火炬及火炬回收系統的安全環保控制

肖進生 劉正明 趙杰

摘 要：火炬系統是石油化工生產裝置異常和開停工過程中排放的有毒有害物質經氣液分離、火炬氣回收最后到火炬頭燃燒。起到節能、環保的重要作用。從火炬的原理、安全環保控制、節能回收幾方面著手保證生產裝置的安穩長滿優運行。

關鍵詞：火炬;安全;回收

1 裝置簡介

火炬是煉化公司各生產裝置共用的重要輔助設施，由火炬系統，火炬凝液收集站和火炬氣回收站三個單元組成。其中，火炬系統既是石油化工區生產配套的安全裝置，又是重要的環保設施，主要用于燃燒處理石油化工區各裝置正常生產和事故工況下排放的火炬氣;火炬回收站是節能、環保設施，主要用于回收火炬氣用作燃料氣，減少火炬排放污染環境。

火炬筒體共用一個火炬塔架，塔架高度150m，采用自拆卸捆綁式火炬，每套火炬系統包括火炬頭（含動態密封裝置）、長明燈、點火系統、自拆卸式火炬筒體、共用塔架、水封罐、分液罐、筒體拆卸系統、航空信號燈等設施。

火炬氣回收站設有火炬氣回收壓縮機（含出口分液罐、水冷器），單臺能力為2000Nm3/h。化工區各生產裝置正常工況下排放的火炬氣經火炬氣回收氣壓縮機回收，經緩沖罐送往公司燃料氣管網系統用作燃料。

2 火炬的安全環保控制

2.1 火炬點火系統

乙烯和下游裝置火炬各設有兩套獨立的點火裝置：一套為手動地面內傳焰電點火裝置（FFG）;一套為高能電點火裝置（HEI）。內傳焰點火裝置為長明燈點火的輔助點火裝置，正常情況下，長明燈點火主要采用高能點火裝置（HEI），高能點火裝置設有自動遠程點火、手動遠程點火、現場手動點火三種方式。

火炬長明燈設有”K”型鉻--鋁雙支熱電偶，采用310SS不銹鋼鎧裝保護，并封閉在全天候型封頭的導管中，全天候檢測火炬頭長明燈燃燒狀況，火炬頭長明燈上熱電偶檢測的溫度，作為點火控制系統的輸入信號，當任意一只熱電偶溫度低于設定值時，安全控制系統（SIS）會自動啟動高能點火系統，點燃長明燈并引燃主火炬，完成自動點火。火炬現場設有手動高能電點火操作盤和點火按鈕。

2.2 火炬硝煙蒸汽和托舉蒸汽

乙烯和下游裝置火炬分別設有60倍變焦感煙探測器，安裝在距離火炬頭400m以內的范圍內，用來檢測火炬無煙燃燒的水平。其基本原理是：通過接受火炬燃燒產生的紅外線（雙波長），并將信號其轉換為4-20mA信號，該信號與消煙蒸汽調節閥組成調節回路，自動調節消煙蒸汽的流量和火炬頭無煙燃燒的水平。如果信號超出設置點將觸發報警。該系統可以自動修正由雨雪霧氣象條件下帶來的影響。消煙蒸汽和托舉蒸汽可保證火炬頭的充分燃燒，減少有毒物的排放，即安全又環保。

3 火炬氣回收的節能環保

3.1 硝煙蒸汽的控制完全燃燒減少有害物質的污染

火炬氣的成分很復雜，有烴類、硫化氫、各種油等，在火炬頭不完全燃燒就會造成對環境的污染。

中壓蒸汽由全廠管網接入火炬界區后，主要用于火炬頭蒸汽消煙，當裝置有氣體排放時自動開啟蒸汽閥門，通過煙氣探測裝置自動控制蒸汽用量的方式進行消煙。

去往火炬塔架頂部的中壓蒸汽管線設有兩路：一路為主消煙蒸汽，由調節閥控制進入火炬頭噴嘴，通過高速蒸汽的噴射，帶入大量的空氣，促進火炬氣無煙燃燒。頂部清掃蒸汽從消煙蒸汽環管引出，正常運行時，清掃蒸汽流量要大;另一路是火炬頭中心蒸汽，正常運行時，該路蒸汽閥門保持常開，連續的蒸汽流量通入，在火炬運行過程中，中壓蒸汽不能中斷，否則可能造成火炬頭過熱而損壞。

3.2 火炬氣水環壓縮機的回收

火炬氣回收站設有兩臺水環式壓縮機，單臺能力2000Nm3/h，用于正常生產工況下，回收各裝置連續排放的火炬氣并入公司燃料氣管網。

乙烯裝置和下游裝置火炬總管在火炬氣回收站分別有一路支線去火炬氣回收壓縮機，兩條支線在回收站界區閥后設有連通管線，裝置火炬回收支線對應火炬回收壓縮機A臺;下游裝置火炬回收支線對應火炬回收壓縮機B臺，火炬氣被壓縮至0.35MPa后進入工作液分離器，分離出的液相工作液經過循環水冷卻器冷卻后，由補水進水管返回水環式壓縮機;工作液分離器氣相出口設有回流管線，當壓縮機入口壓力低時，壓力調節閥自動打開火炬氣返回入口，以保護總管壓力。

兩臺壓縮機出口加壓火炬氣匯合后進入火炬氣回收緩沖罐，進一步分離凝液后，送往全廠燃料氣總管。從廠外管網來的脫鹽水是水環壓縮機工作密封液的補水水源，每臺壓縮機的補水分兩路管線，一路為水環壓縮機機械密封冷卻水，一路經工作液分離罐液位調節閥控制補入壓縮機。

壓縮機氣液分離器安全閥出口管線與緩沖罐安全閥出口管線匯合后返回下游裝置火炬氣進回收站界區閥后。火炬氣回收壓縮機開啟回收火炬氣并入公司燃料氣管網，停機時匯入火炬氣進入火炬頭燃燒。

4 總結

火炬系統是石油化工煉化公司生產裝置的重要設施，保證生產裝置在非正常情況下的安全環保。從火炬系統的火炬系統控制原理、火炬氣的燃燒、火炬氣的回收等方面分析了火炬的安全環保運行，確保了化工生產裝置的安全、長期、滿負荷、優運行。

參考文獻：

[1]李作政.乙烯生產與管理[M].北京：中國石化出版社，1992.

[2]王松漢.乙烯裝置技術與運行[M].北京：中國石化出版社，2009.