自卸捆綁式火炬系統在煉廠中的應用

（中國石油呼和浩特石化公司，內蒙古 呼和浩特 010000）

1 概述

呼和浩特石化公司500 萬噸/年煉油擴能改造工程，新建3 套火炬用于新建裝置正常、事故火炬氣的排放和燃燒。3 套火炬分別為高壓火炬、低壓火炬、酸性氣火炬。3 套火炬共用一個塔架，采用可拆卸塔架結構，塔架根開24 米，高度145米。火炬界區內主要包括火炬頭、火炬筒體、分液罐、水封罐、火炬塔架、地面內傳焰點火器、高空電點火裝置、低壓防爆配電柜、防爆配電柜、儀表接線箱、界區內火炬氣及公用工程、自控儀表工程、電氣工程、土建及結構工程等。

2 自卸式捆綁火炬的結構形式

2.1 為方便火炬的拆裝，各火炬集中布置在火炬塔架的一側，該火炬塔架側面是垂直的，以便各火炬的安裝和拆卸。

2.2 火炬筒體共分成7 段，每段長約21 米。各段筒體之間通過法蘭連接。

2.3 蒸汽、燃料氣等各種公用工程管道全部敷設在火炬筒體上，與火炬筒體一樣相應分成7 段，每段之間通過法蘭連接。

2.4 塔架和筒體之間設有H 型導軌，火炬筒體上安裝有導向支腳，導向支腳可方便地在H 型導軌中滑動。

2.5 火炬筒體固定在一基礎支座上，基礎支座底部有一鉸支座，火炬筒體可繞鉸支座在90°范圍內自由翻轉。

2.6 火炬筒體的安裝和拆卸是通過安裝在地面的卷揚機來完成。安裝時自上而下倒裝，先安裝火炬頭及最上段筒體，最后安裝最下段筒體。拆下檢修時正好相反。

2.7 整個安裝和拆卸過程均在40 米高度以下完成。

3 火炬塔架

火炬塔架用于支撐H 型導軌和火炬筒體，并滿足火炬筒體的裝卸要求。火炬塔架的一個側面保持豎直，其余三個側面均為斜面。保持豎直的側面用于支撐H型導軌，火炬筒體將沿著H 型導軌上下滑動。

火炬塔架為四邊形桁架鋼管結構，變截面體系。各主要構件之間采用法蘭聯接，其余構件之間采用螺栓聯接。在塔架的豎直側面上對應每一根火炬筒體均設有供提升或放下筒體用的提升吊耳，供在回轉過程中用于回轉筒體用的回轉吊耳。也是可拆卸式筒體在裝卸過程中需要使用到的關鍵部件。

4 火炬點火系統

火炬單元設兩套獨立的點火系統，可確保火炬點火的可靠性。一套是地面內傳焰點火系統；另一套是高空電點火系統。高壓火炬、低壓火炬頭上各配設4 支高效、節能型長明燈，酸性氣火炬頭上配設2支高效、節能型長明燈，長明燈保持常燃。此處著重介紹自動點火系統：

自動點火系統由觸發單元、控制單元、點火單元、執行單元和檢測單元五大部分構成。高空點火槍燃料氣管線上的氣動切斷閥和高能點火發生器作為點火執行單元；長明燈熱電偶作為火焰檢測單元。自動點火系統實現顯示、報警、自動點火和巡檢等功能。

控制單元根據火炬氣的壓力信號，判斷是否有火炬氣排放；同時根據長明燈溫度信號決定是否應發出點火信號。若有火炬氣排放，亦即有火炬氣壓力信號，不管長明燈處于何種狀態，控制單元都將發出點火指令：打開長明燈燃料氣管線上的氣直動切斷閥和高空點火槍燃料氣管線上的氣直動切斷閥，觸發高空電點火裝置點燃高空點火槍，高空點火槍的火焰隨后引燃長明燈。當長明燈熱電偶檢測到長明燈已燃后，點火控制單元將切斷高空點火槍燃料氣管線上的氣動切斷閥，同時停止點火。自動點火系統回到巡檢狀態。

若控制單元在延時后，仍未接到火焰檢測單元發出的長明燈"有火"反饋，則表明點火失敗，此時將繼續點火程序。經若干次點火程序后，依然無法檢測到長明燈"有火"反饋，系統將發出報警信號。

5.1 自動點火系統具有以下功能：

5.1.1 自動巡檢點火觸發信號。若火焰檢測單元檢測到長明燈熄滅，則發出點火指令重新點燃長明燈。

5.1.2 自動判斷點火是否成功。點火成功后自動切斷高空點火槍的燃料氣供應和高能點火發生器的電源供應；如遇點火故障，則發出報警信號。

5.1.3 顯示長明燈工作狀態。自動實現定期點火（即使無點火觸發信號），檢驗點火程序和點火系統各部分的運行情況，點火時間間隔可在程序中設定。

6 自動化控制

6.1 長明燈設熱電偶，溫度信號送PLC柜，作為判斷其工作狀況的依據。

6.2 消煙蒸汽的調節由操作人員于機柜室內根據火炬運行情況，通過遙操蒸汽管線上的氣動調節閥實現。

6.3 各水封罐設現場液位計、液位變送器、現場溫度計和壓力表。液位信號送PLC和裝置DCS，實現高、低液位報警，控制新鮮水管線上氣動調節閥的開度。

6.4 高壓火炬、低壓火炬分液罐設現場液位計、液位變送器、現場溫度計和壓力表。液位信號送PLC和裝置DCS，實現高、低液位報警，用于控制排凝管線上的凝液泵。凝液泵手動開，自動關。

6.5 高空點火裝置的點火：高空點火裝置的點火可實現現場手動控制、PLC控制室和裝置DCS遠程遙操控制。

6.6 火炬界區內設可燃氣體報警儀，模擬信號送PLC控制室和裝置DCS實現報警。

6.7 密封氮氣連續吹掃的控制由自力式調壓閥和限流孔板實現。緊急吹掃通過放空氣管路上的流量信號和溫度信號由PLC自動控制。

6.8 新鮮水管線上設氣動調節閥控制新鮮水流量；調節閥的開度根據水封罐內的液位信號進行控制。

7 自卸式火炬所解決的問題

自卸式捆綁高架火炬，包括火炬頭和由多段筒體組成的火炬筒體，每段筒體在兩端分別設置有用于筒體之間首尾連接的第一連接元件，火炬頭的底部設置有第一連接元件；其裝卸系統包括卷揚機、塔架、繩和所述火炬以及設置在塔架的側面上的導軌，火炬的每段筒體包括用于與導軌可滑移地連接的支撐元件；其中的卷揚機包括用于提升每段筒體的提升卷揚機，每段筒體包括用于通過繩與提升卷揚機連接的第二連接元件；利用該裝卸系統分段裝卸該高架火炬的火炬筒體和火炬頭，從而實現了多個火炬集中捆綁設置，又能滿足故障火炬的檢修工作不影響其他火炬的燃燒。

[1]余化.淺析大型煤化工項目火炬系統設計【J】.化肥設計，2012（08）.

[2]詹世平.快速確定火炬系統配管尺寸【J】.大連大學學報，1992(12).