù)設(shè)計(jì)條件,EO3系統(tǒng)最大設(shè)計(jì)排放量為45t/h,C2系統(tǒng)最大設(shè)計(jì)排放量為42.153t/h,不考慮EO3系統(tǒng)與C2系統(tǒng)同時(shí)最大排放的工況。根據(jù)兩類火炬氣的組分,EO3系統(tǒng)最大設(shè)計(jì)排放量為產(chǎn)生最大背壓的排放工況,C2系統(tǒng)最大設(shè)計(jì)排放量為產(chǎn)生最大熱輻射強(qiáng)度的工況。性能考核指標(biāo)如下:3火炬氣流量計(jì)難以準(zhǔn)確測(cè)量的設(shè)計(jì)由于地面火炬最大設(shè)計(jì)工況按照事故工況進(jìn)行設(shè)計(jì),流量變化范圍很大,且受火炬氣分子量、溫度、壓力等參數(shù)的變化影響,火炬氣流量不易準(zhǔn)確測(cè)量,設(shè)計(jì)是沒(méi)有設(shè)火炬氣流量計(jì)。本次性能測(cè)試中火炬氣流量的推測(cè)方法為:控制EO3裝置壓縮機(jī)出口HCV-2201調(diào)節(jié)閥的閥門(mén)開(kāi)度來(lái)限定去火炬的流量,并通過(guò)閥門(mén)廠家提供的流量特性計(jì)算程序反推出設(shè)定火炬氣流量下的調(diào)節(jié)閥閥門(mén)開(kāi)度。4性能試驗(yàn)結(jié)果5性能試驗(yàn)問(wèn)題的分析與原因的解釋5.1性能試驗(yàn)結(jié)果從性能測(cè)試結(jié)果可以看出火炬氣集氣總管處的背壓值為26KPa,超出設(shè)計(jì)值15KPa。其余指標(biāo)均在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。5.2火炬系統(tǒng)運(yùn)移原因從火炬系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行等方面進(jìn)行了分析,火炬氣集氣總管處背壓值超標(biāo)的原因可能為:(1)設(shè)計(jì)原因。系統(tǒng)流通面積過(guò)小,導(dǎo)致沿程阻力降過(guò)大,集氣總管處背壓超過(guò)設(shè)定值。(2)制造原因。燃燒器噴孔出現(xiàn)負(fù)偏差,導(dǎo)致燃燒器阻力降過(guò)大,集氣總管處背壓超過(guò)設(shè)定值。(3)運(yùn)行原因。管道系統(tǒng)或燃燒器噴孔堵塞導(dǎo)致阻力降過(guò)大,集氣總管處背壓超過(guò)設(shè)定值。5.3燃燒孔處積炭形成缺陷針對(duì)性能測(cè)試發(fā)現(xiàn)的火炬氣集氣總管背壓值超標(biāo)問(wèn)題,業(yè)主、設(shè)計(jì)院、供貨單位三方對(duì)可能的原因逐一進(jìn)行了排查,發(fā)現(xiàn)在燃燒器噴孔處出現(xiàn)有積炭現(xiàn)象。三方一致分析認(rèn)為燃燒器噴孔處的積炭是導(dǎo)致集氣總管背壓超標(biāo)的主要原因。(由于蒸汽系統(tǒng)故障,火炬消煙蒸汽長(zhǎng)時(shí)間未能投用,導(dǎo)致燃燒器噴孔處積炭現(xiàn)象嚴(yán)重。)6火災(zāi)干部信息系統(tǒng)的分析與預(yù)防6.1到2c裝置的排放工況火炬系統(tǒng)超壓會(huì)出現(xiàn)如下安全問(wèn)題:(1)導(dǎo)致系統(tǒng)憋壓影響前端裝置的排放,尤其會(huì)影響到C2裝置的低壓排放工況。(2)水封罐的溢流水封高度是按照最大排放工況對(duì)應(yīng)的水封罐背壓值進(jìn)行設(shè)計(jì),超壓將會(huì)導(dǎo)致溢流水封失效。(3)分級(jí)控制閥旁路設(shè)有爆破片,爆破片的設(shè)定爆破壓力是按照最大排放工況對(duì)應(yīng)的集氣總管背壓值進(jìn)行設(shè)計(jì),超壓將會(huì)導(dǎo)致爆破片誤爆。6.2煙燃燒及積炭對(duì)排放的影響(1