（中國石油化工股份有限公司茂名分公司煉油分部瀝青車間，廣東 茂名 525000）

1 概述

在石油化工企業(yè)生產(chǎn)加工過程中，火炬是不可缺失的瓦斯氣排放設備?；鹁鏆舛酁榭扇嫉挠卸竞透g性氣體，火炬氣通過燃燒后，變成二氧化碳、二氧化硫和水蒸汽后等無害或毒性較小的物質，降低對環(huán)境造成污染。在石油化工裝置正常生產(chǎn)情況下，火炬氣是被回收利用至各裝置的加熱爐作為燃料，因此火炬是在裝置緊急事故狀態(tài)或開、停工情況下為確保環(huán)境不受污染而設置的燃燒尾氣的設施。如何做到火炬在裝置正常運行時的備用和裝置在事故狀態(tài)下緊急啟動是火炬的關鍵技術。

2 茂名分公司火炬系統(tǒng)簡介

茂名分公司火炬于2011異地重建，為了滿足煉廠不同壓力等級、介質燃燒控制的需要，新建火炬設施分為低壓火炬系統(tǒng)、高壓火炬系統(tǒng)、煤制氫火炬、酸性氣火炬系統(tǒng)共四個捆綁式高架火炬。高低壓火炬可互相備用，以滿足火炬故障或檢修的需要?；鹁嫦到y(tǒng)的關鍵設備是火炬頭，技術核心就是火炬自動控制系統(tǒng)，該技術采用了中國船舶重工集團公司七一一研究所的自卸式捆綁高架火炬專利技術，在火炬頭內(nèi)部設置多層錐形折流擋板所形成的氣體密封型式的流體密封體器，在流體密封器入口前端連續(xù)通入一定量的吹掃氣體,利用吹掃氣體在錐形折流擋板出口處形成的速度動力封以有效阻止空氣進一步進入火炬筒體內(nèi),從而防止回火或內(nèi)部爆炸。

茂名分公司煉油火炬設置了兩套獨立的點火系統(tǒng)，確保火炬點火的可靠性。一套是地面內(nèi)傳焰點火系統(tǒng)，其UPS電源可維持30分鐘，在裝置停電時可實現(xiàn)點火操作，確保各火炬安全；另一套是高空電點火系統(tǒng)。高空電點火系統(tǒng)可實現(xiàn)自動、控制室遙操、現(xiàn)場手動三種點火方式。

3 自動點火控制系統(tǒng)的工作原理

火炬系統(tǒng)裝置DCS系統(tǒng)采用上海西門子工業(yè)自動化有限公司的PCS7(PCS 7-OS Process Control)系統(tǒng)。系統(tǒng)平時處于監(jiān)控狀態(tài)，實時采集火炬各管道上的流量或壓力、開關量及火炬火焰信號，進行分析處理。當系統(tǒng)判斷出有尾氣排放且無火焰信號時，系統(tǒng)通過分析比較發(fā)出點火指令：火炬系統(tǒng)一直處于一種監(jiān)控的狀態(tài)，每時每刻都在監(jiān)控著火炬管道中的氣流量和氣流壓力，以及開關量和火炬的火焰，把所采集到的信號進行分析綜合處理。當監(jiān)測到尾氣卻沒監(jiān)測到火焰的時候，火炬系統(tǒng)就會在分析比較結束后做出點火的指令。發(fā)出的點火指令較為常見的有：打開燃料氣等氣源的電磁閥，把燃氣輸送到高空處的點火器內(nèi)；燃氣到達點火器后打開高壓發(fā)生裝置，使高空的點火器內(nèi)有高強度的電弧，然后，點燃點火器內(nèi)的燃氣并引燃配對長明燈燃料氣而點燃火炬氣。火焰檢測器把檢測到的火炬火焰信號反饋給控制系統(tǒng)，經(jīng)分析處理后，發(fā)出控制指令停止點火?；鹁嫱Ｖ谷紵龝r，系統(tǒng)就處于監(jiān)控的狀態(tài)，當高壓發(fā)生裝置停止運行工作時，系統(tǒng)自動關閉點火系統(tǒng)的燃料氣電磁閥，停止燃氣的供應，使點火器停止工作，進而整個系統(tǒng)便進入總監(jiān)控狀態(tài)。如果出現(xiàn)大風、雨雪等惡劣天氣，往往會造成火炬的熄滅，可保留火炬兩條長明燈常燃，保證火炬氣在任何時候都可被點燃。

4 熄滅長明燈的綜合考慮因素分析

由于火炬是確保裝置在非正常狀態(tài)下燃燒火炬氣達到安全環(huán)保排放的目的，目前石油化工行業(yè)火炬氣很少排放，基本都是熄滅的。但在火炬無火炬氣排放時，火炬長明燈點與不點爭議較大。點長明燈必然要浪費燃料，不點長明燈又需考慮安全系數(shù)?；鹁鏆馀欧欧譃閮煞N類型：確定性排放和非確定性排放。火炬運行中的安全問題主要是火炬氣非確定性排放。對此火炬點火系統(tǒng)就必須具有非常快的響應速度。因此在無火炬氣排放時火炬長明燈的點與熄滅要綜合考慮以下幾點：

4.1 企業(yè)類型與大小。規(guī)模小的煉化企業(yè)，一般可考慮不點火炬長明燈。但大型以上炬化企業(yè)由于裝置多，且處理能力大，一旦出現(xiàn)火炬點不著或不能及時點燃，就有可能發(fā)生嚴重污染環(huán)境事件，社會影響較大，安全風險高，可考慮至少長燃一條以上火炬長明燈。

4.2 氣柜容量大小。如果企業(yè)的氣柜容量大于最大排放量裝置的最大排放量，又有可靠的高架火炬點火系統(tǒng)，可以考慮不點火炬長明燈。

4.3 有無地面火炬。如果企業(yè)既有一定容量的氣柜，又有適當規(guī)模的地面火炬和可靠的高架火炬點火系統(tǒng)，可以考慮不用點高架火炬的長明燈。

4.4 高架火炬點火系統(tǒng)是否可靠。這是最為關健的因素，由前面所敘述火炬自動點火系統(tǒng)的點火原理可知，只有在檢測儀表、控制設備、執(zhí)行設備運行正常以及燃料氣、電源、儀表氣源供給完全正常的條件下，火炬自動點火系統(tǒng)才能有效工作。就點火系統(tǒng)本身的安全要求來說，比如高空點火器的燃料氣電磁閥發(fā)生電源故障、高空點火器上打火電極接線故障，或者點火電極積碳而不能產(chǎn)生電火花等等，如果用的時候不能及時點燃，那么對人、對企業(yè)和對環(huán)境所造成的危害程度是無法估量的，一般建議保留一條火炬長明長燃。

4.5 火炬所處位置也是考慮的方面。如煉化企業(yè)的火炬設置在無人區(qū)的海域，高架火炬的點火系統(tǒng)有日常管理和備用點火方式，當自動點火系統(tǒng)失效情況下，10分鐘內(nèi)能通過地面內(nèi)傳焰方式點燃火炬，那么火炬氣能被擴散、稀釋的情況，也可考慮不用點高架火炬的長明燈。

5 經(jīng)濟效益評價

火炬自動點火系統(tǒng)一經(jīng)投入使用，就大大節(jié)約了總廠的能源消耗，而且實現(xiàn)了環(huán)保的要求，減少尾氣的在大氣中的存在量。從節(jié)能角度來說，長明燈每時每刻都要消耗很多的燃料氣，一個火炬上有好幾支長明燈，成年累月下來，消耗量是可觀的。茂名分公司火炬因緊臨居民區(qū)，為了確保安全，兩條火炬系統(tǒng)共點4支長明燈，每支長明燈消耗燃料氣3m3/h，合計12m3/h，一年消耗105120立方米燃料氣。熄滅火炬長明燈可給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。

結語

火炬自動點火系統(tǒng)的廣泛應用，給社會帶來了巨大的經(jīng)濟效益，但長明燈的點與不點，各企業(yè)必須根據(jù)自身情況權衡利弊。茂名分公司自卸式捆綁高架火炬采用了先進的火炬自動控制專利技術，安全可操作性高，在地方政府完成附近居民遷移后，可考慮熄滅火炬長明燈，減少火炬燃料氣的消耗。

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