火炬系统操作规程.docx

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火炬系统操作规程

火炬装置操作规程

第一章工艺技术规程

1.1装置概述

火炬装置界区占地面积约350m2。

共布置有四套火炬设施、塔架、水封罐以及相应的管道和电气仪表设备。

火炬总高度105m。

四套火炬共用一座变截面法兰连接钢管塔架支撑，塔架高100m。

负责化工区甲醇、MTP、PP等化工装置正常、开停车及事故排放任务。

1.2工艺流程简述

本火炬系统采用成熟、合理、先进、可靠的工艺、技术和设备，保证对装置排放气体能够及时、安全、可靠地焚烧排放处理。

高压（0.5MPa（G））火炬气进入火炬界区后，经分液罐、水封罐进入火炬筒体，通过分子封，最后在火炬头处放空燃烧。

甲醇装置低压（0.07MPa（G））火炬气总管进入火炬界区后（最大量为甲醇装置停电工况），排放气经水封罐进入火炬筒体，通过分子封，最后在火炬头处放空燃烧。

MTP装置低压（0.07MPa（G））火炬气总管进入火炬界区后（最大量为MTP装置停电工况），排放气总管经分液罐、水封罐进入火炬筒体，通过分子封，最后在火炬头处放空燃烧。

酸性气火炬进入火炬界区后，经阻火器进入火炬筒体，通过分子封，最后在火炬头处放空燃烧。

火炬系统采用高效节能型长明灯，设计满足全天候工作要求。

火炬点火采用两套独立的点火系统：

高空点火和地面点火。

高空点火可以实现自动、遥操、手动三种点火方式。

四套火炬合用一套地面点火系统

1.3工艺设计数据和指标

1.3.1工艺数据表

表1-1：

工艺数据一览表

指标名称

高压火炬

甲醇装置低压火炬

MTP装置低压火炬

酸性气火炬

备注

火炬高度

1

设计最大排放量

1151t/h

546t/h

567.4t/h

28.65t/h

主要组分

CO2、H2、CO、MeOH、烃类

MeOH、烃类

MeOH、烃类

CO2、H2S

火炬气总管排放直径

DN1100

DN1600

DN1500

DN400

阻火器

无

无

无

DN400

分液罐

DN4000×12m

无

DN4200×14m

无

水封罐

DN4000×12m

DN4000×12m

DN4000×12m

无

火炬筒体

DN1500

DN1600

DN1500

DN400

分子封

动态密封

动态密封

动态密封

动态密封

火炬头公称直径

DN1500

DN1600

DN1500

DN400

火炬头放空公称直径

DN3200

DN1300

DN1300

DN600

火炬头型式

扩散燃烧

蒸汽消烟

蒸汽消烟

H2S专用

火炬头排放马赫数

0.122

0.342

0.298

0.08

初定进入界区火炬压力

≈140kPaA

≈107kPaA

≈140kPaA

≈120kPaA

火炬界区内系统阻力降（最大物流工况）

<10kPa

<10kPa

<10kPa

<10kPa

计算最大火焰长度

110m

105m

160m

16m

地面最大热辐射强度

2.10KW/m2

不考虑

3.26KW/m2

0.03KW/m2

地面热辐射强度合计

5.39KW/m2

包含太阳热辐射

6.32KW/m2

（根据SH3009，平均太阳热辐射强度0.93KW/m2）

火炬系统主体材料

16MnR

16MnR

16MnR

20#

1.3.2公用工程消耗表

表1-2：

公用工程消耗一览表

序号

名称

气体

种类

消耗量

用途说明

备注

总量

消耗量

1

燃料气

0.25～

0.3MPaG

40℃

160Nm3/h

15×4Nm3/h（连续）

15支长明灯

15×10Nm3/h（最大、间断）

11支高空点火枪

6Nm3/h（最大、间断）

地面内传焰点火器

3150Nm3/h（最大、间断）

酸性气掺烧伴烧

2

中压蒸汽

0.9MPaG

180℃

42t/h

12t/h（最大、间断）

甲醇蒸汽消烟

30t/h（最大、间断）

MTP蒸汽消烟

4t/h（间断）

伴热蒸汽

3

仪表空气

0.6MPa

60.0Nm3/h

20.0Nm3/h（最大、间断）

地面内传焰点火器

40.0Nm3/h（最大、间断）

仪表设备用

4

密封氮气

0.7MPaG

40℃

450Nm3/h

150.0Nm3/h（连续）

高压火炬密封

160.0Nm3/h（连续）

甲醇低压火炬密封

130Nm3/h（连续）

MTP低压火炬密封

10.0Nm3/h（连续）

酸性气火炬密封

5

工业水

0.45MPa

30.0t/h

3×10t/h（最大、间断）

水封罐用

6

用电量

380V

220V

62.5kw

15×2.0kw（间断）

高空点火装置（15套）

0.5kw（间断）

地面内传焰点火器

2.0kw（间断）

照明

3×10kw（间断）

残液泵

1.3.2.1高压排放气

表1-3：

高压排放气参数一览表

序号

排气位置

工况

排气量Kg/h

分子量

温度℃

主要组分

1

甲醇520PV3213

停电

878255

22.99

30

CO2,CO,H2

2

MTP601PSV001

堵塞

272715

31.7

425

MeOH

考虑两套装置同时排放，确定火炬设计排放量为1151t/h。

在火炬工艺设计、设备选型的过程中，要求同时适应其他众多排放工况的气体流量、组分、温度、压力等特性要求。

1.3.2.2低压排放气（甲醇装置停电工况）

表1-4：

低压排放气（甲醇装置）参数一览表

序号

排气位置

工况

排气量Kg/h

分子量

温度℃

主要组分

1

甲醇装置520PSV009

停电

546000

32

152

CH3OH

按甲醇装置停电工况确定火炬设计排放量为546t/h。

甲醇及其上游装置低压排放气进入本火炬系统，在火炬工艺设计、设备选型的过程中，要求同时适应这些排放工况的气体流量、组分、温度、压力等特性要求。

1.3.2.3低压排放气（MTP装置停电工况）

表1-5：

低压排放气（MTP装置）参数一览表

序号

排气位置

工况

排气量Kg/h

分子量

温度℃

主要组分

1

MTP-603PSV002

停电

110855

30.2

109

MeOH,H2O

2

MTP-604PSV014

停电

25747

35.4

20

C2H4,C3H6

3

MTP-605PSV009

停电

90000

72.9

87.3

C4,C5,C6

4

MTP-605PSV006

停电

90173

26.1

-35

C2H4,CH4

5

MTP-655PSV001

停电

7436

18

-17

C2H4,CH4,CO,H2

6

MTP-605PSV015

停电

169200

42.1

53.3

C2H4

按MTP装置停电工况，以上排放量合计为493.411t/h，考虑15%设计余量，确定火炬设计排放量为567.4t/h。

MTP装置及PP装置低压排放气进入本火炬系统，在火炬工艺设计、设备选型的过程中，要求同时这些排放工况的气体流量、组分、温度、压力等特性要求。

1.3.2.4酸性排放气

1-6：

酸性排放气参数一览表

排气位置

工况

排气量Kg/h

分子量

温度℃

主要组分

酸性气脱除

400PV0545

堵塞

28646.6

40.609

24.7

CO2,H2S

第二章开工规程

2.1开工操作

2.1.1开工前的准备

2.1.1.1工程安装结束后应按照国家现行有关法规、规范及设计要求进行验收，合格后方可进行试车。

2.1.1.2大修结束后，由于部分管线的更换、拆装，因此必须对照工艺流程图和管道布置图，核对现场管线是否按照图纸施工。

核对无误后方可继续投用。

2.1.1.3.管线检查

●检查管道、管材、法兰、垫片、螺栓及螺母其材质、等级、尺寸是否符合图纸的要求。

●检查阀门及各部件的编号、流动方向、上下安装方向是否符合图纸的要求。

●检查法兰螺栓、螺母是否全部均匀紧固。

●检查螺纹连接部分是否按照规定施工，密封带是否卷好。

●以上如有不符合图纸和规范要求之处，必须进行返工，直到确认整个系统装置无质量问题后方可进行试车。

2.1.1.4.管线吹扫

●燃料气管线、放空气管线、分液罐、水封罐和火炬筒体的吹扫及氮气置换可同时进行，原则上从各装置的端头通入氮气由上游向下游将全部管线及设备吹扫及氮气置换。

●火炬放空系统吹扫完毕后须做氧含量分析，氧含量合格标准由装置统一考虑。

注意事项：

严禁在火炬系统投入工作后再将含氧气体排入工艺管线中。

放空气管线吹扫完成后，必须立即将氮气吹扫系统投用。

2.1.1.5公用系统检查

火炬系统装置启用前，全部公用系统应处于可连续使用的状态，燃料气、仪表压缩空气、蒸汽管线和内传焰管道应吹扫干净，保持管道通畅，各阀门无泄漏。

2.1.1.6.仪表检查

●检查调节仪表、指示仪表、警报系统动作否正确可靠。

●检查调节阀开度及调节器控制信号是否符合。

●检查及各装置控制相关的压力、液位、流量、温度信号是否接线正确，及仪表位号是否对应正确。

●检查自动点火系统是否能正常工作。

●确认燃料气管线上的气动切断阀工作正常。

●检查操作室高空点火系统盘面按钮工作是否正常。

●检查控制程序组态及参数设置是否符合工艺要求。

2.1.1.7.电气检查

●确认系统内电器设备接线正确，动作正常。

●确认地面内传焰点火器、高空点火器工作正常。

●确认高空障碍灯工作正常。

2.2公用管线启用程序

2.2.1蒸汽引进

火炬装置中蒸汽的主要用途是供火炬头消烟、分液罐、水封罐和部分地面管线的伴热。

步骤一：

打开所有疏水器旁路阀和排凝阀。

步骤二：

微开蒸汽总阀，引入蒸汽进行暖管，手动调节闸阀，待排出蒸汽后，关闭排凝阀和疏水器的旁路阀，改用疏水器。

步骤三：

确认蒸汽在分液罐、水封罐和火炬头处排出后，关闭各路闸阀。

步骤四：

打开蒸汽总阀。

至此，蒸汽引进完毕。

每年11月1日至次年4月31日，需投用分液罐、水封罐、新鲜水管道、燃料气管道、排凝管道的伴热系统

2.2.2压缩空气引进

引进压缩空气用作仪表风和地面内传焰点火器点火用的助燃空气。

关闭地面内传焰点火器上压缩空气进口阀，打开压缩空气管上总阀,确认PG90042的读数在0.45～0.6MPa之间。

至此，压缩空气引进完毕。

2.2.3燃料气引进

燃料气共有二路。

一路燃料气来自装置的工艺燃料气用作长明灯燃料，以及用作地面内传焰点火器和高空电点火装置的燃料。

另一路燃料气来自液化气钢瓶组LPG。

LPG供应系统由水浴式汽化器、两组24个钢瓶及相应的其他管线和控制系统组成。

水浴式汽化器的处理能力为400kg/h。

工艺燃料气引进步骤：

关闭地面内传焰点火器上的燃料气进口总阀，关闭各路高空点火装置管路上总阀，关闭长明灯管路上总阀，确认压力表PG90022的读数不小于0.2MPa。

至此，燃料气引进完毕。

2.2.4氮气引进

氮气用作分子封密封用气体，防止空气倒流，以免回火产生。

氮气在火炬界区内接入各火炬的水封罐和酸性气火炬筒体后进入分子封。

1.5.4.1在放空管吹扫完毕后，即应立即将氮气管线上截止阀打开，将氮气引入对其进行连续的吹扫置换。

1.5.4.2打开氮气总阀并调节自力式调压阀，同时观察限流孔板前的压力表PG90015、PG90016、PG90017、PG90018的读数应在0.08MPa～0.15MPa之间（不得低于0.08MPa）。

至此氮气引进完毕。

注意事项：

排放气管线吹扫完成后，必须立即将氮气吹扫系统投入工作。

放空气管线吹扫完成后，必须立即将氮气吹扫系统投入工作。

2.3火炬点火操作

2.3.1点火前必备的条件

火炬点火前要对各火炬气总管和各长明灯管线及蒸汽管线、其他管道和容器进行彻底吹扫，不能有液态水分和机械杂质存在，并保证各管路畅通。

应特别强调是，作吹扫用的气体应干燥无油，严禁湿空气作为吹扫气源吹扫系统内的管道。

除分析仪表和计量仪表外，所有通向指示仪表的阀必须开启。

接通温度测量仪表。

并进行以下各操作步骤：

2.3.1.1接通总系统的电源、水源及仪表空气、氮气、蒸汽等。

2.3.1.2所有的仪表投入使用状态。

2.3.1.3电控系统、DCS控制系统、地面内传焰点火器等投入使用状态。

2.3.1.4检查设备所有阀门处于使用状态。

2.3.1.5三台水泵机组的供油或润滑装置投入运行。

2.3.1.6LPG钢瓶及蒸发系统经调试符合开车要求。

2.3.1.7消烟蒸汽管线流量计调试校验合格。

2.3.1.8燃料气供应系统处于使用状态。

2.3.2现场手动点火

2.3.2.1火炬系统设一台现场地面内传焰点火器，可实现手动方式点燃长明灯。

2.3.2.2地面内传焰点火器由管线、阀组、燃料气-空气混合器、点火盘、支撑框架、防雨罩等组成。

2.3.2.3点火器设2路管线：

仪表风管线和燃料气管线。

所有管线和阀组的材质均为304SS。

支撑框架的材质为Q235-A，表面热喷锌防腐。

仪表风管线和燃料气管线上分别设自力式调压阀组、压力表、止回阀，随后接混合器。

2.3.2.4该点火方式为传统的点火方式，具有运行费用低，操作可靠，维护方便等特点。

2.3.2.5操作人员在现场通过地面内传焰点火器将长明灯点燃.

2.3.2.6点火时打开内传焰点火器的空气阀和燃料气阀，仪表空气和燃料气在燃料气-空气混合器内混合，及内传焰引火管内形成可燃性混合气体。

2.3.2.7按动点火按钮，点火电嘴发出电火花引燃混合气，随后混合气在引火管内以爆燃形式将火焰引到希望点燃的长明灯。

2.3.3自动控制点火

2.3.3.1高、低压自动点火控制流程

火炬排放信号（高、低压排放系统水封腔内的压力信号或放空气排放温度）送DCS→DCS打开高空点火枪的燃料气管道切断阀→DCS通知高空电点火器点火→点燃高空点火枪→点燃火炬对应的长明灯（由长明灯伴随热电偶测得的信号巡检长明灯是否点着）→点燃主火炬或低压排放系统火炬→关闭高空点火枪的燃料气管道切断阀→熄灭高空点火枪。

2.3.3.2酸性气体自动点火及伴烧器控制流程

酸气火炬排放信号送DCS→DCS打开高空点火枪的燃料气管道切断阀→DCS通知高空点火器点火→点燃酸气火炬点火枪→点燃酸气火炬长明灯（由长明灯伴随热电偶测得的信号巡检长明灯是否点着）→点燃酸气火炬→关闭高空点火枪的燃料气管道切断阀→熄灭高空点火枪；

●酸气由于热值较低，需要补充燃料气伴烧，伴烧燃料气送至酸气火炬头部及气提气头部提供蓄热燃烧的热源。

伴烧器燃料气的控制采用手动调节、固定孔板控制最大量。

●酸气火炬长明灯、高空点火枪也可以在现场及控制室强制手动点火。

2.3.4相关注意事项

2.3.4.1装置DCS根据长明灯温度信号决定是否应发出点火信号。

若长明灯处于熄灭状态，控制单元将发出点火指令：

打开高空点火枪燃料气管线上的气直动切断阀，触发高空电点火装置点燃高空点火枪，高空点火枪的火焰随后引燃长明灯。

当长明灯热电偶检测到长明灯已燃后，点火控制单元将切断高空点火枪燃料气管线上的气直动切断阀，同时停止点火。

自动点火系统回到巡检状态。

2.3.4.2若控制单元在延时后，仍未接到火焰检测单元发出的长明灯“有火”反馈，则表明点火失败，此时将继续点火程序。

经若干次点火程序后，依然无法检测到长明灯“有火”反馈，系统将发出报警信号。

2.3.4.3长明灯点火可以通过地面内传焰点火器手动点燃，也可以通过高空电点火装置点燃，点火方式可以根据实际情况选择采用自动、遥控或者现场手动。

2.3.4.4长明灯的点火触发信号采用长明灯温度信号。

长明灯上设铠装热电偶，温度信号送至装置DCS。

2.3.4.5高空点火枪燃料气管线上的气制动切断阀和高能点火发生器作为点火执行单元。

2.3.4.6长明灯热电偶作为火焰检测单元。

自动点火系统实现显示、报警、自动点火和巡检等功能。

2.3.4.7点火控制单元具有以下功能

●自动巡检点火触发信号。

若火焰检测单元检测到长明灯熄灭，则发出点火指令重新点燃长明灯。

●自动判断点火是否成功。

点火成功后自动切断高空点火枪的燃料气供应和高能点火发生器的电源供应；如遇点火故障，则发出报警信号。

●显示长明灯工作状态。

第三章停工规程

3.1.1火炬气停止排放

火炬装置停工是在上游相关装置都停工的情况下，才停工的。

所以是由上游相关装置排放气总阀直接影响控制着火炬装置停工。

3.1.2停用长明灯

关闭燃料气总阀，长明灯熄灭。

3.1.3废液排放

启动凝液泵，排净分液罐的残液。

打入污水处理系统。

3.1.4火炬装置盲板清单

表1-1：

火炬装置盲板一览表

序号

盲板编号

形式

状态

图号

位置

备注

1

001

法兰盲板

盲

05008-51000-CP25-01

污水排污总管一侧

2

002

法兰盲板

盲

5008-51000-CP25-01

新鲜水供水母管侧

3

003

法兰盲板

盲

5008-51000-CP25-01

燃料气供气母管侧

4

004

法兰盲板

盲

5008-51000-CP25-01

液化气供气母管侧

第四章主要系统控制操作规程

4.1主要控制方案

4.1.1点火系统控制

火炬系统设置了自动点火、DCS远程遥控及现场手动点火和现场地面内传焰点火二种点火设施，以确保点火的安全可靠。

4.1.1.1地面内传焰点火盘

主火炬、低压排放系统火炬及酸气火炬共设一套FFG地面内传焰点火系统。

该系统平时处于备用状态，高空自动点火装置出现故障时，可在现场手动启动地面点火器。

FFG地面内传焰点火盘采用就地手动点火可以分别点燃主火炬、低压排放系统火炬和酸气火炬的每台长明灯。

主火炬设置4台长明灯，低压排放系统火炬设置4台长明灯，酸气火炬设置2台长明灯，长明灯可根据需要保持常燃或熄灭，燃烧的长明灯保证点燃任何时候排出的可燃排放气。

4.1.1.2高空点火装置

主火炬、低压排放系统火炬及酸气火炬设双路双点高空点火装置，可在操作室实施DCS联锁自动点火及遥控手动点火。

主火炬、低压排放系统火炬分别对应的4个长明灯各设置了4套高空点火装置，酸气火炬2个长明灯各设置了3套高空点火装置，共15套高空点火装置。

这15台高空点火装置的点火枪能在控制室自动点燃、遥控点燃，点燃后的点火枪再引燃对应的长明灯和火炬。

4.1.1.3长明灯火焰检测热电偶在DCS能显示温度数值指示。

主火炬/低压排放系统火炬及酸气火炬火焰检测采用电视监视器。

4.1.2日常控制要求

1.8.2.1自动点火系统在运行中要建立定时试点火制度，以确保安全可靠。

1.8.2.2各装置内的凝缩油罐要按时巡检及时排液，否则事故状态紧急放空时会出现水击现象，严重时会造成管路损坏。

1.8.2.3火炬系统的分液罐要确保及时切液，液面过高易造成“火雨”。

“火雨”会烧坏设备并可能带来火灾事故。

1.8.2.4水封罐内水封高度要保证，以防止发生回火。

阻火水封罐在水封侧面设有液体和液位变送器，水封侧的液位变送器设高低液位报警，控制补水管线上电磁阀的开关。

水封罐采用自动补水和高液位流方法控制水封高度。

4.1.3辅助系统控制

4.1.3.1燃料气系统

由界外送来的燃料气的主要作用是：

当放空气热值比较低时火炬无法正常燃烧，采用燃料气助燃伴烧形成蓄热燃烧环境，保证放空气完全燃烬；燃料气作为长明灯、点火枪和地面内传焰点火用燃料。

正常操作条件下的燃料气来自厂区燃料气管网。

燃料气用作三种用途：

●地面内传焰点火器的燃料气气源；

●长明灯、高空点火枪的燃料气气源；

●酸性气火炬的伴烧和掺烧气源。

在开停车等特殊工况下，燃料气源需要采用LPG。

因此，界区内设有LPG钢瓶组以及相应的蒸发设备。

4.1.3.2新鲜水系统

由界外送来的新鲜水的主要作用是：

为高压排放系统、低压排放系统水封罐提供液封用水源。

新鲜水管线上设气动调节阀控制新鲜水流量；调节阀的开度根据水封罐内的液位信号进行控制。

4.1.3.3氮气系统流程及控制方案

氮气总管上设置自力式调压阀和漩涡流量计，氮气经自力式调压阀稳压后，由限流孔板控制进入分子封的流量。

氮气经总管后分成3路分别进入主火炬筒体、低压排放系统火炬筒体、酸气火炬筒体，3路支管上分别设置固定孔板控制氮气流量。

氮气流量设低低报警，报警信号远传至控制室DCS。

4.1.3.4蒸汽流量的调节及控制方案

为消除火炬气在燃烧中所形成的烟雾，降低燃烧产物中的CO有害气体，使火炬气达到完全燃烧，向低压排放系统火炬头喷入蒸汽。

适量的蒸汽能促进燃烧反应，从而达到无烟燃烧；而过量的蒸汽不仅浪费、增加噪声，并且还会导致火焰脉动，使燃烧不稳定甚至熄灭。

因此低压排放系统火炬引射蒸汽、顶部消烟蒸汽及中心消烟蒸汽管线上设置蒸气调节阀，根据火焰的发烟状况，在控制室内手动调节蒸汽流量。

由气动调节阀控制火炬头消烟蒸汽的消耗量；气动调节阀的开度可以根据火炬头的消烟状况进行手动控制。

蒸汽作为甲醇低压火炬头和MTP低压火炬头的消烟蒸汽，同时作为水封罐以及各管线的伴热蒸汽。

消烟蒸汽通过调节阀接至火炬头，根据火炬头的消烟状况调节阀门开度，保证火炬头的良好消烟效果。

伴热蒸汽分别接至水封罐，水封罐内设有盘管伴热器。

蒸汽同时还用作新鲜水、污水、燃料气等管道的伴热蒸汽。

蒸汽管路设置足够的疏水装置，蒸汽凝结水考虑就地排放。

4.1.4火炬凝液系统

主火炬、低压排放系统分别设置分液罐、水封罐。

主火炬、低压排放系统分液罐多余的凝液经凝液泵分别送至界区外污水处理系统。

4.1.4.1凝液泵控制

根据分离罐和水封罐各自的液位变送器信号，如果液位高于设定值，在控制室报警提醒操作人员至现场手动开泵，低液位时则自动停泵。

即高液位手动开泵，低液位自动停泵。

4.1.4.2水封罐溢流水流程

高压火炬、甲醇低压火炬、MTP低压火炬各设置一台水封罐，每台水封罐配置一台污水泵。

水封罐为局部水封结构，水封侧的溢流水通过内部挡板顶端（或溢流阀）进入分液侧，根据分液侧的液位信号，通过污水泵送出界区。

4.1.4.3水封罐补水流程

根据水封罐内水封侧的水位信号，通过调节阀自动补水，控制水位。

4.1.5仪表空气管

仪表空气管线经总阀、过滤器后接入地面点火器作为内传焰点火用空气气源。

该仪表空气管线同时也为火炬界区单元内的仪表气源。

4.1.6内传焰管道

地面内传焰点火器出口的内传焰管道共分成15路，分别接至各火炬长明灯的引火气管口。

每路引火管上分别设不锈钢球阀，引火管底部设放凝阀。

4.1.7氮气系统启动

用氮气吹扫管道和容器的残气，再用空气置换。

第五章装置主要连锁及DCS控制系统

5.1装置主要连锁

1PIC90001压力指示控制M90001-M90024钢瓶组；

2PIC90002压力指示