火炬操作说明

兖矿联工发化工有限公司气化炉及及醋酸装置配套工程高架火炬系统操作说明(试用版)档案号：YKEF-CZSM中船重工七院七一一研究所二○○四年十二月目录TOC\o"1-3"\h\z1 概况 12 开车前的准备 43 公用管线启用程序 73.1 氮气引进 73.2 蒸汽引进 73.3 仪表用压缩空气引进 83.4 燃料气引进 84 DHG-B型地面内传焰点火器 94.1 DHG-B型地面内传焰火器的构成 94.1.1 地面内传焰点火器上的各路管线 94.1.2 空气、燃料气混合器 94.1.3 点火控制盘 104.2 DHG-B型地面内传焰火器点火前的准备工作 104.3 地面内传焰点火器D1508的调试 104.4 点火用燃料气、仪表用压缩空气点火配比调试 114.5 使用地面内传焰点火器D1508手动点火 125 DHS-B型高空点火器 145.1 DHS-B型高空点火器系统 145.1.1 DHS-B型高空点火器系统的构成： 145.2 DHS-B型高空点火器系统的调试 155.2.1 运行前的检查 155.2.2 投电实验 165.2.3 通气实验 175.3 高空点火装置的点火 175.3.1 手动点火方式 175.3.2 手动遥操点火方式 175.3.3 自动点火方式 186 蒸汽调节 206.1 蒸汽消烟系统 206.2 蒸汽用量调节 206.3 气化炉、汽提气火炬头的伴烧气调节 207 火炬系统的自动控制 227.1 火炬系统自动点火 227.2 凝液的自动排除 227.2.1 罐凝液的排除 237.2.2 水封罐凝液的排除 237.3 水封罐自动补水控制 238 火炬设施的正常运转 258.1 概要 258.2 仪表监视 258.3 现场巡逻 258.4 注意事项 26附图：工艺配管及仪表流程图(YKEF-00/01-00)地面内传焰点火器(YKEF-20/02)概况兖矿联工发化工有限公司为气化炉和醋酸装置新建三套火炬配套安全设施，规定各装置正常放空或事故放空时能够及时、安全、可靠地在此火炬设施放空燃烧，并满足环保规定。新建火炬设施内设3套火炬和1套分液罐、水封罐。三套火炬的排放高度为80米，共架设立，采用同一座塔架支撑，共用一台地面内传焰点火装置。其中：气化炉火炬系统和醋酸火炬系统分别设立火炬头、分子封、火炬筒体；汽提气火炬系统单设一台火炬头(内设动态密封装置)及阻火器。三套火炬系统分别设高空点火装置，其中：气化炉火炬设3套高空点火装置，醋酸火炬设3套高空点火装置，汽提气火炬设1套高空点火装置。醋酸火炬设提高罐(即分液罐)，气化炉火炬设水封罐。醋酸火炬提高罐配设醋酸凝液泵，提高罐采用高液位自动开泵，低液位自动停泵的方式自动排出醋酸凝液进入后系统。气化炉火炬水封罐内的液位由液位变送器和补水管线上的气动调节阀共同控制，污水由溢流管口直接排入地沟。气化炉火炬的公称直径为DN1200mm，放空直径为DN2200mm；醋酸火炬的公称直径为DN800mm；汽提气火炬的公称直径为DN100。在确保放空气完全燃烧和放空安全可靠的前提下，尽量减少燃料气的消耗量。醋酸火炬由于有常量放空，长明灯(JN1501/02/03)保持常燃；但不设伴烧燃烧器。当醋酸火炬长明灯熄灭时，可根据长明灯的温度信号自动点燃或摄像探头监测燃烧状况。气化炉火炬由于间断运行，长明灯(JN1504/05/06)保持待命状态，不常燃；设伴烧燃烧器，正常状况下处在待命状态，有放空气时可根据需要投入使用。当气化炉火炬长明灯熄灭时，可根据长明灯的温度信号或气化炉放空气的放空信号自动点燃。汽提气火炬由于有常量放空，长明灯(JN7A/7B)保持常燃；设伴烧燃烧器(1支)，确保放空气燃烧完全。当汽提气火炬长明灯熄灭时，可根据长明灯的温度信号自动点燃或摄像探头监测燃烧状况。气化炉火炬设施、醋酸火炬设施及汽提气火炬头均布置在火炬界区34m24m范畴内，其中汽提气火炬头捆绑设立在气化炉火炬头上。火炬排放高度为80米。当气化炉装置和醋酸装置同时事故放空时，气化炉火炬头和醋酸火炬头燃烧放热在界区地面层所产生的最大热辐射强度之和不大于1.58kW/m2，满足招标文献4.50kW/m2的规定。同时考虑到燃烧产物的高空扩散，故确保火炬排放高度维持在80米。火炬设施长明灯的点火可用四种方式进行：根据放空气气体的压力自动点火(仅限气化炉火炬系统)。操作室内通过高空点火系统遥操点火。火炬界区内通过高空点火系统现场操作柱手动点火。火炬界区内通过地面内传焰点火器手动点火。前三种点火方式均通过高空点火系统进行点火，最后一种方式是通过地面内传焰点火器进行点火。醋酸火炬头(S1501)上设两路蒸汽用于火炬头消烟，蒸汽的流量可在操作室内通过手操器，手动遥操两路蒸汽管线上的气动调节阀进行控制。气化炉火炬头(S1502)、汽提气火炬头(S1503)上设伴烧燃烧器用于确保放空气充足燃烧分解，伴烧燃烧器的燃料气供应可在操作室内通过手操器，手动遥操伴烧燃料气管线上的气动切断阀进行控制。阐明：有关火炬设施的具体状况请参见有设计阐明和施工图纸。开车前的准备工程安装结束后应按照有关的规范进行验收，合格后方可进行试车。工程安装或大修结束后，由于部分管线的更换、拆装，因此必须对照工艺流程图和公用管线图，核对现场管线与否按照图纸施工。核对无误后方可继续投用。检查管道、管材、法兰、垫片、螺栓及螺母其材质、等级、尺寸与否符合图纸的规定。检查阀门及各部件的编号、流动方向和上下安装方向与否符合图纸的规定。检查法兰螺栓、螺母与否全部均匀紧固。检查螺纹连接部分与否按照规定施工，密封带与否卷好。以上如有不符合图纸和规范规定之处，必须进行返工，直到确认整个系统装置无质量问题后方可进行试车。吹扫及氮气置换燃料气管线、放空气管线、及水封、分液罐和火炬筒体的吹扫与氮气置换可同时进行，原则上从各装置的端头通入氮气，由上游向下游将全部管线及设备进行吹扫及氮气置换。燃料气管线及水封、分液罐和火炬筒体的氮气置换过程中须做氧含量分析，氧含量<0.5％为合格。放空气管线和火炬筒体采样分析点：火炬筒取样管。水封、分液罐采样分析点：各设备的压力表管嘴。注意：放空气管线吹扫完毕后，必须立刻将氮气吹扫系统投入工作。氮气吹扫系统由装置考虑。公用系统检查火炬系统装置起动前，全部公用系统应处在可持续使用的状态，燃料气、仪表用压缩空气、氮气、蒸汽管线和内传焰管道应吹扫干净，保持管道畅通，各阀门无泄漏。仪表检查检查调节仪表、批示仪表、警报系统动作与否对的可靠。检查调节阀开度与调节器控制信号与否符合。检查与各装置控制有关的压力、液位、流量、温度信号与否接线对的，与仪表位号与否对应对的。检查自动点火系统与否能正常工作。确认燃料气管线上的气动切断阀工作正常。确认蒸汽管线上的气动切断阀和气动调节阀工作正常。检查操作室高空点火系统盘面按钮工作与否正常。检查PLC的组态及参数设立与否符合工艺规定。以上检查符合规定后火炬仪表部分方可投用。电气检查确认系统内电器设备接线对的，动作正常。确认地面内传焰点火器、高空点火器工作正常。确认高空障碍灯工作正常。注意事项： 严禁在与火炬相通的某一装置开车后，再将含氧气体排入系统工艺管线中。公用管线启用程序氮气引进火炬装置系统中的氮气重要供分子密封器用，由氮气管网引入火炬界区内。氮气引进环节：氮气系统吹扫置换。打开并调节进入火炬分子封的氮气阀门，同时观察压力表PG1521、PG1522的读数，使压力表的显示值达成0.6MPa(g)。(不得低于0.08MPa)。氮气引进结束。蒸汽引进火炬装置中蒸汽的重要用途是供火炬头消烟和冷却。蒸汽引进环节：确认调节阀HCV1501、HCV1502处在关闭位置。打开全部疏水器旁路阀和排凝阀。微开蒸汽总阀，打开旁通截止阀，引入蒸汽进行暖管，分别手控调节各路蒸汽的旁通截止阀，待各疏水器的旁路阀和排凝阀排出蒸汽后，关闭旁路阀和排凝阀，改用疏水器。确认各路蒸汽在火炬头处排出后，分别关闭各路蒸汽的旁通截止阀。打开蒸汽总阀和各路蒸汽调节阀前后的切断阀。蒸汽引进完毕。仪表用压缩空气引进压缩空气用作地面内传焰点火器点火用的助燃空气。打开压缩空气管上总阀，确认PG1503的读数在0.1~0.2MPa之间。压缩空气引进完毕。燃料气引进燃料气用作长明灯、地面内传焰点火器的燃料，由燃料气管网引入。关闭地面内传焰点火器的燃料气进口阀及各路长明灯燃料气切断阀，打开燃料气管道上的阀门，关闭自力式高压阀的旁通阀，确认压力表PG1505的读数不不大于0.4MPa(g)。燃料气引进完毕。DHG-B型地面内传焰点火器火炬系统正常运行时，其5套长明灯JN1501/02/03/07/08保持常燃状态，气化炉火炬系统的3套长明灯JN1504/05/06保持待命状态。操作人员可通过设在地面的DHG-B型地面内传焰点火器将需点燃的长明灯点燃。DHG-B型地面内传焰点火器由压缩空气管线、燃料气管线及空气、燃气混合器、点火控制盘构成。DHG-B型地面内传焰火器的构成(见附图YKEF-20/02)地面内传焰点火器上的各路管线DHG-B型地面内传焰点火器共设2路管线，自上而下分别是压缩空气管线、燃料气管线。压缩空气管线、燃料气管线上均设有调压阀组，用于稳定空气、燃气混合器入口前的压力。空气、燃料气混合器空气、燃料气混合器的作用是将压缩空气和燃料气按一定比例混合形成可燃性混合气体。按动点火按钮后设立在混合器内的点火嘴发出电火花引燃可燃性混合气体，通过内传焰引火管将火焰引到长明灯，从而点燃长明灯，最后通过长明灯引燃自火炬头排出的放空气体。点火控制盘地面点火器的点火通过点火发生器、点火嘴和高压软导杆实现。点火发生器是将AC220V电压转置换成2500V脉冲波的一种装置。点火发生器产生一种频率50Hz，峰值高达2500V的脉冲波用于点火。当点火发生器产生的脉冲波送到点火嘴，在点火嘴内生成电火花，用于引燃燃料气。该点火嘴使用了电阻温度系数为负值的高能半导体材料，发电过程为由内加热使表面材料蒸发电离从而产生放电火花，火花能量取决于储能电容。该点火嘴含有发怒电压低、火花能量大、自净能力强、免维护以及安全可靠等优点。DHG-B型地面内传焰火器点火前的准备工作确认工艺管线氮气置换结束，分子密封器用氮气已引进。确认水封罐已处在工作状态，即水封罐中的水位处在工作水位，上游工艺管线都已氮气置换完毕。打开内传焰管线底部的排凝阀，排除管线内部的凝液。打开长明灯管线底部的排凝阀，排除管线内部的凝液。地面内传焰点火器D1508的调试DHG-B型地面内传焰点火器在出厂前已调试合格，但由于现场条件可能有变化，因此在DHG-B型地面内传焰点火器现场安装完毕后，须在装置投运之迈进行调试，规定以下：吹扫：对地面内传焰点火器的各条管线用压缩空气进行吹扫，确认管线畅通无泄漏。点火发生器检查：将电源开关置于“ON”，电源开关批示灯(红色)亮，随即按下手动点火按钮。拟定与否有点火声音，若没有声音，可能是点火发生器损坏，须更换。电嘴检查：按下手动点火按钮，从混合器石英玻璃窗口察看电嘴与否发出火花。如没有火花，阐明点火嘴出现故障，须卸下电火嘴，消除点火嘴的结碳。点火用燃料气、仪表用压缩空气点火配比调试地面内传焰点火器在出厂前已经按液化气、空气点火配比调试完毕。若现场燃料气组分有变化，则可按下列环节手动调试出点火用燃料气和仪表用压缩空气的配比：(见附图YKEF-20/02)打开任意一种内传焰支管上的球阀(其它球阀均关闭)。打开压缩空气管线上的阀门VFFG01、VFFG02、VFFG03、VFFG04，关闭VFFG06，调节阀门VFFG05，使PG9904批示值保持在0.1MPa。打开燃料气管线上的阀门VFFG07、VFFG08、VFFG09，关闭VFFG12。按下手动点火按钮并保持按下状态，同时打开截止阀VFFG11并逐步开大，一旦燃料气－空气混合物被点燃(有爆燃声)即停止调节，统计下压力表PG9904和PG9906的显示值(能够拟定空气与燃气的比例)作为此后地面内传焰点火器点火时的参考值。关闭截止阀VFFG07，用压缩空气吹扫内传焰管线30秒后关闭VFFG01。如果没有混合物没有被点燃，可通过适宜调节阀门VFFG05，减少或升高压缩空气压力，再重复环节(4)和(5)。保持VFFG05和VFFG11阀门的启动度，关闭其它阀门。至此，点火用燃料气和仪表用压缩空气的配比调试完毕。使用地面内传焰点火器D1508手动点火在点火时，确认地面内传焰点火器上的各阀门均处在关闭状态(VFFG05和VFFG11除外)，将电源开关开到“ON”的状态，此时电源开关批示灯(红色)点亮。按下点火按钮，从混合管上的玻璃窥镜观察到电火花闪动，表明点火器已准备完毕。如无火花出现，应检查点火器。打开压缩空气管线上的阀门VFFG02、VFFG03、VFFG04。打开燃料气管线上的阀门VFFG08、VFFG09、VFFG10。确认阀门VFFG06、VFFG12已关闭。用地面内传焰点火器点燃长明灯JN1501~JN1508环节:打开欲点长明灯对应内传焰管线上的球阀(其它球阀均关闭)。打开欲点长明灯管线上电磁阀的旁通阀(电磁阀两端的闸阀处在关闭状态)，引入燃料气。打开地面内传焰点火器压缩空气总阀VFFG01和燃料气总阀VFFG07，等待30秒钟。按下地面内传焰点火器控制箱上的点火按钮。确认长明灯与否点燃。如果未点燃则重复上述环节，如果已点燃则关闭VFFG01和VFFG07。DHS-B型高空点火器火炬系统正常运行时，其5套长明灯JN1501/02/03，JN1507/08保持常燃状态。若长明灯上的热电偶检测到长明灯熄灭，则发出报警信号，操作人员可在操作室内通过遥操设在火炬系统上的DHS-B型高空点火器将未燃的长明灯点燃。若DHS-B型高空点火器发生点火故障，操作人员应及时到火炬界区内用DHG-B型地面内传焰点火器最少点燃主火炬头上六支长明灯中的一支，及汽提气火炬头上两支长明灯中的一支。DHS-B型高空点火器系统DHS-B型高空点火器系统是由中船重工七院七一一研究所设计制造的能够实现高空自动点火的成套电气控制设备。DHS-B型高空点火器系统含有点火速度快、无电蚀、无积碳、抗恶劣环境、可靠性高等优点。DHS-B型高空点火器系统的构成：高空点火器系统的构成如图(一)所示，由点火器控制箱、点火电极和至点火电极的高压电缆构成。图(一)高空点火器控制箱：为实现高能电打火所需的电气元件重要安装在该控制箱内。控制箱尺寸为：1000700480mm，因控制箱安装在爆炸危险区域，控制箱为隔爆控制箱，防爆等级为dIIBT4。点火电极：点火电极由两块不锈钢极板构成。打火时放电的位置在极板间游动，减少了电蚀的发生，大大延长了极板的使用寿命。电缆：在高空点火器控制箱与点火电极之间用电缆连接，其中负极使用普通单芯电缆，正极使用高压电缆GRVZP-75KV。电缆与电极之间的连接使用特制的接线箱。电缆沿塔架敷设时应穿管敷设。DHS-B型高空点火器系统的调试运行前的检查全部设备安装就位后，在投入运行前必须进行下列各项检查与实验：检查柜体与否受机械损伤和漆层剥落，应视状况进行修补。用手操作转换开关和按钮，动作应灵活。检查各元器件与否完整无损。控制柜的接地装置与否可靠，并应有明显标志。检查各电器元件和连接端子与否有松动。用摇表测量绝缘电阻，并根据有关规定作耐压实验。检查各绝缘部分与否完好，若发现损坏应立刻修补或更换。以上各项检查合格后方可进行通电实验。投电实验将盘面电源开关扳到ON位置，电源批示灯亮。按下控制箱盘面上的点火按钮，观察电极处与否发出火花，与否听见电打火的“啪啪”声。若未发现则应切断电源，必须等一分钟后再进行检查。在确认点火正常后由中控室发出点火信号，观察点火与否正常。本点火系统需经常注意维护和保洁，通过一段时间的运行后应定时进行检查，以确保点火系统的可靠。通气实验确认高空点火装置燃料气管线内的凝液已经排空，确认后关闭排凝阀。确认高空点火装置燃料气管线上的切断阀已经关闭；打开切断阀的旁通截止阀，打开燃料气管线总阀，观察管路与否畅通。高空点火装置的点火手动点火方式准备工作结束后，对长明灯进行手动点火。火炬系统初次投用时，或高空点火装置检修结束后应使用手动点火方式。关闭燃料气总管阀门。打开欲点长明灯管线和点火枪管线上的切断阀的旁通截止阀。打开燃料气总管阀门，同时按下高空点火器控制箱上的手动点火按钮。长明灯火焰建立后关闭点火枪管线上切断阀的旁通截止阀。手动遥操点火方式确认长明灯已经熄灭。确认长明灯管线上切断阀旁路关闭。在中控室遥操打开长明灯燃料气电磁阀。在中控室遥操打开高空点火装置燃料气管线上的切断阀。按下手动点火按钮，点燃长明灯。通过设在长明灯上的热电偶确认长明灯与否已经点燃。在中控室遥操关闭高空点火装置燃料气管线上的切断阀。自动点火方式高空点火装置处在自动点火状态时，当流量计检测到流量不不大于设定值时，PLC将自动启动长明灯点火程序，将长明灯点燃。注意：高空点火装置手动遥操点火的点火环节，确保先开高空点火器燃料气管线上的气动切断阀，再按下手动点火按钮。注意：高空点火器严禁长久处在燃烧状态(燃烧时间不得超出30分钟)。无论哪一种点火方式，确认长明灯点燃后应立刻切断高空点火器的燃料气供应，熄灭高空点火器。注意：高空点火装置需经常注意维护和保洁，通过一段时间的运行后应定时进行检查，以确保点火系统的可靠。注意：必须确保断电，并确认无残存电压后方可对高空点火装置进行检修，谨防高压触电，造成人员伤亡。蒸汽调节蒸汽消烟系统进入火炬界区的蒸汽为0.4~0.7MPa的饱和或过热蒸汽。蒸汽的重要作用是消烟和减少火炬头顶部的温度。火炬头上设有两路蒸汽，一路是火炬头的中心消烟蒸汽，另一路是火炬头的引射消烟蒸汽。蒸汽用量调节火炬头引射消烟蒸汽、中心蒸汽管路上分别设立气动调节阀。气动调节阀的旁路截止阀处在常开状态。当没有放空气排放时，气动调节阀处在关闭状态，小量的保护蒸汽通过旁路孔板达成火炬头。当有放空气排放时，气动调节阀可由操作人员在控制室DCS上对蒸汽的耗量进行调节。注意：当火炬放空燃烧时应亲密注意蒸汽的匹配状况，切勿让火炬头在无蒸汽的状况下燃烧，同时也应注意节省蒸汽的用量。蒸汽的用量以主火炬头上正好无黑烟冒出为宜。气化炉、汽提气火炬头的伴烧气调节气化炉、汽提气火炬头S1502上设有环管燃烧器伴烧，用以确保其放空气彻底燃烧分解。环管燃烧器的燃料气管线上设有气动切断阀HSV1501、HSV1502，可通过操作室调节仪的手操按钮来调节切断阀的启闭。当放空气排放时，应通过操作室调节仪的手操按钮打开气动切断阀HSV1501、HSV1502，环管燃烧器排出的燃料气由设在气化炉火炬头S1502上的长明灯JN1504/05/06、JN1507/08点燃，在气化炉、汽提气火炬头上形成局部高温区域确保酸性气和气氨的正常分解。火炬系统的自动控制火炬系统自动点火火炬设施投用后，气化炉火炬自动点火系统即处在待命状态。当放空气压力超出设定值，即冲破水封罐V1502的水封液面，进入火炬系统排放燃烧。放空气管线FL-1502-1000上的压力变送器PT1501的设定值和水封罐水封高度的设定有关。注：水封罐水封高度指的是水封罐进气管道插入水下的深度，而非从液位计读到的水封罐液位高度。水封罐水封高度设定为200mmH2O，压力变送器PT1501的设定值为Pa。当压力变送器PT1501的测量值超出其设定值时主火炬系统含有点火条件。D1504/05/06高空点火器系统同时动作，确保长明灯JN1504/05/06处在工作状态，使得自气化炉火炬头S1502排放出的放空气能够顺利燃烧放空。点火过程结束，系统处在监控状态。当由于某种因素，火炬系统自动熄灭，火炬放空气仍然存在时，火炬系统将重新自动点火，以确保火炬系统处在点燃状态。醋酸S1501、汽提气S1503火炬则保持长明灯常燃。凝液的自动排除罐凝液的排除提高罐V1501上设液位变送器LT1501，将分液罐的液位信号送至控制室PLC，通过液位信号控制分液罐排凝液管线CD-1502-80上的凝液泵P1501的启闭。液位变送器LT1501的测量范畴为0~2500mm，当液位变送器LT1501的测量值达成1700mm时，PLC发出信号打开凝液泵P1501开始排除分液罐中的凝液；当液位变送器LT1501的测量值达成1100mm时，PLC发出信号关闭凝液泵P1501，停止排液。水封罐凝液的排除水封罐V1502上设液位变送器LT1502，将水封罐的液位信号送至控制室PLC，通过液位信号控制水封罐排凝液管线CD-1503-80及其水封启闭。水封罐自动补水控制水封罐V1502的水封高度是通过自动补水和高液位溢流办法来控制，该数据是主火炬系统自动点火的重要数据，水封罐V1502的水封高度设定为200mmH2O。水封罐V1502上设液位变送器LT1502，液位信号送至PLC。通过液位信号控制新鲜水管线RW-1503-50上气动调节阀LV1502的启闭及开度。当烃类