地面焚燒爐的應用

李樂飚

（泰州市沿江辦，江蘇泰州 225300）

地面焚燒爐的應用

李樂飚

（泰州市沿江辦，江蘇泰州 225300）

通過對地面焚燒爐主要結構和安裝工藝的介紹，指出了安裝中要注意的關鍵質量控制點，同時說明了地面焚燒爐相對高架火炬的主要優勢。

地面焚燒爐；結構；安裝工藝；特點

石油化工企業許多生產裝置在生產過程中或開停車狀態下或在火災、停電、停水事故狀態下都會產生大量無法利用而必須排出的可燃氣體，這些廢棄的可燃火炬氣以往大都采用高架火炬來處理。地面焚燒爐尾氣放空系統，也稱為地面火炬，在國內外已被廣泛應用于石化和冶金行業，是一種新型的尾氣放空系統，有逐步取代高架火炬放空系統的趨勢。泰州石油化工總廠建設一套3萬噸/年甲乙酮裝置，原有高架火炬放空系統已不能滿足排放要求，在進行廣泛的分析和比較后，最終采用新建一套地面焚燒爐尾氣放空系統的方案。

1 地面焚燒爐的主要結構

泰州石油化工總廠地面焚燒爐尾氣放空系統（見圖1）占地約34m×48m，主體設備地面焚燒爐是一座封閉式地面燃燒爐，燃燒室采用圓型爐膛，燃燒爐本體內徑10m，高度33m。爐膛外殼用碳鋼制成，內襯輕質耐高溫陶瓷纖維毯，陶瓷纖維的熔點為1760℃，可使用在1200℃的環境中，不受下雨或燃燒室溫度急劇變化的影響，同時還具有良好的吸音降噪特性。

圖1 地面焚燒爐結構示意圖

焚燒爐內設有61臺特殊結構的地面燃燒器。61臺地面燃燒器均勻分散布置在焚燒爐內，可將大股的排放氣分成許多小股，以利于空氣混合，增加與空氣接觸面積，達到無煙燃燒。地面燃燒器還配設有蒸汽消煙噴嘴在排放氣燃燒時向高溫燃燒區域噴射一定量的蒸汽，既可消除碳黑，又可將一定量的空氣引射至燃燒區域，以進一步確保焚燒爐完全無煙燃燒。

為適應不同排放工況，焚燒爐燃燒系統實現分級燃燒：第一級燃燒系統設置3臺燃燒器處理正常工況下小量排放氣；第二、第三和第四級燃燒系統分別設置6臺、18臺、34臺燃燒器處理大量排放或事故狀態下排放氣。

焚燒爐燃燒室內設有3只長明燈，3只長明燈保持常燃，以便任何時刻有排放氣排放都能及時點燃，確保系統的安全燃燒。長明燈配設兩種獨立的點火系統，一種為內傳焰點火器，另一種為自動直接電點火器，以確保焚燒爐點火絕對可靠。

燃燒室外圍設有一個外徑17m，高度7.5m的防熱輻射消音墻，可防止燃燒室底部側風對地面燃燒器燃燒過程的影響。防熱輻射消音墻采用鋼筋混凝土制成，墻內壁襯有輕質耐高溫陶瓷纖維毯，可最大限度地降噪和防止熱輻射外漏，同時又可有效阻止操作人員進入地面焚燒爐高溫區域。

2 地面焚燒爐的安裝工藝

地面焚燒爐的詳細安裝流程見圖2。

地面焚燒爐的主體是內徑10m，高度30m的鋼制筒體。鑒于其高度高、直徑大的特點，結合實際情況，在施工方案的確立上，采用群柱倒裝法。

筒體立在3m高的鋼筋混凝土柱基上，首先要在鋼筋混凝土柱基上鋪設施工臨時平臺，以便施工操作。為保證筒體垂直度，確保施工安全，安裝之前，在基礎正中豎立了一根長38米，Φ325的中心柱，中心柱用三根纜風繩調整垂直和固定,并可承擔施工中的風載荷。筒體最大吊裝重量為60噸，故采用12只10噸手拉葫蘆進行倒裝，倒裝桅桿采用Φ325鋼管制作。

圖2 地面焚燒爐安裝流程

3 地面焚燒爐的安裝質量控制

（1）爐體筒體達30m，對筒體的垂直度需嚴格控制，保證不能出現傾斜，否則，將會嚴重影響整體的安裝質量。筒體起吊時要統一指揮，動作同步，使各吊點受力均衡，保持筒體的垂直。

（2）筒體鋼板起吊前裁邊卷圓必須嚴格控制尺寸偏差，水平方向不得大于1mm；弧形樣板檢查圓周間隙不得超過4mm。

（3）爐體工作溫度較高，因此，嚴格控制筒體內外壁防腐質量非常重要。除銹、涂刷底漆和面漆都要嚴格把關、嚴格檢查。隔熱掛釘必須焊接牢固，蒙在陶瓷纖維毯上的不銹鋼絲網保護層應搭接必要的寬度。

（4）燃燒器之間間隙較小，安裝爐內管線和燃燒器前拉線定位，確保燃燒器在同一水平面并且間距相等，燃燒頭保持在一條直線上。

4 地面焚燒爐相對高架火炬的優勢

（1）高架火炬由于火炬氣出口速度較快，其燃燒所產生的噪音是無法避免的，尤其在生產裝置大量排放或事故排放時，地面噪音高達90d b（分貝）以上，并且是很難消除的。地面焚燒爐燃燒過程完全封閉，內襯有輕質耐火耐高溫陶瓷纖維毯，具有良好的吸音降噪特性。

（2）高架火炬無法保證將大量的廢氣瞬間完全燃燒而形成黑煙，特別是在事故排放時更加嚴重，對環境大氣產生嚴重污染。地面焚燒爐采用梅花形多孔結構地面燃燒器，可將大股火炬氣分成許多小股，以利其和空氣的混合，增加和空氣的接觸面積，達到無煙燃燒。

（3）高架火炬頭點火器處于百十米的高空，容易被風吹熄，其燃燒穩定性相對較差，對高架火炬的安全放空有很大的影響。地面焚燒爐內設置有高效節能型長明燈。長明燈采用引射技術，不但燃料耗量小，而且燃燒充分，火焰剛性好，不受惡劣氣候影響，能抵御50m/s大風及暴風雨雪，保證了長明燈的運行可靠及良好的節能效果。

（4）高架火炬比較適合某一特定的工況，不能適應較大的負荷范圍。在正常排放量時高架火炬可滿足處理的要求，但在處理小排量廢氣時，高架火炬無法保證其能夠正常燃燒，完全分解。地面焚燒爐系統實現分級燃燒以提高對排放氣排放量變化的適應性：第一級燃燒器常開以處理正常排放氣量；當大排量工況或事故狀態時，第二、三、四級燃燒器投入使用；分級燃燒是通過氣動切斷閥來實現的，氣動切斷閥的啟閉由排放氣管道壓力信號來自動控制。

（5）高架火炬在正常運行時，為保證廢氣的正常燃燒和完全分解，常常使用注入蒸汽或強制鼓風等手段，需要消耗大量的蒸汽或電力，運行費用較高。地面焚燒爐在地面燃燒，高溫熱煙氣在拔力作用下，從圓柱形地面燃燒爐頂部排出。燃燒區域由于拔力的作用形成負壓，外界空氣能夠自動從圓柱形地面燃燒爐底部源源不斷地進入燃燒區域內，保證火炬氣燃燒，運行費用較低。

（6）高架火炬高處的火炬頭及長明燈給維護帶來極大的不便。地面焚燒爐除封閉體較高外，其余的設施均在地面上，檢修方便。

（7）根據國家有關規范，高架火炬防火間距必須大于90m。地面焚燒爐由于燃燒發生在地面，不會發生火雨，主要依據輻射熱計算確定防火間距占地面積小，可靠近庫區邊緣附近設置。

[1]郭祖樑.石油化工工程師實用技術手冊[M].北京:化學工業出版社,2005.

[2]GB 50160-2008,石油化工企業設計防火規范[S].

[3]GB 50461-2008,石油化工靜設備安裝工程施工質量驗收規范[S].

On the Application of the Ground Incinerator

LI Le-biao
（Taizhou Development Office of the Lower Reaches of the Yangtze River,Taizhou Jiangsu 225300,China）

This paper introduced the main structure and the installation process of the ground incinerator.The critical quality control points in the installation were analyzed.And the main advantages of the ground incinerator over the elevated torch were also clarified.

ground incinerator;structure;installation process;feature

TE963

A

1671-0142（2011）05-0069-02

李樂飚（1975-）,男,江蘇泰州人,工程師.

（責任編輯劉 紅）