淺談大型Shell煤氣化裝置火炬系統(tǒng)的操作及應(yīng)急處置

陳澤菲

摘 要：火炬主要作用是將各個控制點(diǎn)放空的易燃，易爆，有毒，有腐蝕的氣體匯集后在火炬上燃燒，變成無害的二氧化碳，水或無毒的氣體排放到大氣中。該系統(tǒng)操作的好壞直接影響公司的環(huán)保指標(biāo)和安全生產(chǎn)，有重要的意義，所以日常操作及應(yīng)急處置顯得尤為重要。

關(guān)鍵詞：燃盡率 有害氣體 火炬熄滅 內(nèi)傳焰點(diǎn)火

氣化裝置簡介

Shell煤氣化是采用煤粉加壓，氣流床反應(yīng)，液態(tài)排渣，水冷壁結(jié)構(gòu)的反應(yīng)室，內(nèi)涂陶瓷襯，里淘汰耐火磚結(jié)構(gòu)，使?fàn)t膛運(yùn)行周期大大提高。有效氣含量達(dá)到90%左右，碳轉(zhuǎn)化率高達(dá)99%以上。Shell煤氣化是由八大系統(tǒng)組成，分別是①磨煤與干燥系統(tǒng)②粉煤加壓及輸送系統(tǒng)③氣化系統(tǒng)和水、汽系統(tǒng)④渣水處理系統(tǒng)⑤干法除灰系統(tǒng)⑥濕洗系統(tǒng)⑧氣化公用工程部分;其中濕洗系統(tǒng)中包含火炬系統(tǒng)。

火炬系統(tǒng)簡介

火炬主要作用是將各個控制點(diǎn)放空的有毒氣體匯集后在火炬上燃燒，變成無毒氣體排放到大氣中。燃料氣作為備用氣源送到各個用氣點(diǎn)以保證廢氣的充分燃燒。火炬系統(tǒng)設(shè)主火炬、酸性氣火炬各一套，火炬高度90米。

主火炬系統(tǒng)由火炬頭、分子封、火炬筒體、長明燈、水封罐及氣液分離罐。酸性氣火炬由火炬頭（內(nèi)設(shè)動態(tài)密封裝置、外設(shè)燃燒室）、酸性氣分離罐、長明燈，兩套火炬系統(tǒng)共用一座火炬塔架和一套地面內(nèi)傳焰點(diǎn)火器。主火炬排放直徑DN800，酸性氣火炬排放直徑DN150。主火炬頭為擴(kuò)散燃燒型火炬頭，設(shè)4支長明燈、4套高空電點(diǎn)火裝置。

酸性氣火炬頭為帶動態(tài)密封裝置的低熱值拌燒火炬頭，設(shè)2支長明燈、1套高空電點(diǎn)火裝置，長明燈可保持常燃。

火炬系統(tǒng)正常運(yùn)行時，酸性氣火炬可通過分液罐后的壓力變送器檢測有放空氣信號時，DCS點(diǎn)火系統(tǒng)將自動點(diǎn)燃兩支長明燈。主火炬通過水封罐前的壓力變送器或質(zhì)量流量計(jì)檢測有放空氣信號后，DCS點(diǎn)火系統(tǒng)將自動點(diǎn)燃四支長明燈。若長明燈上的熱電偶檢測到長明燈熄滅，操作人員可通過DCS或設(shè)在地面的內(nèi)傳焰點(diǎn)火器及時將未燃的長明燈點(diǎn)燃。

火炬正常運(yùn)行操作指南

1、酸火炬筒體的排凝口是用盲法蘭封閉，酸火炬投用，需將盲法蘭由配備適當(dāng)安全防護(hù)裝備的人員打開檢查，檢查后必須封閉該盲法蘭。

2、主酸火炬分子封及其排凝管道，與酸火炬筒體應(yīng)常年伴熱，并保證伴熱系統(tǒng)正常。特別冬季保證伴熱正常;還要注意水封罐補(bǔ)水閥門防凍，將補(bǔ)水閥微開，現(xiàn)場排放導(dǎo)淋稍微過水，使進(jìn)水和出水達(dá)到平衡，液位平穩(wěn)，防止補(bǔ)水管線及導(dǎo)淋結(jié)冰上凍。

3、正常運(yùn)行時，如發(fā)現(xiàn)主酸火炬溫度低于60℃時，中控需要點(diǎn)復(fù)位按鈕點(diǎn)火炬，控制畫面便出現(xiàn)火炬自動點(diǎn)火，多次點(diǎn)火后溫度仍低，可聯(lián)系調(diào)度提配燒氣。同時聯(lián)系現(xiàn)場人員去現(xiàn)場可將燃料氣閥門開大，將旋鈕打到合的位置，另一個開閥開關(guān)保持合的位置;按點(diǎn)火手動對主酸火炬進(jìn)行點(diǎn)火，直到溫度上漲。切換到遠(yuǎn)程點(diǎn)火時，將控制箱上電源開關(guān)旋鈕到分的位置，另一個開閥開關(guān)保持合的位置。

4、運(yùn)行期間，燃料氣，儀表壓縮空氣，氮?dú)猓迈r水低壓蒸汽等由系統(tǒng)外引入火炬的介質(zhì)應(yīng)保證壓力正常，各管道保證暢通。

5、應(yīng)檢查內(nèi)傳焰點(diǎn)火器，確認(rèn)正常工作，每次執(zhí)行點(diǎn)火后應(yīng)將內(nèi)傳焰點(diǎn)火器上的閥門恢復(fù)原位。排凝排污閥不要忘記關(guān)閉，確認(rèn)關(guān)閉才可離開。每次只能打開一個排凝閥或排污閥，必須有安全員監(jiān)護(hù)，排凝點(diǎn)周圍15米半徑內(nèi)杜絕一切火種。

6、定期對排污泵進(jìn)行檢查，確認(rèn)可正常運(yùn)行。

7、火炬運(yùn)行期間監(jiān)控好主酸火炬溫度，壓力變化，壓力高時，及時排火炬導(dǎo)淋，（主火炬共有11個排放導(dǎo)淋，酸火炬共有18個）監(jiān)控好火炬水封罐，氣液分離罐液位;液位控制在500-700mm。

火炬憋壓應(yīng)急處置

1、中控人員泄壓期間發(fā)現(xiàn)壓力上漲趨勢，及時停止向火炬系統(tǒng)內(nèi)泄壓。

2、及時向廠領(lǐng)導(dǎo)、調(diào)度匯報(bào)火炬憋壓情況。

3、排查火炬憋壓原因，同時聯(lián)系調(diào)度甲醇是否向火炬泄壓。

4、如果氣化甲醇都已停止向火炬泄壓，火炬壓力仍未下降，在未查明原因之前，嚴(yán)禁向火炬泄壓。

5、如火炬出現(xiàn)異常上漲趨勢，聯(lián)系調(diào)度氣化裝置做停車保壓準(zhǔn)備，避免超壓導(dǎo)致更大事故。

火炬熄滅應(yīng)急處置

1、監(jiān)控好酸火炬31TI1005，31TI1006，主火炬31TI1001/2/3/4發(fā)現(xiàn)溫度低于60度時，及時通知調(diào)度，廠領(lǐng)導(dǎo)，并對火炬進(jìn)行點(diǎn)火。

2、另外一臺磨機(jī)需要啟動時，提前和調(diào)度聯(lián)系，做好馳放氣供應(yīng)準(zhǔn)備，防止在起磨過程中，因馳放氣壓力低造成火炬熄滅現(xiàn)象。

3、監(jiān)控好31PI10010與31PIC0001A的壓力發(fā)現(xiàn)馳放氣壓力波動較大時，及時通知調(diào)度調(diào)整，如壓力持續(xù)低于5分鐘，同時溫度也低于60度時需向調(diào)度申請?zhí)崤錈酌选?/p>

4、聯(lián)系調(diào)度通知甲醇降低CO2和酸性氣體的排放，如熱電氨氣也有排放時，減少排放。并且要求現(xiàn)場人員排放主酸火炬導(dǎo)淋，防止火炬帶液、壓力升高。

5、中控監(jiān)控好水封罐液位，控制在500-700mm，嚴(yán)禁超過700mm。馳放氣壓力不低于0.15mpa，壓力低時聯(lián)系調(diào)度提壓。

6、主酸火炬如果遠(yuǎn)程點(diǎn)火溫度不漲時，現(xiàn)場及時手動點(diǎn)火，仍沒有點(diǎn)燃采用內(nèi)傳焰對火炬進(jìn)行點(diǎn)火。

內(nèi)傳焰點(diǎn)火操作論述

1、檢查控制柜PLC主電源已送電。

2、檢查二甲醚，儀表空氣管線正常無泄漏。

3、打開內(nèi)傳焰管線底部的排凝間，排除管線內(nèi)部的凝液 ;對地面內(nèi)傳焰點(diǎn)火器的各條管線用儀表空氣進(jìn)行吹掃。

4、將電源開關(guān)置于“通”電源開關(guān)指示燈（紅色）亮，隨后按下手動點(diǎn)火按鈕，從現(xiàn)場觀火孔處看電嘴是否發(fā)出火光。若沒有火花說明點(diǎn)火裝置可能發(fā)生故障;;現(xiàn)場將主火炬酸火炬長明燈點(diǎn)火按鈕打到遠(yuǎn)程控制，中控啟動酸火炬、主火炬點(diǎn)火按鈕、保證酸火炬、主火炬在點(diǎn)火狀態(tài) ;打開地面內(nèi)傳焰點(diǎn)火器儀表空氣手閥和二甲醚手閥，二甲醚壓力控制在0.25MP，儀表空氣與二甲醚配比是3：1，等待30秒鐘 ;按下地面內(nèi)傳焰點(diǎn)火器控制箱上的點(diǎn)火按鈕。

5、確認(rèn)長明燈是否點(diǎn)燃。如果未點(diǎn)燃則打開停止氣置換后在進(jìn)行點(diǎn)燃;內(nèi)傳焰點(diǎn)火成功后，及時關(guān)閉二甲醚手閥，儀表空氣手閥在進(jìn)行降溫后關(guān)閉。

結(jié)束語

衡量火炬燃燒性的兩個指標(biāo)是燃盡率和破壞去除率，燃盡率是火炬氣中完全轉(zhuǎn)化為CO2的燃料的比例;破壞去除率是火炬氣體分解破壞的比例。火炬燃燒越充分，排放有害氣體越少，火炬的處理效率要達(dá)到98%。所以在操作火炬系統(tǒng)時，要保證火炬充分燃燒，溫度要監(jiān)控到位，盡可能的將廢氣變成無毒氣體進(jìn)行排放。這就需要我們在操作中精心操作，精益求精，完成環(huán)保要求，保護(hù)我們賴以生存的生活環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

[1]謝永雙， 余萬仁.如何提升初步水處理系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)清潔煤化工[J].化工管理， 2015.

[2]陳世亮.煤氣化裝置低壓氮?dú)夤芫W(wǎng)進(jìn)水問題分析及處理[J].中氮肥， 2017（3）：5.

[3]李輝， 李暢.基于IGCC系統(tǒng)火炬點(diǎn)火裝置介紹及維護(hù)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)[J].電工技術(shù)， 2020（8）：2.