淺談“地面火炬”質量控制及施工優化

孔祥宇

摘 要：“多點式地面火炬”設施為化工裝置的生產輔助設施之一，因該系統既能保證各種工況下火炬排放氣無煙、穩定、充分燃燒，又能使能耗降到最低，在國家重視環保的大環境下，地面火炬在化工廠區的布置會越來越多、越來越普遍。

關鍵詞：地面火炬;火炬頭;防輻射墻

1 概述

火炬系統作為在煉油、化工裝置中安全、有效地排放氣體或液體的設施，其能否正常運轉對裝置平穩運行相當重要。火炬按照不同的分類方式有不同的類型，按火炬頭是否遠離地面可分為高空火炬和地面火炬。本文就如何精確控制安裝質量以及如何經濟節省的進行施工加以論述。

2 火炬頭安裝的質量控制

（1）“多點式地面”火炬形式，由于其采用分級串聯燃燒控制的方法，所以對于管道標高、火炬頭間距、砂石填埋三方面是控制的主要方面，其中如何控制火炬頭的安裝精度是是否能保證其它各級火炬能否逐級串燃的最關鍵點，也是地面火炬施工質量控制的最主要的點。

1）管道標高控制

①每一個基礎預埋板的上頂標高及基礎的中心線都要進行精確復核，確保標高的階梯布置以及相鄰集氣管支架的中心間距相同。

②按管道圖紙對應每一個管道支架標高尺寸進行精確測量，并登記清楚，對照圖紙及基礎高度再次復核支架頂標高。

③對原料管道進行復測，需保證外圓直徑;待管道集氣管預制完成后，復測集氣管的頂標高需與設計要求相符，以保證積液倒流。

通過以上三方面措施才能保證管道的頂標高符合設計要求，為下一步火炬頭管開孔做好準備，為火焰的正常燃燒打好基礎。

2）火炬頭間距控制

全廠火炬分為18級燃燒，為保證地面火炬頭的熱負荷，根據火炬氣量的大小，通過分級控制閥組，將火炬氣分配到火炬的一級或多級火炬頭中進行串燃，根據設計圖紙要求火炬氣的18級集氣管上共需要安裝728臺火炬頭，由于前三級火炬頭是蒸汽輔助火炬頭（IT-GF-MP-S），第四級至第十八級火炬頭使用的是自引風式火炬頭（IT-GF-MP）。只有火炬頭在同一水平面布置，才能滿足分級交叉雙向串燃點火的要求，因此在每一級火炬氣支管上分布的火炬頭要求嚴格按圖施工，對火炬氣管道的安裝精度要求更嚴格。

因為火炬頭與火炬氣支管之間通過支管臺連接，為確保火炬氣支管上火炬頭的安裝高度及間距，在安裝火炬頭前需先確保支管的開孔精度及管道組成件安裝精度;

①確定開孔位置

因管道的施工中至少一端已經封閉，且管線較長，所以對于集氣管采用切邊等分法確定平行線的兩點，即：先用2個同規格的鉛垂線連接，鉛垂線兩邊所掛的重物需質量相等，將其自然懸掛在支管上，根據重力作用確定出管道兩側的切點。因管道較長，可以在20米長度內測一次，重復該步驟，鋼絲拉直，剔除偏差較大點，最終定線。

該裝置圖紙要求支管安裝位置在與水平面交角45°及135°方位，不同裝置要求的夾角可能不同，所以對于在圓周方向采用圓周等分法確定出火炬頭在集氣管上的開孔水平線，長度上依據圖紙定位，最終確定火炬頭開孔點（附圖中紅色所示位置為火炬頭開孔中心線）。

②確定火炬頭頂標高

開孔位置確定后，依照支管臺的焊接邊緣外徑尺寸利用鐵規或模板進行劃線、切割（切割后的鐵塊需及時取出）。現場依照兩個支管臺的夾角尺寸，計算出互補角，并制作出一個卡規（可調角度），操作過程中要保證卡規的折角均分指針始終指向管道頂平線，兩條邊與支管臺邊緣貼合，從而保證支管臺的上平面符合角度要求，定位后對支管臺進行施焊。

當支管臺焊接完成后，由于對安裝精度要求很高，需先定位安裝支管兩端及中間的六個火炬頭，現場需在火炬頭上部采用線墜的方式進行垂直找正，下部采用調整火炬頭與支管臺焊縫間隙的方式進行水平找正，并對火炬頭進行點焊固定。在火炬頭兩側火炬頭中心線定位并分別拉直細鋼絲進行整管縱向調整檢查，橫向檢查兩細鋼絲間的距離，待調整確認無誤后火炬頭進行正式施焊。該管線上其它火炬頭可依照頂部找正鋼絲進行快速定位施焊。其它各級管線也依照此法施工，從而使728臺火炬頭在同一水平面布置、間距均等，滿足分級交叉串燃點火的要求。

安裝位置計算公式：

設：管道半徑為r，點火嘴長度加支管臺部分長度為l;

則S=（r+l）*sin45°

3 防輻射墻安裝的經濟做法

該地面火炬裝置的鋼結構部分主要為防輻射墻的施工。輻射墻以標準的鋼制墻板制成，該墻板及結構均設置為螺栓連接，該墻高度18米，下半段設百葉型通風口，保證火炬頭在燃燒過程中輻射墻內空氣充分供給、產生的熱量無法向四周輻射，在火炬裝置四面圍擋，圍墻總長450米，立柱68根，材質為熱鍍鋅碳鋼，工程量很大。因此安全、高效完成結構安裝是另一個重點。

（1）坐漿法施工

因為立柱下部墊板為平面，沒有剪力槽，所以68根鋼結構立柱采用坐漿法施工。這樣極大的縮短人工使用數量，提高施工速度、減少耗材費用。

（2）立柱施工

由于在輻射墻敷設的過程中，所有的輻射墻波紋板均采用單片吊裝，輻射墻波紋板全部為中間縱向穿插，且每片輻射墻波紋板均采用螺栓固定。若采用傳統的兩側雙排腳手架搭設方案，會使腳手架反復搭拆幾次，成本投入太大。為了解決這一問題，本次防輻射墻安裝過程登高作業交替使用三幅垂直掛梯（掛梯為邊長0.8米的Ф38*3.15鋼管制成），掛梯在施工中采用吊車直接移動的方式操作，此方法簡單快捷，但在施工中需注意以下三點：

1）施工過程中要求每個掛梯僅限兩名工人登高，且不得在同一作業面施工，謹防施工過程中作業工具掉落造成意外傷害。

2）高空作業人員必須系掛安全帶加防墜器的雙重保護以確保人身安全。

3）在掛梯移動過程中，需要保證人員從梯子上撤下來，嚴禁人員偷懶，造成事故。

由于掛梯使用較腳手架搭設使用更為靈活方便，采用該方法施工后其施工效率明顯提高，經測算比傳統的腳手架搭設施工速度快70%，而腳手架費用可以節省86%，該施工方法在保證安全質量的前提下取得了顯著的成效，在特定的施工條件下是一種值得推廣使用的作業形式。

4 結束語

隨著煉油、化工生產裝置日趨大型化，對火炬的處理能力和燃燒效率的要求不斷提高，國家對環境保護管理的加強，地面火炬會越來越多，通過本文的闡述，希望對對火炬的安裝起到一定的借鑒作用。

參考文獻

[1]茍彬德.多點式地面火炬安全環保性能初探.中韓（武漢）石油化工有限公司

[2]中景石化新建化工項目-全廠火炬設施技術文件