火炬系统

2024-07-02

火炬系统（精选九篇）

火炬系统篇1

一、火炬气排放管网设计

1. 井场放空管网

由于井口压力较高, 采用多级节流, 为了减少管道压力等级及简化安全阀设置, 提高前级节流后的管道设计压力至关井压力, 只在后级节流后降低设计压力, 设置安全阀及压力检测装置。当事故发生时, 控制系统将发出关闭集注站进口ESD阀门及同时关闭井口的远程指令。其原理为井口采气管网下游为集注站, 若远程关断集注站进口ESD阀门关闭失效后, 为可靠切断气源, 随下游集注站的关闭, 上游采气管道压力上升, 井口的压力变送器或截断阀的高压取压点检测到管道压力高时, 也将连锁关闭井口安全截断阀。此时, 单个井口注采气管线内的天然气经由集注站内进站采气干线设置的安全阀泄放至集注站火炬管网系统, 并由此至火炬装置系统放空。

2. 集注站安放空管网

集注站设进、出站截断阀, 站内发生火灾时, 应紧急关闭, 并在关闭后启动放空, 在紧急关闭集注站的情况下, 同时发出关闭相应井口的远程指令。随进站阀门的关闭, SCADA系统将前所关闭相应井口截断阀。

集注站内进站采气干线设置安全阀、注气干线设置限流孔板、每个注采气单元的设备设置安全阀。集注站内高压放空系统分3各压力等级:28 MPa、14MPa、10MPa。正常生产时, 系统放空压差大, 因此流速高, 流量大, 采气系统介质里面含有少量砂粒, 可能对放空阀门造成冲蚀、磨损。为避免此种情况发生, 采气装置及管线的放空阀门设置双阀, 结构为球阀+旋塞阀+限流孔板。注气装置及管线设置限流孔板, 其作用是防止放空时瞬时流量过大, 造成火炬装置系统超负荷。

集注站低压放空系统压力等级为1.6MPa, 主要为低压设备, 因此放空阀门为安全阀。

二、火炬装置系统设计

火炬装置系统是个非常严密的的系统, 其主要由分离罐、阻火装置、火炬筒、火炬头、点火器、长明灯等组成, 它是装置安全运行的关键。

1. 分离罐的设置

分液罐的设置其一为在事故状态下, 瞬间释放大量天然气时, 将产生凝液除去从而减少放空时的阻力降, 其二为防止火雨的发生。为减少在放空时的阻力降, 在管网设计时, 要考虑管网的布置, 为使泄放气能畅通无阻通过火炬进行安全处理, 在火炬总管上不应设控制阀门等设施, 且管路不能存在管袋, 总管的坡度向总管下游倾斜, 以防气体中蒸汽凝结堵塞或减少流通面积增加阻力;火炬下火雨是排放气带液燃烧所致, 这种情况极易造成事故, 为保障操作人员的安全, 对排放大量事故状态的天然气在此过程中产生的凝液应及时处理。在储气库工程中, 就在火炬区设置分离罐, 使放空汇管坡向此罐, 将冷凝下来的液滴及时排出, 并且分离罐有分离、缓冲功能, 对防止火雨的产生, 火焰的稳定皆有积极的作用。

2. 阻火装置的设置

(1) 阻火器的设置

为了防止空气进入火炬筒, 除了确保火焰稳定外, 在分液罐后设置阻火器。其缺点为非常容易被堵塞, 特别是对腐蚀性强, 带有凝液的气体, 且排放量的变化将造成温度的上下波动, 在一次热排后的冷却过程中, 空气可能通过阻火器被吸入火炬筒内。为防止此种情况发生, 在阻火器旁通处安装爆破片, 并设置压差报警, 一旦差压, 爆破片自动爆破, 保证火炬安全放空。

(2) 分子封设置

为了避开阻火器固有的缺点, 同时增设分子封确保火炬装置系统安全。分子封利用气体密度差异, 在分子密封器前不断吹扫氮气比空气密度低的气体, 依靠气体分子密封器本身的结构, 增大阻力来抑制氧气的渗入, 限制氧含量小于4%, 以使其达不到爆炸范围。同时保证系统处于正压, 防止空气倒入火炬系统, 避免发生回火和爆炸。采用氮气作为分子封密封气, 可将氮气补入火炬气管网上游的起始点, 使氮气同时作为总管吹扫气。

3. 点火系统设置

由于本工程中, 放空火炬系统的主要作用是检修和以备意外事故, 因此它的点火原理、工作状况等有别于净化厂的火炬装置系统, 其主要负责引燃火炬筒内的放空天然气。点火系统采用地面电点火方式, 它主要由长明灯、引火筒、高能电点火、电嘴、导电杆、及专用电缆组成, 地面点火成功后通过外传火管传到放空管顶部, 点燃放空气体。根据多年的实践与开发, 目前电点火部分已由高压电点火发展到高能电点火, 其特点是点火部分采用半导体材料表面放电形式, 火花能量大, 抗污染不积碳, 耐高温, 寿命长, 又有自净能力, 系能大大优于高压间隙放电点火, 通过综合分析与研究, 双六储气库为国家重点储气库项目工程, 因此集注站选用一套地面点火, 而且可以实现在现场控制也可在控制室控制, 为一次性点火成功提供可靠地保证。

结束语

放空火炬系统是石油化工装置正常生产、运行的重要保证, 其自身的安全设计更为重要, 每套装置具有其特有的工况, 应因地制宜的设计出相应的火炬装置放空系统, 以使气体畅通、顺利排出, 保证装置安全、正常运转。

摘要：火炬是储气库保证安全生产, 减少环境污染的重要措施, 是将在正常生产或事故生成过程中产生的易燃、易爆的天然气燃烧掉的装置。放空火炬系统由火炬气排放管网系统和火炬装置系统组成。火炬装置系统是个非常严密的的系统, 其主要由阻火装置、分离罐、火炬筒、火炬头、点火器、长明灯等组成, 它是装置安全运行的关键。

关键词：储气库,火炬装置系统,火炬

参考文献

[1]《泄压系统和减压系统指南》SY/T 10043-2002.

[2]《石油化工企业排气筒和火炬塔架设计规范》SHJ29-91.

火炬系统篇2

莲山课件 w w w.5Y k J.C om 8

火炬传递，一起来，更精彩--观亚运火炬传递心得

在亚运会正式开幕前，今天可以算是大学城最精彩，最令人振奋的一天了！今天是亚运火炬传递的最后一天，而且选择了大学城作为传递圣火的地方。这对大学生们来说是难得的一个机会，同时我们可以一睹各个亚运火炬手的风采。所以很多同学都很早就霸好了最佳位置，只为了一睹心里仰慕的火炬手的风采！

当时的场面可以说是十分震撼，路两旁的围栏边站满了观众，同学们手上都拿着国旗和亚运会会旗热情的挥舞着。虽然还没有到亚运，但同学们对亚运的喜庆情绪却已经十分的高涨！

在站岗时，我也受到很多来自大学城外的同学和游客的问路。我知道他们也是来观看火炬传递的精彩场面，一起分享亚运带来的乐趣的！同时不想错过这难道一遇的机会！我相信在接下来亚运会的期间，我们将会分享到更多亚运带来的精彩！

观亚运火炬传递心得

2今天亚运火炬传到了大学城，同学们都格外的兴奋，早早就到外环路去等待火炬手的到来。我的心情也格外的激动，早早就上岗，希望我能为同学们提供有关火炬传递的信息。同学们问的最多的就是在大学城有哪些明星参与传递火炬，在哪里传递，什么时候开始等等。我耐心的同每一个有疑问的同学讲，直到对方露出满意的微笑。最后一句简单的“谢谢”可以让我的心温暖好一段时间，为他们服务的感觉好好。

说心里话，每次站岗都有点辛苦，但只要我看到周围人们的笑容，顷刻间我所有的疲惫都会消失，心情也极其的舒畅，我喜欢微笑，所以给我一个微笑就是对我工作的最大支持。

志愿服务，就是我的工作。我知道在服务中，我不仅代表着中国大学生的精神面貌，也展现了广州甚至是中国的风采。所以我会好好表现自己，不会让领导失望。我很荣幸能在广州亚运会上献上我的一份力量，并且让自己懂得了很多知识。另外让我还感到荣幸的是在服务过程中认识了很多优秀的志愿者朋友、各个行业的精英分子和一些外国的朋友。感谢广州亚运会！

在做志愿者的日子里，很快乐，也很充实。想到自己能为这么多行人指路，提供服务和帮助就兴奋。这也印证了那句话----帮助他人快乐自己。

文章来源

火炬系统在工业中的应用及系统优化篇3

火炬系统用于处理各装置发生事故时或正常生产中排放的大量易燃、有毒、有腐蚀性气体, 通过明火燃烧, 达到烧掉气态污染物的目的。可通过火炬燃烧处理的气体有硫化氢、一氧化碳、有机硫、氢气、氨、烃类等气体。火炬系统虽然是处理废气的装置, 但同时其本身也是一个污染源, 只不过污染物得到合理处理, 致使污染物减少到符合卫生标准排放而已。其三废有火炬气分离液、火炬气燃烧排放物、火炬气燃烧热辐射和噪音等。

1、火炬的主要设备

一般包括:分液罐、液封罐、火炬筒体、分子封、火炬头、长明灯和点火装置等。

2、防止火炬回火的安全措施

火炬系统发生回火的原因:

火炬系统处于燃烧状态时, 当可燃气体的排放量急剧减少, 可燃气体排放流速降低, 减少到一定值时, 就可能引起回火而造成爆炸, 或者是火炬筒体内压力低于外界压力, 空气就可能从火炬筒体顶端窜入, 导致火炬回火而引起爆炸[1]。火炬系统的间断运行也容易发生回火与爆炸。

火炬发生回火是严重的事故危害, 一般采取以下两道防火措施:

设置分子封或动态封。向分子封内通入惰性氮气作为密封气, 氮气进入分子封后, 在折流的钟罩部分形成密封层, 可阻止空气渗入;设置动态封, 通过连续向火炬筒体内通入惰性气体, 并借助筒体内的折流结构设计, 及时将沿筒体内壁下行的空气赶出筒体, 不致在火炬筒内形成符合爆炸浓度的气体, 就不会发生爆炸, 从而保护了火炬筒体以及火炬筒体以前的排放系统。

设置水封罐, 水封罐将火炬系统与装置排放总管有效隔离, 以阻止空气在火炬待命状态进入放空管道而形成爆炸性气体。

二、火炬系统在我公司的应用

火炬系统可分为高架火炬和地面火炬。高架火炬可以分为自立式火炬、拉绳式火炬和塔架式火炬, 我公司使用的是塔架式火炬。

本火炬总高90m, 采用三角形塔架支撑方式, 塔架高度84.5m, 用法兰螺栓连接形式, 便于安装。火炬系统布置在23×75m的范围内, 主要承担装置气体、事故、开停工及检修时的放空任务。

火炬系统采用高空自动点火器点火和地面内传焰燃点火器点火两种方式。事故主火炬配有4台高空点火器, 4台长明灯, 酸性气火炬配有3台高空点火器, 3台长明灯。

低热值排放气通过管道送入酸火炬头进行燎烧处理。同时, 管道内配有掺烧燃料气, 保持其燃烧状态。

火炬系统为全天候、全自动控制, 无人值守型。

三、火炬系统在应用过程中存在的问题及解决方案

1、酸火炬分液罐液位计选型

火炬系统的酸火炬主要接受低温甲醇洗预洗段排放的酸性气和硫回收工段的放空气等气体, 低温甲醇洗的操作波动会造成酸性气夹带大量甲醇蒸汽到火炬系统, 并且在分液罐内冷凝聚集。由于分液罐使用的磁翻板液位计, 选型时采用的浮子相对密度ρ=1, 而甲醇的相对密度ρ=0.79, 从而使液位计起不到作用, 造成分液罐内的液位过高, 使酸性气带液[2]。

2、主火炬水封罐内的油不容易排出

水封罐的作用是将火炬与排放气管网隔离, 水封罐的入口在水面以下 (如图1) , 气体通过水后进入火炬头燃烧。水封罐自然对气体起到洗涤的作用, 经过长时间的运行, 气体中的油及灰尘会被洗涤下来, 并在水面聚集。建议将水封罐内设置隔板, 形成溢流郾。在另一侧设置排污管线并引到安全地方排放。

3、水封罐溢流管线设置不合理

水封罐溢流管线原设计为在地面上的高度是2.1m的U形管道, 可以形成大约0.02 MPa的静压, 在U形管道两侧都是常压的情况下只是起到平衡液位的作用, 但是火炬管网的工作压力在0.02-0.05MPa, 这样, 在水封罐内形成大于0.02 MPa的压力时, 就有将水封罐内液体排净的危险 (补水管线不能及时供水) , 从而形成回火的隐患。

4、主火炬保护氮气设置不完善

本套装置的主火炬设置分子封, 而分子封采用的氮气不是单独的管线, 氮气管线配到水封罐出口的主火炬管线上, 正常生产时氮气管线设置旁路并且有限流孔板氮气随主火炬气体进入火炬头, 在事故状氮气会通过连锁气动阀向管网内大量补充氮气。水封罐前的火炬管网压力为0.02~0.05MPa, 正常生产时排放气量很小, 火炬的管网压力也很低, 生产中发现管网压力会低于0.02 MPa, 水封罐后的压力还会低于这个压力。但是主火炬保护氮气采用三取二连锁, 连锁值为0.02-0.05 MPa, 如果投入这个连锁氮气管线就会一直向主火炬管道内补充大量氮气, 一是造成低压氮气的浪费, 二是大量的氮气会影响主火炬气的燃烧影响火炬的作用。就目前装置的试运情况来说, 采用远程手动控制或者根据试运的情况更改连锁值, 在正常生产后恢复连锁的办法来进行解决。

5、分液罐建议增加补液管线

每根火炬排放气总管都应设分离罐, 用以分离气体夹带的液滴或可能发生的两相流中的液相。为防止产生“火雨”, 分离罐的分离能力为至少将≥400μm的液滴分离下来, 最好将≥150μm的液滴也分离下来, 尽量减少液滴夹带。

如图1, 火炬装置运行过程中发现, 分离的液体很少, 分液罐与凝液泵直接相连, 开始运行阶段很容易造成气体泄漏。建议增加补液管线, 当分液罐内的液位过低或者原始开车时对分液罐进行补液, 防止气体外泄。

6、火炬头用热电偶测温不完善

本套火炬装置对长明灯的检测使用的是热电偶, 当温度大于100℃时默认长明灯燃烧。但是, 在运行中发现没有排放气, 长明灯单独燃烧时热电偶对长明灯的检测很容易受风向的影响。如果有排放气燃烧, 那么热电偶检测的就不是长明灯燃烧温度而是排放气的燃烧温度。当主火炬熄灭时热电偶的温度不能及时检测长明灯是否燃烧, 容易产生事故。建议采用摄像头远程进行监控。

7、液化石油气的使用

我厂一期在调试期使用液化石油气供长明灯燃烧, 液化石油气是民用钢瓶罐装, 实践中发现每天24h的燃烧量是35瓶 (50kg/瓶) , 而每瓶的价格是500元, 一天的花费约为17500元, 到目前为止液化石油气使用的总天数约为60天, 花费约105万元。而且调试期仍在进行中, 花费会远大于这个数字。建议在火炬界区设置一个单独的储罐, 将净化分厂产出的合格净化气储存起来, 供火炬系统开停车时长明灯的使用, 这样的费用会远低于目前的费用。

四、小结

1、火炬的重要性

火炬系统主要用于处理生产区各装置开停车阶段、发生事故时或正常生产中排放的大量易燃、有毒、有腐蚀性气体, 通过明火燃烧, 达到烧掉气态污染物的目的。同时避免气体的二次污染。如果火炬长明灯不能长时间燃烧, 在有排放气到达火炬系统时就会造成可燃气和有毒气体的外泄, 不但污染环境, 而且会对人身造成伤害, 在遇到明火时发生闪爆, 有很大的危险性。因此火炬系统的正常运行对整个装置的稳定运行起到很重要的作用。

2、火炬的无人值守

我公司火炬系统原始的设计理念是:无人值守。但是生产中存在如上所述的几个问题, 造成这种理念无法实现。长明灯燃烧的识别、连锁的控制不合理和开车阶段液化石油气的使用等, 都使人力在无形中损失掉了。

但是, 经过试车过程总结经验, 上述建议正在逐步实施。最后, 希望这些建议能够根据具体的情况得到实施, 使设备在最佳状态下运行, 人员得到最优化的使用, 进而保证全厂安全、稳定、高效的运行。

参考文献

[1]韩文光.化工装置实用操作技术指南[M].北京:化学工业出版社, 2001:549.

美丽的火炬作文篇4

今天是七月二十一日，我们美丽的故乡青岛，迎来了一个百年的奥运梦想——奥运火炬的传递;我们青岛作为北京奥运会的一个伙伴城市，负责奥运会的海上竞技体育项目。坐在电视机前，在奥运火炬传递的现场锣鼓喧天、彩旗飞扬，我虽然不能进入火炬传递现场当中，但是我的心已经完全融入到了火炬传递现场之中了，这让我明白了市民迎接奥运火炬的热情。

7月21日8：08山东的第一棒火炬在青岛开始传递，每个人都盼望着这一刻的到来，第一棒火炬手是曾经在巴塞罗那奥运会上，在女子帆板银牌的获得者张小东，她迈着矫健的步伐向下一棒火炬手跑去，到了第三棒火炬传递到了奥帆委常务副主席藏爱民的手中，她把火炬传递到了一个前所未有的地方，那就是青岛号大帆船，火炬第一次在大海着遨游，这时电视机前的我，也想化作一朵浪花一起伴这火炬在大海里畅游;在海上传递火炬也算是历届火炬传递的一个创举了，这也更加的体现出了我们青岛人的创新精神;之后每一个火炬手都精神抖擞，虽然有些人身负残疾或已过花甲之年但是他们也用自己的持之以恒、坚持不懈为人民诠释了奥林匹克精神。在电视机里在火炬传递的现场看到了两边的观众热情似火的在挥舞着手中的国旗、五环旗，我的心也随之振奋了，便在心里和他们一起呼喊道：“青岛加油，北京加油，奥运加油!”这个声音响彻了青岛的大街小巷人们的心里，没有人能不关注这次的火炬传递;最终长达3个小时，有259名火炬手传递的活动即将结束，在夏市长接过火炬后，在青岛第一海水浴场点燃了圣火盆，但是此时才是传递的高潮，万民齐呼最终为这次传递拉下了圆满的的帷幕。

地面火炬系统的性能测试及安全分析篇5

关键词：地面火炬系统,性能测试,安全分析,防范措施

1 概述

远东联石化 (扬州) 有限公司40万吨/年环氧乙烷装置 (EO3) 及2.5万立方低温乙烯罐项目 (C2) 设一套公用的地面火炬系统满足工艺装置开、停车及发生事故时火炬气的排放要求, 该装置设计为本质安全、高效、节能型火炬气燃烧排放系统, 确保装置的HSE生产。地面火炬系统由江苏中圣高科技产业有限公司采取EPC总包的模式设计、供货、安装。地面火炬系统于2014年10月中交, 于2015年1月正式投用。

EO3系统最大设计排放量为45t/h, C2系统最大设计排放量为42.153t/h, 两系统在分级阀前集气总管处合并, 燃烧塔体最大设计能力按照EO3系统45t/h进行设计。

EO3火炬排放气总管进入地面火炬界区, 经分液罐、水封罐, 然后通过集气总管共分成3路支管进入地面火炬炉膛, 通过炉膛内31台燃烧器焚烧处理;C2火炬排放气总管进入地面火炬界区, 经C2分液罐, 接至与EO3火炬共用的集气总管。地面火炬系统包括炉膛、燃烧器、防风墙、长明灯及点火系统、分级燃烧系统、消烟蒸汽系统、氮气吹扫系统、可燃气体监控系统等。

地面火炬燃烧采用自适应式进风方式, 扩散燃烧进风是利用地面火炬燃烧塔的高度和燃烧产生的高温烟气产生的拔力, 在燃烧塔底部风口自然吸风。燃烧塔是根据排放量的大小自然调节进风量, 进风相当于一个完善的自适应控制系统。合理设置炉膛直径和高度保证火炬气在各种工况下的无烟燃烧。

排放气的燃烧是完全在直径9m、高25m的圆柱形炉膛内完成的。燃烧过程完全封闭, 外界看不见火光, 没有光污染, 热辐射较低。炉膛外壳用Q345R制成, 内衬有耐火耐高温派罗块衬里。衬里耐火度大于1200℃, 可持续使用在1200℃的环境中, 其不受下雨或炉膛温度急速变化的影响, 同时其还具有良好的吸音降噪特性。

远东联石化 (扬州) 有限公司于2015年7月27日对地面火炬系统作了性能测试, 江苏中圣高科技产业有限公司对测试结果与设计值进行了比对, 对异常指标进行了安全分析, 并提出了改进的意见和措施。

2 性能测试内容

根据设计条件, EO3系统最大设计排放量为45t/h, C2系统最大设计排放量为42.153t/h, 不考虑EO3系统与C2系统同时最大排放的工况。根据两类火炬气的组分, EO3系统最大设计排放量为产生最大背压的排放工况, C2系统最大设计排放量为产生最大热辐射强度的工况。

性能考核指标如下:

3 火炬气流量的推测

由于地面火炬最大设计工况按照事故工况进行设计, 流量变化范围很大, 且受火炬气分子量、温度、压力等参数的变化影响, 火炬气流量不易准确测量, 设计是没有设火炬气流量计。

本次性能测试中火炬气流量的推测方法为:控制EO3装置压缩机出口HCV-2201调节阀的阀门开度来限定去火炬的流量, 并通过阀门厂家提供的流量特性计算程序反推出设定火炬气流量下的调节阀阀门开度。

4 性能测试结果

5 性能测试问题分析及原因排查

5.1 性能测试结果

从性能测试结果可以看出火炬气集气总管处的背压值为26KPa, 超出设计值15KPa。其余指标均在设计范围内。

5.2 原因分析

从火炬系统的设计、制造、运行等方面进行了分析, 火炬气集气总管处背压值超标的原因可能为:

(1) 设计原因。系统流通面积过小, 导致沿程阻力降过大, 集气总管处背压超过设定值。

(2) 制造原因。燃烧器噴孔出现负偏差, 导致燃烧器阻力降过大, 集气总管处背压超过设定值。

(3) 运行原因。管道系统或燃烧器噴孔堵塞导致阻力降过大, 集气总管处背压超过设定值。

5.3 原因排查

针对性能测试发现的火炬气集气总管背压值超标问题, 业主、设计院、供货单位三方对可能的原因逐一进行了排查, 发现在燃烧器噴孔处出现有积炭现象。三方一致分析认为燃烧器噴孔处的积炭是导致集气总管背压超标的主要原因。 (由于蒸汽系统故障, 火炬消烟蒸汽长时间未能投用, 导致燃烧器噴孔处积炭现象严重。)

6 火炬系统安全分析及防范

6.1 火炬系统超压的安全分析

火炬系统超压会出现如下安全问题:

(1) 导致系统憋压影响前端装置的排放, 尤其会影响到C2装置的低压排放工况。

(2) 水封罐的溢流水封高度是按照最大排放工况对应的水封罐背压值进行设计, 超压将会导致溢流水封失效。

(3) 分级控制阀旁路设有爆破片, 爆破片的设定爆破压力是按照最大排放工况对应的集气总管背压值进行设计, 超压将会导致爆破片误爆。

6.2 火炬系统超压的防范措施

(1) 保证消烟蒸汽的正常投用, 确保燃烧器的无烟燃烧性能, 控制积炭的生成。

(2) 增加水封罐溢流水封的埋深高度, 防止超压情况下水封失效。

(3) 提高爆破片的设定爆破压力, 防止爆破片的误爆。

参考文献

[1]API 521《Guide for Pressure-Relieving and Depressuring Systems》.

[2]API 537《Flare Details for General Refinery and Petrochemical Service》.

[3]SH3009《石油化工企业燃料气系统和可燃性气体排放系统设计规范》.

[4]HG/T20570.12-95《火炬系统设置》.

火炬系统篇6

1 火炬回收压缩机结构及工艺

螺杆压缩机具有两个旋转转子 (阳转子与阴转子) 装在气缸体内, 支于进排气座的轴承上。轴承和转子体之间有轴封装置, 防止轴承的润滑油漏入气缸和气缸内气体向外泄漏。阴阳转子在吸气端外侧均有同步齿轮, 保证螺杆齿型间持有正常的工作间隙。同步齿轮的速比与螺杆转子齿数比相等。在每根转子上还设有止推轴承, 用来承受由吸入和排出压力差所产生的轴向推力。

阴阳转子之间、转子外圆与气缸体之间以及转子端面与气缸端面之间均保持极小的间隙, 工作时互不接触, 不会摩擦也不需要润滑。为了获得转子之间的间隙最小值, 减小热膨胀对间隙的影响, 气缸内腔喷入适量的水控制气体的出口温度, 使原本绝热过程基本趋于等温压缩过程, 并有效地提高容积效率和绝热效率, 从而减少功耗及降低噪音。

丘东二厂现有两台火炬回收压缩机工艺如下:工艺气经吸气膨胀节进入压缩机气缸腔内, 经压缩后, 在一定压力和温度下从气缸内排出, 流经排气止回阀, 进入气液分离罐然后排入工艺气管网。气液分离罐主要为了减少气体脉动和气液分离, 液体经过过滤和冷却, 循环使用。液位不足, 可通过入口自动补液阀进行补液;液位太高时, 多余液体通过自动排液阀组自动排液排出的液体用户可回收再利用。两台机组采用的工艺存在以下区别。

1.1 压缩后气体采用的工艺不同

1#机喷淋水进入压缩机气缸腔内, 与压缩气体一起排出, 直接进入到气液分离罐, 进行气液分离, 液相经水冷却器冷却后进入机组循环利用。2#机压缩后气体先经空冷器冷却后, 再进入气液分离罐进行气液分离, 两者相比较, 2#机出口压缩气先冷却, 再分离, 气体携带的液相较少, 同时排气温度较低, 系统液量损失少。

1.2 冷却系统不同

1#火炬回收压缩机润滑油和分离器分离出的液相均采用循环水冷却, 由于循环水含杂质较多, 多次造成油冷却器和水冷却器堵塞, 换热效果差, 机组夏季运行排温高, 需停机清洗。而2#火炬回收压缩机润滑油和压缩后气体采用空冷器冷却。

2 系统存在的问题

冬季运行时, 两机组开一备一。1#机组停运, 可以通过排净机体、油冷却器、水冷却器、机体内液体的方法, 防止机组出现冻堵。但由于排空时间长, 加之冬季气温太低, 会造成冷却水管线冻堵, 造成机组启机困难。另外, 因为冬季冷却水管线阀门关闭不严或出现内漏, 也会出现机体、机组油冷却器、水冷却器冻堵冻裂的风险, 将导致机组将无法运行。

2#火炬回收压缩机空冷方式, 管束细且多, 如果冬季长时间出现原料气压缩机故障停机造成火炬放空或2#火炬回收压缩机停运, 因为出口气带有大量液体, 停机后空冷器残液无法彻底排放, 将导致机组空冷器管束、机体及相关管线冻堵冻裂风险。若出现冻堵损坏, 一旦1#机组出现故障停机, 2#机组将无法投入运行, 会造成火炬大量天然气放空损失, 同时, 由于水质比较硬, 冷却水管线电磁阀容易结垢, 导致控制失灵。

3 解决方案

针对上述两套机组存在的工艺差别, 充分利用2#机组现有工艺, 对1#火炬回收压缩机提出工艺优化方案。

改造后工艺流程为:将1#火炬回收压缩机出口管线与2#火炬回收压缩机出口空冷器入口管线相连, 在1#火炬回收压缩机进分离器入口增加手阀进行隔绝, 1#火炬回收压缩机出口压缩气进入2#火炬回收压缩机出口空冷器冷却, 冷却后的气体进2#火炬回收压缩机气液分离器进行气液两相分离, 气相进工艺气管网, 2#火炬回收压缩机气液分离器排液管线与1#火炬回收压缩机喷液管线相连。液相经分离器排液管线进1#火炬回收压缩机喷液管线。

4 结论

通过对火炬回收系统的工艺改造, 不仅大大减少了冷却水用量, 而且降低了冬季机组故障停机后出现冻堵的可能性, 以及由于水质问题导致的管线结垢, 电磁阀控制失灵问题, 提高了火炬回收压缩机的运行可靠性, 减少了因故障停机造成的天然气放空, 减少了资源浪费, 提高了经济效益和社会效益。

参考文献

火炬系统篇7

关键词：火炬,图像,计算

一、研发背景

火炬排放系统的目的主要是燃烧来自工艺的废气、将有机碳氢化合物转发为水蒸气和二氧化碳。就废气而言, 火炬排放系统被认为是工厂的“下水道”, 各工艺单位废气管线惠及形成较大的管路, 最后进入火炬主管线。如果单独的工艺单位出现紧急情况, 需要将所有的气体产物从各个单位“倾泄”到火炬系统, 那么大尺寸的主火炬管线就需要运输大量的气体。

火炬流量的测量一直以来都是那些会排放碳氢化合物和其他废气的化工、石化、炼油和其他各类工艺工厂的需求, 传统的流量测量技术都无法满足火炬流量测量的高要求。

对火炬排放实时监测和分析管理的主要原因是:

(一) 政府环保和清洁生产的要求。

如美国一些地方政府实施了减少火炬排放的计划, 尤其是二氧化碳和其他温室气体的排放。美国政府还实施了许多排放指标的交易计划, 允许排放量较少的新建工厂与排放量较高的老工厂之间就排放指标进行交易。

(二) 检测泄露。

对火炬排放实时监测和分析管理可以检测出运行中的问题。

(三) 工艺物料平衡。

通过对火炬排放流量测量帮助验证物料平衡的关键元素。

(四) 火炬燃烧控制。

如果火炬系统的废气成分中很大比重为惰性氮气或其他在工艺中用于安全惰性的“陪衬”气, 那么火炬气可能没有足够用于控制火焰的碳氢化合物, 这样会阻碍废气的完全燃烧。在这种情况下, 对火炬排放实时监测和分析与其他分析相结合提供天然气以确保适量的废气被燃烧。

二、系统概述

火炬燃烧控制受多种因素所限, 火炬流量测量是一个困难的应用, 可选择的测量技术也很少。传统流量测量技术如差压、涡街和插入式热质量流量计都已经试用于火炬气测量, 但是没有任何一种能够满足火炬测量的高要求。

目前, 国内对火炬排放流量测量一直没有很好的解决方法, 由于火炬排放管径大, 一般的流量计口径无法做到如此大, 如果采用节流件的方式进行测量, 容易产生大量的压损, 当装置在不稳定状态下需要强制排放时, 影响排放速度;另外被测介质成份过于复杂, 经常气液混相 (带水) , 对于像插入式的热式气体流量计, 也无法进行测量, 同时流量计测量方式也无法确定可燃料部分的量 (火炬排放中含有大量可燃料的烃和氢等以及不可燃料的氮等) 。采用火炬明火火焰实时采集计算流量的方法, 可有效测定可燃料部分的排放流量, 具有较高的参考价值。

系统采用网络硬盘录像机实时采集火炬火焰的方式, 通过图形工作站快速提取图像像素, 逐帧比较图像像素, 进行处理每秒的图像, 经处理后转化成数据, 存贮到数据库服务器中, 并通过WEB服务器以图形的方式发布每个火炬的排放趋势;其网络结构如下图所示:

三、实施方法及过程

系统采用网络硬盘录像机实时采集火炬火焰的方式, 采用图形工作站高速处理每帧图像, 每秒从火炬视频录像机中实时采集图, 进行图像预处理, 去色、反相、通道、平滑、边缘检测、分割、形态学操作 (腐蚀、膨胀、开、闭、形态学梯度、TOP-HAT变换、Black-Hat梯度) ;上述预处理后再进行特征抽取 (火焰面积直方图计算相应面积) , 最终计算火焰面积占整个画面的百分比, 根据火焰百分比再计算火炬排放的流量。将计算好的数据存贮在网络数据库中, 设计WEB发布程序, 以图形的方式发布火炬排放历史趋势。采用火炬排放中的火焰计算实际排放数据, 是国内同行业中的首创, 该系统能很好地反映火炬实际排放情况。

如下图所示:

(一) 系统组成

系统由三台SONY摄像机、海康网络硬盘录像机、服务器等硬件设备和由嵌入SDK开发包的图像算法软件组成。

1、前端设备采用SONY EX480CP一体化摄像机:

2、存储设备采用海康威视网络硬盘录像机:

3、网络图形服务器:

(二) 火焰算法介绍

RGB到HSV色彩空间的转变:RGB空间为线性空间, 而HSV空间为非线性空间。使用算法对特定颜色的目标进行跟踪时, 一般不必计算每帧图像所有像素点的颜色概率分布, 而只需要计算比当前搜索窗大一些的区域内的像素点的颜色概率分布即可, 这样便可节省很大的计算量。因此, 当对连续的视频图像进行处理时, 实际上就已形成了连续的跟踪。

(三) 图像处理软件的实现方法

1、火炬图像预处理

(1) 噪声滤除

噪声滤除运动目标识别的任务就是把火焰的轮廓从背景中分离出来, 以达到识别目标的目的。

(2) 锐化处理

图像锐化噪声消除之后, 图像可能变得边缘模糊, 为了改善图像质量, 使图像具有的信息让人易于观看, 就要对图像进行锐化处理。

(3) 对比度增强

对比度增强是指对图像的对比度等进行强调和尖锐化, 以便于显示、观察和进一步的分析与处理.对比度增强将不增加图像数据中的相关信息, 但它将增加所选择特征的动态范围, 从而使这些特征检测和识别更加容易。

(4) 边缘检测图像

再次进行的边缘检测图像决定了火焰的周边轮廓, 表现为火焰周边的不连续性 (如表现在图像上灰度级的突变, 纹理结构的突变以及彩色的变化等) .具有能勾画出区域的形状, 能被局部定义及其能传递大部分图像信息等许多特点.因此, 边缘检测可以看作是处理许多复杂问题的关键.

2、火焰目标特征点提取

所谓火焰的特征点常指角点、特定灰度值点、特征向量、特征线段等.一种有用的特征点提取算法是采用在物体的边缘上寻找特征点, 避免了在整个图像范围内寻找特征点.在实际计算中先算出目标物体的型心, 然后将目标物体边缘以型心为原点极坐标化, 再在边缘上寻找局部最大值点。

3、连续目标的识别

特征的选择和提取在模式识别中至关重要, 要识别一个目标, 一定要获取目标所特有的关键特征.任何一个图像都有它本身的特征。图像法识别连续目标在理论上是可行的, 方法还必须完善.因为成像的角度, 曝光度、方向、相对运动速度等等都影响到最终目标的识别, 从而不利于实时跟踪和处理.

(四) 嵌入SDK的网络监控软件的开发

1、图像采集软件的工作原理及流程

摄像机拍摄的连续火炬视频图像经局域网, 将数字化的火炬图像服务器。再由图像算法软件计算出火焰焰心的数据。海康威视SDK接口库提供了应用功能模块。包括对图像采集的控制, 采集图像到屏幕或内存, 错误处理, 采集图像到屏幕控制, 采集图像到内存控制, 数据传递等功能。

2、用VC++6.0实现对图像的采集

应用接口库支持VC++, VB等32位编程开发工具进行二次开发。本系统选用的是VC++6.0编程工具。

3、实现图像采集

根据图像采集流程, 实现采集图像的代码。

四、实施效果

项目的建立, 解决了多年来火炬排放无法直接有效测量的难题, 通过火炬排放历史趋势, 对装置排放起到很好的监督作用, 减少不必要的排放, 每年可减少损失500多万, 提高火炬回收效益和区域环境质量, 并能了解火炬排放的实际情况和生产工艺运行情况, 对稳定生产, 提高装置的安、稳、长、满、优运行, 具有极高的参考作用。

火炬系统篇8

放空火炬系统是天然气输气站场地面建设工程的安全放空设施,要求在正常检修维护或事故状态时能够及时、安全、可靠的将天然气通过放空火炬排放燃烧,达到健康、安全、环保的要求。放空火炬系统的运行安全,对站场的生产安全管理有着重大影响,因此对该系统进行研究分析,在减少系统运行故障,提高设备完好率,降低安全风险,保障连续生产等方面具有很重要的意义[1]。

1 火炬系统的基本组成与原理

火炬系统主要是由远程控制箱、就地控制箱、排放气工艺管路、火炬筒体、引火工艺管路及辅助部件组成。系统共有4种点火方式:远程自动点火、远程手动点火、就地手动点火、外传火点火,前3种属于控制点火,后1种为备用手动点火。其中远程自动点火、远程手动点火可由操作远程控制箱来实现;就地手动点火可操作就地控制箱实现;外传火点火可通过火把依次传火至一级引火管、二级引火管、传燃管,在无外电源时实现紧急点燃放空。

控制点火工作原理:采用远程自动/手动点火和就地点火方式相结合的方法,即:在控制室远程控制箱上手动点火,点火成功系统可将火焰信号反馈给站控系统。同时控制柜上设有就地和远控转换开关,便于进行就地和远程控制单步控制。现场安装就地控制箱(防爆型),可操作点火开关进行就地点火控制。点火控制采用PLC作为中央控制单元,控制系统可提供放空气压力开关或流量开关信号。

2 火炬故障问题

2.1 现场控制箱水汽问题

现场就地控制箱含水汽是因防爆箱的密封不良所所致,雨季尤为严重,会造成线路短路,中间继电器、流量开关等原件的烧毁,无法实现就地、自动点火功能,因此需要对其予以重视,进行结构密封优化或相关维护措施。

2.2 火炬系统防雷问题

电闪雷鸣是一种自然现象。雷电的电压很高,一次放电时间虽然只有0.01S左右,瞬时电流强度惊人。雷电放电时,可使电气设备绝缘击穿,建筑物造成破坏,家用电器击毁,人体及牲畜死亡或受伤等。雷击分为直接雷击和感应雷击两种。雷云对地面物体或人畜直接放电的现象叫直接雷击;架空电缆或室外天线被空中带电云放电形成的强电场的感生电动势冲击家用电器或电子设备的现象叫感应雷击。避雷的方法视具体情况而定。川气东送管道地处雷电天气的频繁出现的地区,因防雷接地或其他防雷措施未到位,火炬系统无论是远程控制柜还是现场检测控制设备中仪器仪表烧毁而无法使用的情况屡屡发生,因此需要研究分析找出解决方案[2]。

3 火炬故障问题的解决方法

3.1 防水强化措施

采用橡胶或密封衬垫密封时,箱体内压P与密封面压σ(一般有螺栓预紧力提供)的关系是:P≤σ。但密封面压必须是连续分布在密封部分,即形成密封带。密封带的型成主要取决于一下3个因素:偶合面的刚性、螺栓的分布以及螺栓预紧力和预紧顺序。控制箱常常受到质量的限制,箱体的整体刚性较小,为保证密封带的形成,一般采用加大密封面的局部刚度和增加螺栓的数量;在密封面上的螺栓和定位销孔口应倒角以免在孔口出现高应力区。在预紧螺栓时,要尽量将误差消除在两个螺栓之间,以免出现误差积累效应,使密封面压严重不均而产生泄漏,即装配时螺栓应按对称预紧的原则进行预紧[3]。另外还可以在装配面上涂抹润滑脂进一步保护密封元件、缩小缝隙。

另外因环境温度(昼夜温度、季节温度)变化,无论箱体及防爆格兰密封多好,箱体内空气热胀冷缩引起的呼吸作用必然存在[4],何况电气箱体上也有排潮用呼吸孔,加上安装条件限制,尤其是在老旧设备上呼吸作用引起的进入水汽比较明显,可采用内外防水防潮的两项措施:一是,定期更换内部干燥剂(如无氯化钴橙色变色硅胶干燥剂等)及清理呼吸孔;二是,应有防止水沿面渗入呼吸孔或箱体的措施,保证正常呼吸情况下水汽不会进入箱体内部,如加装防雨罩[5]。

3.2 防雷强化措施

高耸火炬的引雷作用,防雷措施更为必要,需采用分流、屏蔽、搭接、接地、保护系统(D.S.B.G.P系统)。(1)分流(D):火炬顶装高出天线的避雷针,将大量电流引到接地网,进行分流和降低电位。(2)屏蔽(S):所有信号线、PLC各导线均采用屏蔽线或穿入铁管,且屏蔽层或铁管的两端接地。(3)搭接(B):所有电缆连接处、电缆与机器连接处进行电气搭接。(4)接地(G):所有金属架构、管道、导线金属屏蔽层或穿线铁管连在一起与大地连接。楼内的防雷接地、工作接地、保护接地均需连在一起,以均衡电位。(5)保护(P):PLC、数显仪表等引出的信号线应装设多级保护,以防止信号线遭雷击或发生雷电感应时侵入波损坏设备。

鉴于这五个方面,结合现场情况,输气站开展了4项措施及改造:

1)检查搭接情况。查看并排除接线端虚接、铜绿等情况,保证接线有效可靠。

2)检查接地情况。检查控制箱、电磁阀、流量开关、压力开关接地线是否完好,适当予以维护、更换,保证接地线截面积符合规定(绝缘铜线截面积大于2.5mm2),保证接地连接点无锈蚀、导通性能良好。

3)测试接地情况。用摇表测试放空区就地控制箱、电磁阀、流量开关、压力开关接地电阻是否小于4Ω,不合格需要重新做好连接或更换接地扁铁直至合格。雷击时,使和电子设备相连接的地都处在同一电位(消除地的电位差)。

4)强化电气保护。在供电线路、通信线路均为埋地电缆穿地的前提下,首先检查远控箱接地及对地电阻;再在供电线路、信号线路上加装防雷器件,防止雷电感应而引起感应雷通过电源线、信号线传入电子设备。因为多次的雷电引起数显仪表、流量开关损坏,对远控机柜(220V、10A)电源线、流量开关(24V、0.09A)至机柜信号线加装220V电涌防护器、24V控制信号防雷保护器(如RS-485),同时对信号线加装对应保险端子。

4 效果及结论

4.1 效果

以一个输气站为样板开展以上应用,在防爆控制箱防水防潮方面,采用防雨罩、干燥剂等方法后得到有效改善,历时1年的观察,未发生因水汽进入短路的故障。在系统防雷方面,在采取以上防雷措施及改造后,在不少于5次的雷电天气中,仅有一次雷暴中造成信号浪涌击穿,但是设备未出现任何问题,有效保护了系统安全。

4.2 结论

鉴于以上研究应用效果,为提高火炬系统的可靠度、设备完好率,一方面对于新建设场站,做好前期装配与接地是非常重要的;另一方面对已投产的火炬系统而言,做好以下三点:(1)做好现场控制箱防水防潮,保证内部设备不受潮短路;(2)做好火炬系统接地检测、整改及控制系统防雷优化改造,保证雷暴影响将至最低;(3)改变观念,进行预防性维护管理,制定周期性测试维护计划并严格实施。真正意义上的改进与解决,需要从火炬设计、站场设计层面出发,在此不予讨论。

参考文献

[1]章庆军.放空火炬系统的计算与安全因素[J].江汉石油职工大学学报,2007(04).

[2]电气防雷措施[EB/OL].电气自动化技术网.

[3]周平.高速列车驱动齿轮箱密封系统分析[J].铁道机车车辆,2004.12;24:30-33.

[4]陈国忠.油罐呼吸阀的作用及维护[J].内蒙古石油化工,2010,08:58-59.

火炬系统篇9

高架火炬采用固定捆绑火炬技术, 火炬总高度100米。火炬塔架支撑两套火炬系统, 一套含氧火炬系统 (火炬筒体直径DN1000) 及一套含氢火炬系统 (火炬筒体直径DN1000) 。

高架火炬系统包括火炬头 (含流体封) 、火炬筒体、火炬塔架、分液罐、水封罐、地面内传焰点火器、高空电点火装置及相应的管道、电气及仪表系统等。高架火炬系统占地为34米×45米, 所有设备及系统均布置于其中。

含氧火炬头采用带伴烧燃烧器的引射和中心蒸汽消烟、低噪声、无烟燃烧型火炬头, 可实现一定排放量下的无烟燃烧和低噪声运行。

含氢火炬头采用气化炉火炬头形式, 以控制火炬头出口马赫数, 保证火炬气出口流速在合理范围内, 确保火炬气的完全燃烧。

含氧火炬头和含氢火炬头各设四支长明灯, 长明灯保持常燃。两套火炬系统共用一套地面内传焰点火器, 每支长明灯各设一套高空电点火装置, 可实现长明灯的自动点火、远程遥操点火和现场就地点火。

高架火炬系统严格按照SH3009-2013《石油化工企业燃料气系统和可燃性气体排放系统设计规范》进行设计。设计完成后由业主 (中石化湖北化肥分公司) 、总体院 (中石化上海工程公司) 、江苏中圣高科技产业有限公司对火炬系统进行了安全设计检查, 对火炬系统的负压问题进行了计算分析, 根据计算分析结果对原设计进行了相应的调整。

1 高架火炬系统负压产生的原因分析

SH3009-2013《石油化工企业燃料气系统和可燃性气体排放系统设计规范》中对负压产生的原因作了如下说明:

可燃性气体排放管网在特定的条件下存在两种负压工况。一种负压工况是高温气体排放停止时遇到降雨, 管道内气体温度大幅降低将导致整个管网出现负压, 如果密封水量不足, 则会导致空气由火炬头进入管网系统;另一种负压工况是在大气压高程差作用下, 密度小于空气密度的排放气体处于缓慢流动或不流动时, 水封罐至火炬出口的任意点处均处于不同的负压状态, 如果此时水封水量不足及系统管网维持正压措施失灵, 则整个可燃性气体排放系统会出现负压。但这种负压是自平衡的, 不会造成空气由火炬头进入管网系统, 但可以导致空气由放空管道或设备上的腐蚀等形成的孔洞进入系统。

根据本项目的具体情况, 高架火炬系统负压的还会在如下情况下产生。

1.1 大流量事故排放工况下火炬系统的负压值

对于分子量较空气轻的含氢火炬, 由于火炬头采用的是带扩口形式的气化炉火炬结构形式, 火炬头出口直径远大于火炬筒体的直径, 火炬头出口动压大大减少, 使得火炬系统的水封罐处出现较大负压的情况。

1.2 静态工况下由于火炬管道中介质的冷凝产生的负压

含氧火炬及含氢火炬系统中均含有大量常温下易冷凝的气体, 如甲醇 (沸点64.7℃) , 甲酸甲酯 (沸点33℃) , 乙酸甲酯 (沸点57.8℃) 。火炬管道遇冷火炬气体冷凝后, 火炬系统就会产生较大的负压值。

1.3 由于火炬头消烟蒸汽喷射产生的头部附加负压。

对于含氧火炬, 火炬头的结构形式采用蒸汽消烟结构, 消烟蒸汽投用时由于蒸汽的抽引将会对火炬系统产生较大的负压效应。

2 高架火炬系统负压的计算

2.1 计算条件 (见表1)

2.2 计算方法

根据火炬系统负压产生的原因分析, 负压计算分为两种工况下的计算, 即:火炬气管内事故工况下高速气体流动火炬系统负压、火炬气管内无气体流动的静态工况下火炬系统负压。

(1) 事故工况下火炬系统负压计算方法