煉化廠火炬故障分析及預防措施

趙興國 馬成海 張春燕(青海油田分公司格爾木煉油廠， 青海 格爾木 816000)

煉化廠火炬故障分析及預防措施

趙興國 馬成海 張春燕(青海油田分公司格爾木煉油廠， 青海 格爾木 816000)

煉油火炬在日常使用中出現了不同程度的故障，如：燃料線斷裂、蒸汽環(huán)管組件破損、燃燒器筒體外壁存在裂紋等。本文主要對煉油火炬存在的故障進行分析并提出預防措施，以提高火炬使用壽命。

煉化廠；火炬;故障分析;預防措施

1 概述

1.1 火炬系統(tǒng)概述

煉油廠煉油火炬系系統(tǒng)主要由燃燒器、分子密封器、火炬筒體、火炬塔架、水封罐、分液罐、燃料氣系統(tǒng)、消煙蒸汽系統(tǒng)、點火系統(tǒng)等組成。

煉油火炬系統(tǒng)是煉油廠重要的安全環(huán)保設施，其主要作用是安全、及時燃燒各種工況下突然排放到火炬系統(tǒng)的大量瓦斯氣，達到防止裝置生產設備發(fā)生超壓破壞的目的。

1.2 火炬系統(tǒng)工藝流程簡介

低壓瓦斯氣送至火炬系統(tǒng)后，首先進入分液罐R901，將瓦斯氣中攜帶的凝結液進行分離，隨后在水封罐R902內突破水封，通過火炬筒體后在燃燒器處放空燃燒。(圖1)

圖1 火炬放空系統(tǒng)流程圖

2 煉油火炬存在的故障

煉油火炬在連續(xù)運行3年后，2012年在大檢修時進行檢查維護，檢查人員發(fā)現火炬三組長明燈線均出現不同程度的破損，便采取臨時措施在泄漏處打卡具進行了簡單處理。

2014年檢修維護時，其中兩組處理過的長明燈線與法蘭根部撕裂，火炬頂部的蒸汽環(huán)管局部不同程度出現變形和開裂現象，已嚴重影響到火炬的安全平穩(wěn)運行，但由于組件采購周期的問題無法進行整體更換。車間隨即進行了修復，主要更換了兩組長明燈線，重新固定了長明燈線、引火筒線。(圖2、圖3)

2016年檢修時，更換了火炬頂部的蒸汽環(huán)管組件及兩組長明燈線。經過仔細檢查后發(fā)現燃燒器筒體外壁焊縫處出現裂紋，火炬內部蒸汽噴嘴也出現斷裂現象。(圖4)

3 故障原因分析

3.1 長明燈線斷裂

火炬三組長明燈線材質為304不銹鋼，在溫度高達700～900℃的環(huán)境中長期使用， 304不銹鋼發(fā)生脆化，管材的抗拉性下降，當在火炬頂部出現閃爆或火炬塔架整體劇烈振動時便發(fā)生斷裂。

圖2 長明燈線撕裂

圖3 蒸汽環(huán)管開裂

圖4 燃燒器筒體外壁焊縫裂紋

3.2 蒸汽環(huán)管組件破損

在裝置生產異常，大量瓦斯氣突然放燒時，崗位人員無法及時、正確調整消煙蒸汽用量，導致火焰在蒸汽環(huán)管處燃燒；燃料線離蒸汽環(huán)管組件較近，斷裂后，火焰在裂口處燃燒，長期對蒸汽環(huán)管主線進行烘烤，由此造成蒸汽環(huán)管組件過燒，導致其變形、破損。

3.3 燃燒器筒體外壁存在裂紋

燃燒器筒體上部采用310SS不銹鋼材質，下部采用304不銹鋼材質，檢查發(fā)現筒體裂紋集中在兩種材質的焊縫處。

(文章題目：煉化廠火炬故障分析及預防措施）

筒體焊縫處裂紋密集，經分析，原因一是蒸汽環(huán)管變形后、破損后，蒸汽噴嘴的噴射方向發(fā)生變化，蒸汽作用減弱，無法使火焰遠離燃燒器，致使燃燒器筒體溫度升高。長期高溫作用下，兩種材質的焊縫處化學成分發(fā)生了變化，焊縫強度變弱。二是分子密封器失去作用，在火炬熄滅后，燃燒器處溫度降低，形成負壓，如果氮氣未能及時密封住火炬入口，空氣便會進入分子密封器，在下次點火時，燃燒器內部會發(fā)生閃爆，損壞燃燒器筒體。

4 預防措施

4.1 消煙蒸汽調整

當低壓瓦斯放空量過大時，瓦斯氣突破水封放空，燃燒器處火焰較大，此時瓦斯氣燃燒不充分并伴隨濃濃的黑煙。崗位人員調整操作時要注意蒸汽供給的次序，先開底部消煙蒸汽，將火焰吹離燃燒器，保證蒸汽能有效隔離火焰和燃燒器，再開上部消煙蒸汽，提高瓦斯氣和空氣的混合效果，使之達到充分燃燒、消煙的目的。當放空結束時，不應立刻切斷兩路消煙蒸汽的供給，需提供一定量的蒸汽用于降低燃燒器的溫度。調節(jié)蒸汽用量時需密切關注火焰大小，避免瓦斯氣量降低時火炬被蒸汽吹滅。

4.2 火炬點火操作

生產過程中如果火炬熄滅，需及時向分子密封器內通入氮氣并點燃火炬，保證生產正常。

在火炬點火前，要先打開消煙蒸汽，以避免燃燒器發(fā)生干燒。打開氮氣閥后，要保證氮氣壓力穩(wěn)定、氮氣管線暢通，使氮氣正常進入分子密封器做為密封氣，阻止空氣進入火炬筒體，以防止火炬點火時筒體內部發(fā)生回火、閃爆，損壞燃燒器。

4.3 燃料氣壓力控制

由于天然氣管網壓力為3MPa，在使用天然氣做為燃料氣的氣源時，應嚴格控制燃料線壓力在0.7～1.5MPa范圍內。壓力過高容易導致長明燈線法蘭泄漏；壓力過低，長明燈下部的引射器吸入的空氣量降低，無法充分地冷卻長明燈管線內部，降低了長明燈的使用壽命。

4.4 檢查維護

火炬在正常生產運行過程中無法進行維護檢修。檢修時就必須對火炬進行全面、細致的檢查，更換已損壞的部件，消除漏點，保證火炬系統(tǒng)完好。

5 結論

日常生產時，要密切關注火炬系統(tǒng)的運行狀況，如有異常，需及時查找并分析原因，制定合理的檢維修計劃，保證火炬系統(tǒng)長周期平穩(wěn)運行。

[1]SHS01031-2004，《火炬維護檢修規(guī)程》

[2]李常嶺.火炬頭損壞原因及改進[J].通用機械，2005，(04):46-47.