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文档简介
苏里格气田天然气处理厂调查报告
20世纪70年代,一些石油公司相继扑灭了大火。1996年6月,中国石化总公司熄灭火炬工作启动,1997年还颁布了熄灭火炬验收标准,并对辽阳石油化纤公司、大连石化公司、茂名石化公司及哈尔滨炼油厂通过了预验收,随后相应的石化企业也相继熄灭了火炬。苏里格已建成六座天然气处理厂,第六天然气处理厂于2014年投入运行,火炬长明灯一直未熄灭,造成较大的浪费,如果能设计出合理的工艺设施,熄灭火炬,可以有效的节约天然气的燃烧排放。表1是五座天然气处理厂2012年、2013年度燃料气区计量到的火炬气燃烧量。由表1可知:五座处理厂2012年总共燃烧掉天然气211.0747×101生产区燃烧烧灼安全技术要求1.1dn400火炬的放空苏里格第一天然气处理厂的火炬为普通火炬,火炬筒体直径DN800,在最大的放空量909×10m第二、三、四、五处理厂火炬为音速火炬,筒体直径DN700,在最大的放空量1515×101.2热辐射需求燃烧产生的热辐射会对人和设备造成损害,损害的程度取决于热辐射强度。APIRP521标准中1.3火炬点火及燃烧火炬五个处理厂火炬放空系统都设置两套点火系统:一套是地面爆燃点火设施;另一套是高空电点火设施,确保火炬点火的安全可靠。苏里格天然气处理厂采用陕西金黎明火炬点火器,输出电压:AC220V,50Hz;输入电流:3A;输出峰值电压:2500V;火花频率:5次/秒;点火能量:1J。放空火炬设火炬头、长明灯、引火筒。火炬头有稳焰措施和空气引射防风罩,整个火炬上方外部带防风罩,既可以在燃烧时利用上升气流引射空气,又可以防风,使火焰在火炬燃烧器上方稳定燃烧。火炬燃烧器部件(火炬燃烧器口、长明灯、引火筒等)应具有耐高温、防腐蚀等优点。火炬系统改造、重新设计的前提:必须设有可靠、稳定的点火装置。1.4带有故障排除的火罐苏里格第一天然气处理厂火炬设计了分子封防回火系统,苏里格第二、三、四、五天然气处理厂设计了微正压控制防止回火系统。2大火中断措施和建议2.1火炬分子封的改造苏里格第一天然气处理厂高、低压火炬共用一套点火系统,高压火炬设计了分子封防回火系统。分子封能够有效的避免空气进入筒体,是该火炬的亮点。苏里格第二、三、四、五天然气处理厂火炬无分子封结构设计。第二、三、四、五处理厂的火炬头处增设分子封,能减少微正压保护气的消耗量。高压火炬为音速火炬,火炬头上为7个Ø273小火炬头,进行改造增加分子封,同时低压火炬DN200增设分子封,能有效的减少微正压保护气体的使用。(2)氮气微正压苏里格第一天然气处理厂采用分子封系统,能有效的避免空气进入筒体。苏里格第二、三、四、五天然气处理厂火炬通过微正压保护避免空气进入筒体,微正压保护气体可以采用天然气和氮气。在火炬熄灭后,不采用天然气作为微正压保护器,影响大气环境。在氮气源充足的条件下可以考虑采用氮气微正压保护。2.2火炬筒体的优化改造单个测氧仪:火炬筒体内增加耗氧量检测设备,当筒体内含氧量升高明显时,提高氮气的流量,确保火炬筒体燃烧时不会发生爆燃。多个测氧仪:在火炬筒体上不同高度设置测氧仪,可以进一步来了解空气进入筒体内的情况,通过设定连锁控制回路,针对监测到的数据对氮气流量进行调节,确保筒体内可燃气体与空气的混合比例低于爆炸下限。(2)增加流量计进入火炬筒体前增加一套流量检测仪表,准确可靠的流量计可以确保火炬放空时能有效监测。设计流量与点火系统连锁,当处理厂放空时,可以自动点火,确保火炬气及时燃烧,避免环境污染。(3)点火可靠性更高的设备对原先的火炬点火系统进行测试,要能够满足在恶劣的环境条件下,顺利的点火成功。如果不能满足,选择更高性能的点火装置,确保火炬在紧急情况下,顺利点火成功。3在火炬回收方案中3.1低压燃料气回收利用由图4所示,在高压分液罐后面增设水封罐,水封液位的高度可以保证高压放空管网的压力,超过水封高度的压力后,放空气体进入火炬筒进行燃烧。考虑处理厂内安全阀背压,水封高度不宜过高(400~500mm),压力控制在4kPa。正常情况下,放空气体进入气柜增压进入低压燃料气系统进行回收利用。处理厂日常放空气量约1000~2000m设置水封罐缺点:a、水封罐密封水上面的漂油不易清理,当发生较大的火炬气排放时,积聚的液体油就会带入火炬燃烧部分产生“火雨”的现象。b、冬季运行时,水封罐的密封水将会产生结冰现象,阻塞火炬气排放,需要进行筒体保温,水封罐需要连续补充工业水,冬季补水较困难。3.2电动控制阀、爆破片如图5所示,在高压分液罐后面设置电动球阀、调节阀、爆破片等进行控制放空气体的压力。避免了水封罐设计上存在的缺陷,提高气柜入口压力,便于气体回收。调节阀控制放空管网的压力,保证正常情况下,放空气体进入气柜。电动球阀设置连锁控制功能,当放空管网压力达到设定值时,电动球阀会通过自动连锁触开关,火炬气则通过阀进人高压火炬点火燃烧,当压力下降到一定程度后电动球阀关闭以避免空气窜入火炬总管。当电动阀发生故障时,火炬管网压力持续升高时,爆破片爆破使火炬气安全进人火炬筒体进行燃烧,不会影响到放空管网的上游设备的安全。采用电动球阀、调节阀、爆破片的主要缺点是:电动球阀、调节阀、爆破片必须进行严格试验,且定期测试。高压放空管网DN700,对阀门的要求较高,反应速度快,造价较高。4火炬消灭回收苏里格天然气处理厂火炬长明灯的熄灭的可行性进行分析,熄灭长明灯,每年能节省约200万方天然气。熄灭长明灯能够有效的保护环境、降低能耗。火炬熄灭回收的建议:(1)回火设施
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