關于火炬單元燃料氣能耗分析及應對措施

歐岳衡

摘 要：根據企業火炬系統設計特性，結合火炬單元燃料氣能耗數據分析，指引出火炬節能降耗的方向。通過采用先進的設施、優化操作條件、減少長明燈燃燒個數，火炬單元每天燃氣量控制在3000 NM3，相對投用前期每天節省燃氣量將近1300 NM3。如何進一步降低火炬單元的能耗損失，這就需要我們在保證設備安全可靠的前提下，實施間歇性熄滅火炬長明燈的方案。

關鍵詞：火炬；燃料氣；能耗；長明燈

1 點火系統

火炬系統設置兩套點火系統：高空自動點火系統一套，地面爆燃點火器一套。火炬系統可實現高空自動點火、就地手動點火及遠程點火三種方式。并且隨著火炬系統技術的發展，引進了兩種模式：長明與非長明節能模式，這兩種模式可根據生產狀況任意切換。

1.1 自動點火

1.1.1 高壓、低瓦、酸性氣火炬管網氣壓力高≥0.004MPa ，點火信號時，長明燈燃氣閥自動打開，FCS系統通過高壓點火器自動點火3次（點火時高壓點火器燃氣閥打開，發弧裝置動作），每次持續30秒，間隔10秒。高低壓、酸性氣火炬長明燈中每組只要有一根長明燈溫度信號≥100℃時，自動停止高壓點火器發弧，同時關閉高壓點火器燃氣閥，避免點火器長時間工作導致燒壞。若自動點火3次，長明燈沒能點燃（長明燈溫度信號≤100℃），FCS系統則發出聲光報警信號。

1.1.2每套火炬8小時自動循環點火1次，用于檢測火炬點火系統是否完好。

1.2 手動點火

1.2.1 在中控室和燃料氣回收設施操作室設火炬硬手動遠程點火按鈕，在火炬現場控制箱設點火按鈕，特殊情況下操作人員，現場強制點火。

1.2.2 由現場操作人員，調整儀表風與燃料氣的混合比，通過地面點火器爆燃管點燃長明燈。

2 火炬能耗分析

2.1 火炬單元能耗

根據企業火炬單元投用后的燃料氣能耗數據，結合運行部實際使用情況，分別核算出開工期間火炬單元總的燃氣量與長明模式下的能耗，以此為理論依據預算出最小能耗損失76.83615萬元/年。

2.1.1長明燈能耗

在生產期間干擾因素較多，為獲取真實數據，得到可靠結論，故取2.1日-2.15日時段的數據作為長明燈能耗依據。

2.1日-2.15日屬于生產正常期，管網無補燃料氣操作，火炬保持10盞長明燈，日平均能耗5686.7 NM3，折合三盞長明燈，即按火炬長明設計高低瓦、酸性氣各保持一盞常年長明，其能耗76.83615萬元/年。

2.1.2 其他能耗

其他能耗包括兩個方面：酸性氣火炬的摻燒伴燒，放空管網的補燃氣。企業開停工期間，其他能耗占總能耗的一半以上。但在生產正常的情況下，酸性氣直接進入硫磺回收裝置，進行回收，不存在酸性氣火炬的摻燒及伴燒，也不存在放空管網補燃料氣，他能耗可以忽略為零。

3 節能降耗措施

3.1 燃燒方式

長明燈：考慮到傳統的長明燈能耗高、抗風能力弱的情況，火炬單元共設置10節能型長明燈，設計流量3 NM3/h，這種長明燈很好的應用文丘里原理，大流速引射大量空氣，充分混合，即使在惡劣環境下，也能保證長明[1]。

酸性氣：由于酸性氣不易點燃的特性，避免浪費燃料氣，通過對酸性氣放空流量在線分析，與伴燒燃料氣的量進行比例控制，達到酸性氣充分燃燒的目的。

3.2 減少長明燈

火炬單元投用后，各長明燈能基本保證長明，但問題是燃氣量每盞高達30 NM3/h，遠遠超出設計的每盞3 NM3/h。生產后期，為進一步減少火炬單元燃料氣的損耗，火炬單元高低瓦、酸性氣各保留2盞長明燈，長明燈每天燃氣量控制在1900 NM3，每天節省燃氣量將近1300 NM3。

4 深度節能—間歇性熄滅火炬

4.1 影響因素

通過對國內煉化行業火炬情況的分析，結合企業火炬單元工藝本身設計以及開工期間火炬的實際使用情況，影響間歇性火炬熄滅的原因總體可劃四點，其一，生產人員的安全意識與FCS系統掌握的程度。其二，裝置或球罐罐區大量放空，自動點火與遠程手動能否快速有效點火。其三，自動點火、遠程點火都失效的情況下，操作人員能否現場快速有效爆燃點火。

4.2 問題原因

4.2.1 安全意識與操作技能不達標，

火炬單元作為煉化企業安全生產的最后屏障，當裝置或球罐區大量放空時，放空管網壓力≥0.004MPa，FCS與DCS會立即報警與自動點火等操作，由于裝置與火炬操作人員安全意識缺乏與操作技能不達標，造成裝置或球罐區的誤操作、FCS系統數據的監控與操作不到位，都將會造成事故的擴大化，所以該為主要原因之一。

4.2.2自動點火與遠程點火系統失效

由于裝置大量放空或球罐區安全閥起跳，造成大量排往火炬，若此時火炬自動點火失效或遠程手動點火時間過長，然而放空氣體距離火炬僅有1.5 ～ 2.0公里，火炬氣流量達70米/秒 ～ 100米/秒，即傳輸時間只需15秒 ～ 20秒，將會直接導致大量瓦斯外排，影響極其惡劣，所以自動點火與遠程手動點火失效為主要原因之一。

4.2.3 地面爆燃操作不熟練

當自動、遠程都失效的情況下，大量瓦斯氣排往火炬，地面爆燃點火作為點火系統的最后一道防線，需要操作人員迅速趕赴現場，手動爆燃點火，所以地面爆燃不熟練為主要原因之一。（下轉第頁）

（上接第頁）

4.2.4 三套點火系統維護不到位

當裝置或罐區放空到高壓瓦斯管網、低壓瓦斯管網、酸性氣管網時，都經過點火系統的現場溫度壓力等檢測儀表、氣電動閥門、系統（DCS、FCS）數據采集運算[4]，然后火炬手自動點火，最后達到保護正常生產的目的。點火系統維護的情況，直接影響火炬點火能否成功，所以三套點火系統維護不到位為主要原因之一。

4.3 制定措施

間性熄滅火炬是節能降耗的有效途徑，但問題是怎樣長期保證點火系統成功率，結合企業實際情況，可制定以下解決措施：

措施一：A 根據實際情況，制定火炬試點周期，確定火炬長期保持備用狀態

B要求系統廠家培訓（DCS/FCS），保證人人會操作

C 定期針對火炬安全培訓，強化火炬安全意識

措施二：A加強儀表管理，定期對儀器儀表進行校驗

B 強化儀表設備臺賬管理

C督促維保工作，要求定期對設備儀表維護保養

措施三：A定期開展火炬單元操作演練，提高操作水平

B制定火炬操作規程

措施四：A狠抓勞動紀律，制定火炬系統獎懲制度

B突出火炬單元設備儀表交接班制度

C嚴格執行巡檢制度，責任到人

4.4措施執行

4.4.1 為警示操作人員對裝置放空的監控，將裝置放空動作信號送入火炬FCS系統

4.4.2 制訂每日對火炬自動點火系統進行試驗，保證緊急點火的成功率。

4.4.3 針對酸性氣火炬特異于其他種類火炬（易下沉、有劇毒、燃點低、不易點燃），結合實際工藝條件，可以考慮保持長明模式。

4.4.4 由部門安全工程師帶隊，定期組織安全培訓，保證每個學員2學時/周。

4.4.5 部門技術人員對火炬進行操作方面的培訓，提高各職工操作水平，從而對活動的開展起到促進作用。

4.4.6加強和裝置及調度的聯系，及時調整，及時向調度請示反映情況。

4.4.7 對儀表問題及時發現及時處理，部門并制定新考核辦法，責任到人，并且該項考核與維保單位的維保費用相關聯，督促維保人員定期對系統與現場設施進行維護保養。

5 結論

通過對火炬單元燃料氣能耗的分析，得到火炬節能降耗的方向。首先控制火炬長明燈燃氣總閥，再到逐步減少長明燈的燃燒個數，最后到間歇性熄滅火炬長明燈，盡管這些措施都取得不錯實際效果，也在企業節能降耗方面取得一定成績，但這都是建立在火炬點點火系統可靠性、操作管理得當的基礎上的。所以在當前這種“節能降耗，保護環境”的大環境中，企業這樣的經驗對于大多數煉化企業而言有著普遍參考價值。

參考文獻：

[1] 侯凱峰，蔣榮興，等.大型煉廠能耗特點分析及節能措施探討[J].煉油技術與工程，2009，39（9）：46-50