安健康環(huán)境生產(chǎn)與環(huán)境編輯倪桂才火炬系統(tǒng)的優(yōu)化操作鐘湘生陳文武(中國石化青島煉油化工有限責(zé)任公司,山東青島266500 )摘要:介紹了青島煉化公司火炬系統(tǒng)概況,公司從高壓放空系統(tǒng)在進(jìn)人分液罐之前，引出一條DN700降低火炬氣排放量、提高火炬排放安全性、保證足夠的火支線經(jīng)閥2、閥3進(jìn)入20 000 m2'氣柜進(jìn)行火炬氣回收;低炬氣回收能力等方面開展了工作,并對存在問題提出改進(jìn)壓放空系統(tǒng)兩條管線在進(jìn)人分液罐之前，各引出一條建議。DN700支線,匯合后經(jīng)閥1、閥3進(jìn)入20000m3氣柜進(jìn)行關(guān)鍵詞:火炬系統(tǒng);點(diǎn)火系統(tǒng);優(yōu)化操作;火炬氣;回收火炬氣回收。為防止放空系統(tǒng)管網(wǎng)形成負(fù)壓,設(shè)計(jì)從火炬氣壓縮機(jī)出口管線(DN 200)引出放空管網(wǎng)補(bǔ)壓線(DN對于煉油廠來說，火炬系統(tǒng)的意義主要有兩個(gè)方面:150),在高、低壓放空管線進(jìn)人火炬氣凝液罐之前經(jīng)閥4、是作為煉油廠的最后- -道安全屏障,滿足各工藝裝置開閥5進(jìn)行補(bǔ)壓,保證兩個(gè)放空系統(tǒng)管網(wǎng)壓力不低于2 kPa。停車停電停儀表風(fēng)等事故狀態(tài)下火炬氣安全排放的要在正常生產(chǎn)時(shí),火炬氣回收系統(tǒng)啟用，高、低壓放空系求;二是滿足各工藝裝置在正常生產(chǎn)時(shí)安全閥和泄壓閥小統(tǒng)水封罐的水封高度為1 000 mm,火炬處于熄滅狀態(tài),裝流量泄漏、計(jì)劃中小修火炬氣正常排放以及燃料氣、氫氣置正常排放或閥1 ]內(nèi)漏的瓦斯氣進(jìn)人氣柜,經(jīng)壓縮機(jī)壓縮系統(tǒng)過剩時(shí)排放氣體的回收。事故狀態(tài)下,能夠穩(wěn)定燃燒至1.1MPa后送至干氣脫硫裝置。在裝置開停I或事故狀并不造成憋壓是火炬系統(tǒng)的基本要求;正常生產(chǎn)時(shí),能夠態(tài)下,水封罐泄水封閥組聯(lián)鎖打開,水封高度降至固定水完全回收火炬氣，消滅火炬長明燈是工J .降低加工損耗、封400 mm,同時(shí)聯(lián)鎖關(guān)閉閥1或閥2,并啟動(dòng)高空自動(dòng)點(diǎn)精細(xì)化管理的需要。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì), 2008年國內(nèi)煉油企業(yè)火 系統(tǒng)點(diǎn)燃火炬長明燈,實(shí)現(xiàn)放空氣體安全排放。當(dāng)壓力、中,低壓瓦斯排放最高占全廠綜合加工損失的22%,全年溫度檢測信號滿足正常工況設(shè)定條件時(shí),水封高度重新提排放量達(dá)到21 512 t。因此,做好火炬及火炬氣回收系統(tǒng)操高到1 000 mm,開始進(jìn)行火炬氣回收。高、低壓火炬系統(tǒng)作具有重要意義。流程示意如圖1所示。3氣柜1火炬系統(tǒng)概況高壓火炬80閥21#火炬頭1.1 工藝流程.青島煉化公司全廠放空系統(tǒng)分為3個(gè)管網(wǎng),分別對應(yīng)補(bǔ)壓線閥5品_3個(gè)火炬頭。高壓放空管網(wǎng)(DN 1000)單獨(dú)對應(yīng)一套分液來自壓縮機(jī)園4罐、水封罐和1"主火炬頭,接受來自加氫處理反應(yīng)部分、口風(fēng)801#分液罐1#水封罐氣體分餾裝置和氫氣管網(wǎng)壓控的放空氣體。低壓放空管網(wǎng)低壓火炬「閥2#火炬頭(由一條DN1400和一條DN1100管線在分液罐前匯合)低低壓火炬，對應(yīng)一套分液罐、水封罐和2*主火炬頭,接受來自除以上部分以外其他14 套工藝裝置、儲運(yùn)系統(tǒng)、燃料氣壓控等的2#分液罐2#水封罐放空氣體;其中DN 1100管線接受來自催化裂化和焦化裝圖1火炬系統(tǒng)流程示意.置的放空氣體。酸性氣火炬為--個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng),對應(yīng)酸性收稿日期:2009-12-16氣水封分液罐和3*火炬頭，接受硫磺聯(lián)合裝置緊急情況作者簡介:鐘湘生,高級工程師，現(xiàn)在青島煉化公司生產(chǎn)下的放空酸性氣。技術(shù)管理部從事生中國煤化工fHCNMHG30 2010年第10卷第4期鐘湘生,等火炬系統(tǒng)的優(yōu)化操作生產(chǎn)與環(huán)境.2 火炬概況火炬配高空點(diǎn)火器12套,地面點(diǎn)火器1套,長明燈12套;公司共設(shè)3座火炬,DN 1400主火炬2座,DN 700酸火炬設(shè)施用電由界區(qū)外統(tǒng)-供給;火炬點(diǎn)火系統(tǒng)可在現(xiàn)場性火炬1座,火炬高150m,為捆綁式共塔架敷設(shè),塔架結(jié)由I/0站及界區(qū)外中控室DCS操作管理?；鹁嬖O(shè)計(jì)參數(shù)見構(gòu)為全焊接,火炬塔架頂部設(shè)火炬頭檢修平臺。表1,其中,最大允許壓降是指最大排放量時(shí)火炬簡入口1* .2*火炬頭下部設(shè)流體密封裝置;火炬配消煙系統(tǒng); .至火炬頭出口的壓力降。表1火炬設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)能力/(t+h-)溫度/C平均分子量最大允許壓降/kPa1# 2#火炬660(單套)37.13#酸性氣火炬55031.62降低火炬氣排放量公司實(shí)際加工原油重于設(shè)計(jì)原油,燃料氣產(chǎn)量較大,生產(chǎn)2.1實(shí)現(xiàn)裝 置火炬氣有序排放中主要采用適時(shí)調(diào)整開工鍋爐負(fù)荷,調(diào)整催化.焦化裝置消滅火炬長明燈,關(guān)鍵在于從源頭抓起,控制好裝置處理量，調(diào)整催化裝置反應(yīng)溫度等手段實(shí)現(xiàn)燃料氣平衡。氣體排放。青島煉化公司優(yōu)化全廠操作,基本實(shí)現(xiàn)了控制通過適時(shí)調(diào)整制氫、重整、加氫處理、柴油加氫等臨氫生產(chǎn)全廠火炬氣排放量3000~3500m'/h,火炬壓縮機(jī)(回收裝置負(fù)荷實(shí)現(xiàn)氫氣平衡。能力1 800 m2h.臺)開1臺的目標(biāo)。生產(chǎn)調(diào)度及時(shí)掌握各裝置的火炬氣排放情況，對可能排放的閥門在DCS上監(jiān)3提高火炬排放安全性控閥門開啟時(shí)間;同時(shí)加強(qiáng)對火炬氣體的組成分析,及時(shí)3.1 設(shè)定 可靠的工藝聯(lián)鎖對可能排放瓦斯的裝置進(jìn)行排查,實(shí)現(xiàn)了裝置火炬氣的有為保證裝置事故狀態(tài)大量放空時(shí)，火炬系統(tǒng)能夠安序排放。例如,某天的火炬氣組成見表2,根據(jù)分析結(jié)果很全、及時(shí)點(diǎn)燃放空氣體,保護(hù)氣柜,公司對火炬系統(tǒng)的工藝快確定為加氫裝置安全閥內(nèi)漏,采取措施后放空量減少約聯(lián)鎖進(jìn)行了科學(xué)合理的設(shè)定?；鹁嫦到y(tǒng)聯(lián)鎖條件及聯(lián)鎖動(dòng)800 m/h。作關(guān)系，如表3所示。表2火炬氣組成體積分?jǐn)?shù) %3.2提高點(diǎn)火系統(tǒng)可靠性a)解決燃料氣帶液問題?；鹁骈L明燈、高空點(diǎn)火器所組分組成用燃料氣為全廠燃料氣管網(wǎng)的末端，而且燃料氣耗量較氫氣69.391,3-丁二烯0.26小,因此火炬部分燃料氣中帶液較為嚴(yán)重,影響點(diǎn)火的成甲爐9.71| 異戊烷1.89功率。根據(jù)現(xiàn)場情況,在燃料氣過濾器底部增加--DN15烷2.54| 正戊烷跨線至火炬分液罐前,平時(shí)保持該跨線閥門開1/3,使燃料乙烯0.33異戊烯).04氣中帶液進(jìn)入火炬分液罐，有效解決了燃料氣的帶液問丙烷2.72順二戊烯.05題，提高了點(diǎn)火的成功率。丙烯2.21氧氣0.0b)解決高壓發(fā)生器受潮問題。開工初期，火炬高空點(diǎn)異丁烷1.52碳六0.6火器多次發(fā)生因高壓發(fā)生器受潮不能打火而點(diǎn)不燃長明正丁烷3.82氮?dú)?.7燈的情況。在每個(gè)高壓發(fā)生器外增加一密封良好的防潮丁烯一10.14硫化氫0.2箱，保證了高壓發(fā)生器的正常工作。異丁烯0.13c)定期進(jìn)行點(diǎn)火系統(tǒng)試運(yùn)。規(guī)定每天夜班對所有長2.2優(yōu)化裝置瓦斯排放流程明燈進(jìn)行試點(diǎn),并對發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行記錄,要求點(diǎn)火一次對部分裝置中可以不排人火炬系統(tǒng)的瓦斯氣優(yōu)化流成功率達(dá)到80%以上。程,直接加以利用,從源頭上減少火炬氣流量。例如:將連續(xù)d)定期進(jìn)行燃料氣管線貫通吹掃。每周對長明燈、重整裝置脫異戊烷塔頂瓦斯氣由排火炬改為去制氫轉(zhuǎn)化爐高空點(diǎn)火器、爆鳴管用蒸汽或氮?dú)膺M(jìn)行貫通吹掃一次,保做燃料,減少火炬氣約350 m/h;將溶劑再生裝置閃蒸氣體證管線暢通,提高點(diǎn)火可靠性。由排火炬改為直接去焚燒爐燃燒，減少火炬氣約180m/h3.3 保證火炬頭運(yùn)行安全等。火炬頭的安全.長周期運(yùn)行,要保證以下兩點(diǎn)。2.3做好燃料氣.氫氣系統(tǒng)平衡a)火炬氣回收時(shí)，要保證流體密封氮?dú)饬孔銐蚨覂?yōu)化全廠燃料氣管網(wǎng)、氫氣管網(wǎng)操作,抓好燃料氣氫連續(xù)"，防止因空氣進(jìn)人火炬筒體與可燃?xì)怏w混合后達(dá)到氣平衡,杜絕管網(wǎng)燃料氣、氫氣向火炬系統(tǒng)放空,降低火炬爆炸極限,遇明火后在火炬頭處發(fā)生閃爆.影響火炬頭的氣回收系統(tǒng)的負(fù)荷。燃料氣平衡是煉油廠生產(chǎn)難點(diǎn)之一- ，長周期運(yùn)行21中國煤化工的流量應(yīng)能YHCNMHGSAFETY HEALTH & ENVIRONMENT?安健康環(huán)境生產(chǎn)與環(huán)境保持離火炬簡體項(xiàng)端7.6m處的氧含量在排放烷烴時(shí)不炬簡體。超過6%(體積分?jǐn)?shù))，而排放氫氣時(shí)不超過3%(體積分b)火炬氣放空時(shí),保證足夠的提升蒸汽、消煙蒸汽和數(shù))。對于高架火炬系統(tǒng)采用分子密封或流體密封時(shí),通中心蒸汽量,防止火炬頭溫度過高造成損壞。在放空量較常要求吹掃氣在火炬出口有不小于0.03 ~ 0.06 m/s的向小( <3x 10* m3h)和放空氣體中氫含量較高時(shí),更要注意上氣體流速'?？紤]海邊風(fēng)大.放空氣體氫氣含量高等因開大提升蒸汽流量,防止火炬頭因“燜燒”而損壞。素,取吹掃氣體速度為0.06m/s,則每個(gè)火炬頭流體封需3.4 進(jìn)行定期維護(hù)工作要的最小氮?dú)饬繛?32.3 m2h,才能有效防止空氣進(jìn)人火為保證火炬安全操作,火炬系統(tǒng)需進(jìn)行定期工作,如表4。表3火炬系統(tǒng)聯(lián)鎖條件與聯(lián)鎖動(dòng)作.聯(lián)鎖類型聯(lián)鎖引發(fā)條件聯(lián)鎖值聯(lián)鎖動(dòng)作高壓少3個(gè)壓力測點(diǎn)中的任一個(gè)≥10 kPa同時(shí)進(jìn)行以下動(dòng)作:炬聯(lián)鎖排放介質(zhì)溫度≥65 C①閥2關(guān)閉加氫處理裝置放空聯(lián)鎖啟②1#水封罐撤水封閥打開③1#火炬自動(dòng)點(diǎn)火程序啟動(dòng)低壓少3個(gè)壓力測點(diǎn)中的任-一個(gè)③l#火炬自動(dòng)點(diǎn)火程序啟動(dòng)酸性氣 酸性氣放空流量≥2 500 m/h風(fēng)機(jī)風(fēng)門自 動(dòng)打開1/4,聯(lián)鎖啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)，此時(shí)需將風(fēng)機(jī)旁火炬聯(lián)鎖路,并根據(jù)火炬頭煙霧情況手動(dòng)遙控助燃風(fēng)流量氣柜安 氣柜壓力≥3.5kPa①氣柜入口總閥閥 3聯(lián)鎖關(guān)閉全聯(lián)鎖氣柜壓力≤1.0kPa②若氣柜壓力≤ 1.0kPa或氣柜高度≤2m時(shí)，氣柜入口總氣柜高度≥21 m閥閥3關(guān)閉，壓縮機(jī)聯(lián)鎖停機(jī)，同時(shí)聯(lián)鎖打開壓縮機(jī)出口≤2 m返氣柜閥門表4火炬定期維護(hù)工作項(xiàng)目及頻次項(xiàng)目內(nèi)容頻次試運(yùn)3*火炬鼓風(fēng)機(jī)每檔試運(yùn)0.5 h1次1周燃料氣排液無液體1次/2h聯(lián)鎖儀表調(diào)校動(dòng)作正常1次1月長明燈試點(diǎn)長明燈各種點(diǎn)火方式均能點(diǎn)燃1次1天長明燈高空點(diǎn)火器、爆鳴管管線暢通貫通吹掃長明燈、高空點(diǎn)火器、爆鳴管無積液貫通排凝酸性氣火炬水封罐換水每次換水2h,冬季換水后應(yīng)吹掃泵出口至酸性水汽提裝置的夏季1次1月;管線，放凈泵體內(nèi)存水冬季1次/季4保證足夠回收能力個(gè)月以來，公司火炬氣壓縮機(jī)共回收放空瓦斯氣1.73x4.1加強(qiáng)對火炬壓縮機(jī)的特護(hù)10*t,降低全廠綜合加工損失約0.31%。公司火炬氣設(shè)計(jì)正?；厥樟繛? 600 m'/h,最大回收4.2利用系統(tǒng)流程回收火炬氣量為5400m'h,設(shè)容積為20000m3干式氣柜一座,配置a)利用常頂壓縮機(jī)通過該壓縮機(jī)入口放火炬管線對吸氣能力為1 800 m'/h的兩級壓縮螺桿壓縮機(jī)3臺。因介火炬氣進(jìn)行回收,回收量約為1 500 m'h,相當(dāng)于增加了氣質(zhì)不潔凈和壓縮機(jī)制造質(zhì)量等問題,壓縮機(jī)操作維護(hù)難度柜壓縮機(jī)的回收能力。常減壓裝置放空管線是進(jìn)人低壓放較大。加強(qiáng)對該壓縮機(jī)的“機(jī)、電、儀、管、操"五位- -體的特空系統(tǒng)的,為防止常時(shí)法由前穴系統(tǒng)抽負(fù)壓護(hù)管理,使火炬壓縮機(jī)的完好率達(dá)到81%。據(jù)統(tǒng)計(jì),開工8而出現(xiàn)火炬回火事故中國煤化工低壓瓦YHCNMHG32 2010年第10卷第4期鐘湘生,等火炬系統(tǒng)的優(yōu)化操作生產(chǎn)與環(huán)境斯入氣柜閥門及氣柜根部總閥保持全開,2*火炬水封罐水宜選取超聲波流量計(jì)。封高度≥600mm。5.4火炬頭“燜燒”b')結(jié)合火炬壓縮機(jī)的現(xiàn)狀,在火炬壓縮機(jī)出口管線上建議在高、低壓火炬水封罐和分液罐之間各自引出一增加到催化裝置氣壓機(jī)級間及焦化裝置氣壓機(jī)級間的流條DN350 ~ DN500管線,并人酸性氣火炬( DN700)水封罐程,作為特殊情況下回收火炬氣.保證火炬壓縮機(jī)長周期之前。這樣，高低壓火炬小流量放空( <3x 103 m/h)時(shí)，運(yùn)行的備用手段。利用新增管線，將放空氣體放人酸性氣火炬進(jìn)行燃燒，防.3 增設(shè)火炬氣壓縮機(jī)止小流量氣體在大火炬頭上燃燒產(chǎn)生的“燜燒”現(xiàn)象，延長火炬壓縮機(jī)應(yīng)該具備相對充裕的回收能力,將增強(qiáng)火火炬頭的使用壽命。同時(shí),應(yīng)全面考慮流程改造后放空系炬氣回收裝置的操作彈性,從根本上解決全廠的瓦斯平衡統(tǒng)聯(lián)鎖邏輯的設(shè)置。問題。經(jīng)過調(diào)研,選擇一 套流量為3 877 m/h,出口壓力為5.5壓縮機(jī)入口過濾器堵塞頻繁1.1MPa的2臺串聯(lián)操作螺桿壓縮機(jī)能夠滿足生產(chǎn)需求。據(jù)統(tǒng)計(jì),開工8個(gè)月來,共因壓縮機(jī)入口過濾器堵塞停機(jī)31次，給安全生產(chǎn)及壓縮機(jī)長周期運(yùn)行帶來很大困.5存在問題及對策難。建議采取以下措施:①對焦化裝置的放火炬氣體進(jìn)行5.1水封罐 結(jié)構(gòu)缺陷凈化處理;②對氣柜人口的過濾器進(jìn)行檢查處理,保證進(jìn)為防止火炬出現(xiàn)回火事故,建議水封罐選擇以下方案人氣柜的氣體潔凈;③對壓縮機(jī)入口過濾器進(jìn)行改造,-進(jìn)行改造。方面采用2個(gè)過濾器,1開1備，實(shí)現(xiàn)在線清理;另一方a)增大水封罐的體積,或者在現(xiàn)有基礎(chǔ)上每個(gè)水封罐并面,增加過濾面積,由0.3m2增加到10m2。聯(lián)一個(gè)新的水封罐。并降低固定水封高度至200 ~ 300 mm,在保證足夠有效水封量的同時(shí),降低火炬排放時(shí)的噪聲。6結(jié)語b)增大水封罐補(bǔ)水閥組的補(bǔ)水能力。根據(jù)現(xiàn)場操作經(jīng)過不斷的摸索改進(jìn),青島煉化公司火炬點(diǎn)火系統(tǒng)、情況，建議補(bǔ)水線改為補(bǔ)水閥DN100,補(bǔ)水副線閥DN40,聯(lián)鎖系統(tǒng)、回收系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠,做到了事故排放安全兩條管線均安裝控制閥,以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制?？煽?正常生產(chǎn)全部回收,實(shí)現(xiàn)了“消滅高低壓火炬長明c)實(shí)踐表明:氣體大量放空時(shí),水封罐水封側(cè)內(nèi)存水燈,全廠瓦斯排放量小于3 500 m/hn"的目標(biāo)。此舉為公司全部被帶到沉降側(cè),通過沉降側(cè)泄水水封外排。此時(shí),若上節(jié)約耗電約2.8 x 10* kW●h/a,節(jié)約蒸汽約24 0000 tla,降低游裝置出現(xiàn)極端工況,如加氫裝置緊急泄壓,突然關(guān)閉泄全廠綜合加工損失約0.31%,而且延長了火炬頭的使用壽壓閥，則因水封側(cè)已沒有有效水封,可能造成回火事故。建命。火炬系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行表明該公司生產(chǎn)管理已經(jīng)達(dá)到較議加高水封罐沉降側(cè)泄水倒U型管，將該U型管頂部抬高水平,對于公司的可持續(xù)發(fā)展意義重大。高至罐底以上1.5 m。排放過程中保持撤水閥常開,這樣當(dāng)出現(xiàn)以上極端工況時(shí),水封罐沉降側(cè)的存水可以通過撤水7參考文獻(xiàn)閥壓回至水封側(cè),迅速建立有效水封,以滿足任何工況下1金靜岳火炬原子密封器閃爆原因及改進(jìn)[J.石油化工設(shè)備,火炬進(jìn)水管充水高度大于3m要求。2003 , 32(1):54 ~ 555.2加氫裝置緊急泄壓2李常嶺火炬頭損壞原因及改進(jìn)[J]通用機(jī)械. 2005,(4): 46 ~47對火炬系統(tǒng)來講,加氫處理柴油加氫裝置緊急泄壓是3SYT10043-2002泄壓和減壓系統(tǒng)指南[S]--.種極端工況。其主要特點(diǎn)是放空氣體中氫氣含量高(體積4達(dá)里爾.貝洛克火炬氣流量的測量[).計(jì)量裝置及應(yīng)用.2006,16(4):37~38 .分?jǐn)?shù)>90%),放空量大,停止排放時(shí)閥廣]突然關(guān)閉(關(guān)閥時(shí)間約為20 s),容易造成火炬系統(tǒng)發(fā)生回火事故。為保證加氫裝置緊急泄壓時(shí)火炬系統(tǒng)的安全運(yùn)行,建議:①加氫裝置出Optimizing Operation of the Flame System現(xiàn)緊急泄壓情況,應(yīng)首先打開火炬系統(tǒng)補(bǔ)壓線進(jìn)行補(bǔ)壓,另Zhong Xiangsheng，Chen W enwu外在關(guān)閉緊急泄壓閥前，應(yīng)先打開加氫裝置的排放控制閥(SINOPEC Qingdao Refinery Company Ltd., Shandong, Qing進(jìn)行補(bǔ)壓,以防火炬放空系統(tǒng)出現(xiàn)負(fù)壓,造成回火事故;②dao, 266500)將加氫裝置緊急泄壓閥改為快開緩關(guān)型式，防止突然關(guān)閥Abstract: This paper introduces flame system in Qingdao refinery時(shí)因“氣錘”現(xiàn)象引起管網(wǎng)負(fù)壓造成回火。company Ltd.. The company develops the fllowvig works from5.3生產(chǎn)裝 置無火炬氣流量計(jì)decreasing flame gas discharge, improving its safety and enough為進(jìn)-一步及時(shí)掌握各生產(chǎn)裝置火炬氣的排放情況,真gas recovery ability, and offers improvement for the existing正實(shí)現(xiàn)裝置火炬氣排放的有序進(jìn)行，出現(xiàn)問題及時(shí)處理,problems.建議各生產(chǎn)裝置增設(shè)火炬氣排放流量計(jì),生產(chǎn)調(diào)度對火炬Key words: flamizing opera-氣的排放量進(jìn)行檢查、考核。據(jù)有關(guān)介紹,在火炬氣管線上tion, flame gas,I中國煤化工YH| CNMHGSAFETY HEALTH & ENVIRONMENT33