硫磺裝置火炬點火系統改造分析

摘要：本文通過對某煉廠硫磺回收裝置火炬高空點火系統改造的介紹，對火炬點火系統的組成、點火方式、材料選型以及存在的問題進行了分析，探討了火炬點火系統的改進措施。

關鍵詞：硫磺火炬 點火系統 改造

引言

某煉廠硫磺回收裝置原火炬點火系統的點火方式為高壓電打火、爆燃點火，高壓電打火于2011年檢修期維修后，運行至2012年底時全部損壞，因裝置處在運行期無法維修，僅能使用爆燃點火系統。爆燃點火存在風險高、點燃成功率低，尤其是惡劣天氣下很難操作等缺點，現如今已很少使用或僅作為應急備用。為消除火炬點火系統故障帶來的風險，硫磺回收裝置于2014年檢修期間對火炬點火系統進行了改造，于2017年檢修期進行了全面檢查、改進，取得了較好的效果。

1 硫磺火炬系統概述

硫磺回收裝置共有火炬2個，火炬高度145米，再生酸性氣火炬和氣提酸性氣火炬共用一個塔架。原火炬點火系統有手動、自動點火功能，每個火炬頭周圍均布3套高空點火器、3支長明燈（帶爆燃管），2個火炬共用1套地面爆燃點火器。

2 改造方案

為消除火炬點火系統帶來的隱患，裝置于2014年進行了首次改造，改造考慮的重點是解決火炬點火系統故障率高的問題，使火炬點火系統滿足能夠運行完整檢修周期（3年）的要求。

本次對火炬系統進行了大幅改造，更新了火炬高壓點火驅動器6套，6支長明燈、6支熱電偶、2套PLC火炬自動點火系統和1個手操臺、1套地面爆燃點火器，增設6套紫外線火焰探測器、6套低壓點火驅動器;高空點火裝置由高空點火槍（帶燃氣管和傳火筒）、點火組件防護箱、雙路高壓點火組件、低壓點火組件、高溫合金絲、石英絕緣子、一體化導電桿及高溫點火線、點火專用電纜、防爆火炬現場點火箱（內裝高、低壓點火發生器）等構成。 更新后的火炬點火系統有高壓點火、低壓點火和地面爆燃三種點火方式。采用UPS為火炬自動點火程控系統及現場點火設備供電，在外電源斷電的情況下，UPS能保證程控系統及儀表、現場點火設備40分鐘的正常工作。

2.1 結合環境因素選型

為點火系統的耐久、穩定性能考慮，本次改造從材料的選取、設備選型綜合考慮了該裝置臨海、風力強、腐蝕性高等環境因素。高空點火槍、點火電極、高能點火電嘴、高純石英絕緣子、連接板、法蘭、防護箱、保護管、金屬軟管均采用耐高溫合金及不銹鋼制造，以達到耐高溫抗腐蝕要求。火炬三層平臺以上所有材料耐溫1000℃以上。選取了抗拉力和扭力性能更好的石英絕緣子，在冰雪、火雨、冷熱交變等環境中不易炸裂、損壞，同時為考慮高空及沿海風力的影響，采取間隔布置，使其分散受力。點火組件全部封閉在不銹鋼防護箱內，以防止出現的變形、開裂問題，并且可以抗風、雨、雪、沙塵等環境侵蝕。高空點火器相關的傳火管、燃氣管、點火棒、絕緣子等主要部件材料見表1。

2.2 多元化點火方式

考慮到裝置檢修期時間較長（至少3年），為確保火炬系統的長效穩定運行，改造后的火炬系統具有雙路高壓電極電弧點火和一路低壓航空半導體電嘴點火方式相結合，高低壓點火可任意切換，可選擇其中任一路工作。高壓點火電極點火能量大、發火面積大、點火快速可靠的特點;而低壓高能點火器點火能量高，環境適應度強，可在風雨冰雪沙塵灰土中可靠點火，高低壓點火方式并存，提高了點火系統的成功率和可靠性，滿足了連續運行的使用需求。改造后的火炬點火系統見圖1。

2.3火炬點火系統主要技術參數

高壓點火電壓：15KV，電流70mA;

低壓點火電壓：2500V ?300mA

點火方式：高強電弧/點火棒（高能半導體電嘴）

導火方式：傳燃

氣源：瓦斯

氣源壓力范圍寬：0.1 ～0.2MPa

工作溫度：≤1200℃

3 應用效果及改進

火炬點火系統于2014年檢修期改造升級后，滿足了檢修周期（3年）的使用要求，提高了裝置的運行穩定性。多元化的點火方式，也確保了其在不同天氣情況下的使用，提升了設備的可靠性，但是期間也出現了部分點火裸線變形等問題，主要原因是裝置火炬區位于海邊，風力較大（尤其冬季風力更強），高壓高溫裸線會承受很大的風力，容易斷裂。為解決此類問題，裝置在2017年大檢修期間，對火炬點火系統進行了再次改進，解決了海邊環境大風對高空點火器點火裸線的影響，運行更加有效穩定，主要改進措施如下：

（1） 采用不銹鋼卡具對支撐絕緣子和高溫高壓裸導線進行了加固，將高溫合金軟裸線改為高溫耐腐蝕合金硬裸線，降低風力對裸線的影響。

（2） 在支撐絕緣子附近加裝橫向和縱向阻尼器，以緩沖和消減高溫高壓裸線橫向和縱向受力，同時消減石英絕緣子的受力。

（3） 采用加大加厚加強型石英絕緣子，提高絕緣子的強度和抗打擊力。

4 結論

硫磺裝置的火炬點火系統由于在運行期無法切換維修的特點，引入多元化點火方式會大大提高點火系統的可靠性，確保在應急狀態下火炬系統的順利使用，應用前景較好。

火炬點火系統在設計或改造時，要充分考慮環境因素的影響，在材料選型、安裝方式上進行針對性調整，提升設備穩定性，進而避免企業非計劃停工打來的損失。

參考文獻

[1]張進，揚子乙烯裝置火炬點火系統改造，乙烯工業 2013，25（2） 28-32

作者簡介

李茂，工程師，2006年畢業于遼寧石油化工大學，主要從事石油煉化企業設備管理工作。