內傳焰點火在石油化工火炬中的應用

程哲 陳展雄

摘 要：本文對對內傳焰點火的工作原理進行了介紹，闡述了內傳焰點火系統的構成、點火和調試步驟，并根據工程經驗分析內傳焰點火系統中出現的常見故障以及解決方案。

關鍵詞：內傳焰點火；火炬

火炬設施是石油化工企業重要的安全與環保設施之一，用以處理生產裝置及輔助設施正常、開停車、事故及緊急情況下排放的可燃性氣體，以保護相關設備、設施和人員安全[1]。

火炬單元一般設兩套獨立的點火系統，可實現長明燈的自動點火、遠程遙操點火和現場就地點火。一套是地面內傳焰點火系統；另一套是電點火系統。在正常操作狀態時，若長明燈上的熱電偶檢測到長明燈熄滅（溫度低信號），若點火控制處于自動狀態，系統可自動實現長明燈的點火操作。當電點火系統發生故障而不能正常點火時，作為安全保障的內傳焰點火系統就顯得尤為重要。當需要現場點火時，操作人員則可通過地面內傳焰點火器及時將熄滅的長明燈重新點燃[2]。

1 地面內傳焰點火器的組成

地面內傳焰點火器由儀表空氣管線、點火用燃料氣管線、空氣/燃氣混合器和點火控制盤組成，如圖1所示。

1.1 地面內傳焰點火器上的各路管線

地面內傳焰點火器共設兩路管線，自上而下分別是儀表空氣管線和點火用燃料氣管線。儀表空氣管線和點火用燃料氣管線上均設有自力式調壓閥組，用于分別穩定空氣/燃氣混合器入口前的壓力。

1.2 空氣/燃料氣混合器

儀表空氣和燃料氣在燃料氣-空氣混合器內混合形成可燃性混合氣體后按下點火按鈕，點火電嘴噴出電火花引燃混合氣，引燃后的火焰在引火管內以爆燃形式傳遞到長明燈上，點燃長明燈的出口燃料氣。

1.3 點火控制盤

地面內傳焰點火器的點火主要通過點火發生器、點火嘴和高壓軟導桿來實現。

點火發生器是將AC220V電壓轉換成高壓脈沖波的裝置。由于高壓回路與低壓回路容易產生短路，因此整個點火發生器用特殊材料封澆而成。

當點火發生器產生的脈沖波送到點火嘴時，在點火嘴內產生電火花，用于引燃可燃性混合氣。

2 點火與調試

火炬設施是石油化工企業重要的安全與環保設施之一，而內傳焰點火系統是火炬系統的一重重要安全保障，所以點火前的的準備工作和正確的點火步驟是顯得尤為重要[3-4]。

2.1 調試和點火前的準備工作

1） 置換：為了保障安全性，必須確認工藝管線氮氣置換結束，密封用氮氣已引進。

2） 排凝：為了防止因為積水導致的點火失敗，打開內傳焰點火器兩路管線底部的排凝閥，和長明燈管線底部的排凝閥，排除管線內的凝液。

3） 吹掃：對內傳焰點火器的兩條管線用壓縮空氣進行吹掃，確認管線暢通無泄漏。

4） 點火發生器檢查：將電源開關置于“ON”，電源開關指示燈亮。按下手動點火按鈕，確認是否有打火聲音，若沒有打火聲音，可能是點火發生器損壞，須更換。

5） 電嘴檢查：按下手動點火按鈕，從混合器石英玻璃窗口察看電嘴是否發出火花。如火嘴沒有噴出火花，說明點火嘴出現故障，須卸下電火嘴，消除點火嘴的結碳。

6） 界區可燃氣檢測：點火前必須確認裝置無排放氣及圍欄內無可燃氣聚積，合格后方可進行點火。

2.2 地面內傳焰點火器的調試

地面內傳焰點火器的燃料氣最佳配比會因為現場燃料氣組分的變化以及現場管線的走向出現變化，所以點火調試不光要能夠點著火，還需要找出相對合理的燃料氣配比。

在準備工作結束后，可按以下步驟手動調試出點火用燃料氣和儀表空氣的配比：

1） 保持并確認空氣和燃料氣總閥處于關閉狀態。確認四個排凝閥處于關閉狀態。

2） 打開位于引火氣出口后端任意一個內傳焰引火支管上的球閥（其它球閥均關閉）。

3） 放松兩只自力式調壓閥（空氣和燃料氣）的鎖緊螺母，向上調節壓力設定螺桿，使調壓閥后的壓力值盡量降低。

4） 打開壓縮空氣管線上的空氣閥1、2和3，關閉空氣旁通閥。

5） 打開空氣總閥，向下調整空氣調壓閥，使空氣管路中的壓力表2的指示值保持在某個經驗值。

6） 打開燃料氣管線上的燃料氣閥1、2和3，關閉燃料氣旁通閥。

7） 打開燃料氣總閥。

8） 按下手動點火按鈕并保持，同時調節燃料氣調節閥，使燃料氣管線上的壓力表4的指示值逐漸升高，一旦燃料氣/空氣混合物被點燃（有爆燃聲）即停止調節，記錄下此時空氣壓力表2和燃料氣壓力表4的顯示值（可以確定空氣與燃氣的比例）作為今后地面內傳焰點火器點火時的參照值。

9） 關閉燃料氣總閥，用壓縮空氣吹掃內傳焰管線一段時間后關閉空氣總閥。

10） 如果混合物沒有被點燃，可通過調整空氣調節閥，適當降低或升高儀表空氣的壓力，再重復步驟7～10，直至成功點燃為止。

11） 保持兩臺自力式調壓閥的開啟度，關閉其它閥門。至此，燃料氣和壓縮空氣的配比調試完畢。

12） 對于不同的燃料氣，重復以上步驟直到找到合適的配比值。

2.3 地面內傳焰點火器的點火

準備工作結束后，對長明燈進行手動點火：

1） 打開欲點長明燈對應內傳焰管線上的球閥（其它球閥均關閉）。

2） 打開欲點長明燈管線上的切斷閥，引入燃料氣。

3） 打開地面內傳焰點火器儀表空氣總閥和燃料氣總閥，等待一段時間。

4） 按下地面內傳焰點火器控制箱上的點火按鈕。

確認長明燈是否點燃，如果未點燃則重復上述步驟；如果已點燃則關閉燃料氣總閥，用壓縮空氣吹掃內傳焰管線一分鐘后關閉壓縮空氣總閥和內傳焰管線上的球閥。

3 常見故障以及處理

在內傳焰點火系統的調試以及點火過程中，經常會出現一些及其容易被忽視的細節，從而增加成功點火的困難度，甚至直接導致點火的失敗[5]。以下幾點是本人是實踐過程中遇到過的一些情況。

1） 內傳焰管線過長或者連續急彎

在施工的過程中，如果不注意，可能會出現連續兩個90°急彎等情況，這樣很容易對火球的傳輸造成阻礙，從而阻礙內傳焰對長明燈的引燃。所以在施工管理中應該合理規劃內傳焰管線的走向。

2） 兩支或者兩支以上長明燈同時點火

內傳焰管線的出口距離長明燈燃料氣還有一段距離，如果沒有足夠的推力，不能讓內傳焰管線內的火球引燃長明燈的燃料氣管線，而兩支或者多支長明燈同時點火很容易造成這種情況。為了保證點火順利進行，必須保證每次只點一支長明燈（內傳焰管線上的球閥只開一臺）。

3） 兩次點火間隔太短

如果點火間隔太短，容易出現兩種：一種情況是混合后的燃料氣來不及傳送到長明燈處就已被點燃，導致火球不能傳輸到長明燈處；另一種情況是上一次長明燈火球傳出的火焰，被后續傳來的火球給吹滅。無論哪種情況，都能導致點火的失敗。

4） 相關管線內凝液沒有被排出

內傳焰點火的過程中，如果管線內凝液沒有排出容易導致燃料氣配比的變化，或者內傳焰傳輸的不暢。

其他還有一些其他方面的原因容易導致點火失敗，比如說長明燈點火槍的風門沒有調節妥當，長明燈被積雪或者積水堵住等情況，需要在現場對具體情況具體分析。

4 結語

火炬設施，給安全生產豎立了一道堅強的后盾。盡管自動點火系統已經廣泛應用于火炬設施，但一旦自動點火系統發生故障，作為另一道安全保障的內傳焰點火系統就發揮出了及其重要的作用。點火前做好充分的準備工作，嚴格遵循點火步驟，合理排除內傳焰點火中容易出現的故障，才能讓這道保障發揮出更加堅實的作用。

參考文獻：

[1] 周篷，蔣林，等.放空火炬高頻點火系統設計[J] .微型機與應用，2017，4：4-6.

[2] 任松，王海波，等.適用于高/低壓放空的新型火炬點火系統[J].天然氣與石油，2016，1：23-25.

[3] 王新勝.火炬點火裝置的性能及在生產運行中調試方法和技巧[J] .中小企業管理與科技，2011，16：313-314.

[4] 趙延平，吳拯亞，等.高酸氣田集輸站場火炬點火系統故障分析及優化[J].化學工程與裝備，2014，12：121-122.

[5] 張進.揚子乙烯裝置火炬點火系統改造[J].乙烯工業，2013，2：28-32.