地面火炬系统的研究与应用

地面火炬系统的研究与应用

1地面火炬燃烧系统远东联石化（扬州）有限公司成立了40万吨年环氧乙烷装置（eo3）和2.5万立方低温乙醚污泥装置（2c），以满足设备启动、停车和事故时秩序的排放要求。该装置设计为安全、高效、低能耗燃烧和释放系统，保障装置hse生产。地面火炬系统由江苏中圣高科技产业有限公司采取EPC总包的模式设计、供货、安装。地面火炬系统于2014年10月中交,于2015年1月正式投用。EO3系统最大设计排放量为45t/h,C2系统最大设计排放量为42.153t/h,两系统在分级阀前集气总管处合并,燃烧塔体最大设计能力按照EO3系统45t/h进行设计。EO3火炬排放气总管进入地面火炬界区,经分液罐、水封罐,然后通过集气总管共分成3路支管进入地面火炬炉膛,通过炉膛内31台燃烧器焚烧处理;C2火炬排放气总管进入地面火炬界区,经C2分液罐,接至与EO3火炬共用的集气总管。地面火炬系统包括炉膛、燃烧器、防风墙、长明灯及点火系统、分级燃烧系统、消烟蒸汽系统、氮气吹扫系统、可燃气体监控系统等。地面火炬燃烧采用自适应式进风方式,扩散燃烧进风是利用地面火炬燃烧塔的高度和燃烧产生的高温烟气产生的拔力,在燃烧塔底部风口自然吸风。燃烧塔是根据排放量的大小自然调节进风量,进风相当于一个完善的自适应控制系统。合理设置炉膛直径和高度保证火炬气在各种工况下的无烟燃烧。排放气的燃烧是完全在直径9m、高25m的圆柱形炉膛内完成的。燃烧过程完全封闭,外界看不见火光,没有光污染,热辐射较低。炉膛外壳用Q345R制成,内衬有耐火耐高温派罗块衬里。衬里耐火度大于1200℃,可持续使用在1200℃的环境中,其不受下雨或炉膛温度急速变化的影响,同时其还具有良好的吸音降噪特性。远东联石化(扬州)有限公司于2015年7月27日对地面火炬系统作了性能测试,江苏中圣高科技产业有限公司对测试结果与设计值进行了比对,对异常指标进行了安全分析,并提出了改进的意见和措施。2设计排放量对比根据设计条件,EO3系统最大设计排放量为45t/h,C2系统最大设计排放量为42.153t/h,不考虑EO3系统与C2系统同时最大排放的工况。根据两类火炬气的组分,EO3系统最大设计排放量为产生最大背压的排放工况,C2系统最大设计排放量为产生最大热辐射强度的工况。性能考核指标如下:3火炬气流量计难以准确测量的设计由于地面火炬最大设计工况按照事故工况进行设计,流量变化范围很大,且受火炬气分子量、温度、压力等参数的变化影响,火炬气流量不易准确测量,设计是没有设火炬气流量计。本次性能测试中火炬气流量的推测方法为:控制EO3装置压缩机出口HCV-2201调节阀的阀门开度来限定去火炬的流量,并通过阀门厂家提供的流量特性计算程序反推出设定火炬气流量下的调节阀阀门开度。4性能试验结果5性能试验问题的分析与原因的解释5.1性能试验结果从性能测试结果可以看出火炬气集气总管处的背压值为26KPa,超出设计值15KPa。其余指标均在设计范围内。5.2火炬系统运移原因从火炬系统的设计、制造、运行等方面进行了分析,火炬气集气总管处背压值超标的原因可能为:(1)设计原因。系统流通面积过小,导致沿程阻力降过大,集气总管处背压超过设定值。(2)制造原因。燃烧器噴孔出现负偏差,导致燃烧器阻力降过大,集气总管处背压超过设定值。(3)运行原因。管道系统或燃烧器噴孔堵塞导致阻力降过大,集气总管处背压超过设定值。5.3燃烧孔处积炭形成缺陷针对性能测试发现的火炬气集气总管背压值超标问题,业主、设计院、供货单位三方对可能的原因逐一进行了排查,发现在燃烧器噴孔处出现有积炭现象。三方一致分析认为燃烧器噴孔处的积炭是导致集气总管背压超标的主要原因。(由于蒸汽系统故障,火炬消烟蒸汽长时间未能投用,导致燃烧器噴孔处积炭现象严重。)6火灾干部信息系统的分析与预防6.1到2c装置的排放工况火炬系统超压会出现如下安全问题:(1)导致系统憋压影响前端装置的排放,尤其会影响到C2装置的低压排放工况。(2)水封罐的溢流水封高度是按照最大排放工况对应的水封罐背压值进行设计,超压将会导致溢流水封失效。(3)分级控制阀旁路设有爆破片,爆破片的设定爆破压力是按照最大排放工况对应的集气总管背压值进行设计,超压将会导致爆破片误爆。6.2烟燃烧及积炭对排放的影响(1