浅谈火炬点火系统改造方案

浅谈火炬点火系统改造方案
【摘要】本文通过对大连石化公司合成厂化二车间7万吨/年聚丙烯装置火炬系统改造方案的相关内容，简单的介绍一下燃料气和点火系统的技术方案、火炬点火系统的工艺流程、改造方案及主要设备。

【关键词】火炬丙烷线水封罐点火器
1 前言
火炬设施是生产装置的安全后路，是处理装置排放废气，尽可能减少环境污染的设施，年操作天数取365天。

2 项目背景
2.1 火炬基本情况
现有7万吨/年聚丙烯装置火炬为原5万吨/年聚丙烯装置配套火炬，水封罐位置于火炬底部，入口管道上没有取压点，但设有电动阀门。

目前火炬上有2个打火头，东西向布置，火炬头出口直径DN700，电打火燃料气线和阀门腐蚀严重。

因火炬点火系统设计相对落后，存在控制落后、点火困难等问题。

现点火系统不能满足应急控制需要。

解决火炬系统隐患，需对火炬点火系统进行完善改造。

火炬点火困难的主要原因：目前火炬所使用的燃料气是丙烯尾气，存有杂质，品质不好。

同时火炬头点火器的数量不够，不能确保在不同气象条件下均能及时点燃火炬。

2.2 设计内容
（1）改造原有电打火设施；
（2）引入丙烷气线作为火炬长明灯瓦斯线，与原有燃料气长明灯瓦斯线相碰，两条线互为备用；
（3）在水封罐入口增设2个火炬电打火压控备用取压点，信号引入DCS系统。

3 改造方案
火炬点火系统必须满足安全可靠、火焰燃烧环保、低噪音的原则。

3.1 电打火器
由于合成厂火炬头直径为DN700，只有2个东西向打火头，不满足规范规定不小于3个点火点的要求，考虑现有布置情况，增加南北向2个打火头和一套控制系统。

目前各地普遍采用的电打火器有低能电打火器与高能电打火器两种。

高能电打火器特点：耗电大，电打火能力强，将380V电压升至1.2万伏的电压，在点火器的电极之间产生高压电弧，可以在全天候点燃长明灯，有极高的可靠性。

低能电打火器特点：低压供电，高压发生调理器放置在火炬塔的第三层，低能电打火器的电柜是多个电打火头信号可以放在一个电柜内。

综合考虑原有火炬的特点及改造费用，建议新增低能电打火器做为备用电打火器。

之所以不建议使用高能电打火器主要有以下几点原因：
（1）高能电打火器的高压发生调理器体积大、重量大，一般放在配电室内，这样就带来了高压电缆铺设问题。

经过现场测量，可使用的配电室与火炬塔距离较远，铺设高压电缆比较困难。

（2）高能电打火器供电要求较高（380V、60A），在使用时会对其他电气造成不利影响。

并且由于电流较大UPS系统造价相对较高。

综合以上考虑，在火炬头上增加一套低能电打火设施，本设备有厂家成套供应，包括控制柜及电打火程控系统、高压发生调理器、火炬塔上电打火设施（2个打火头）等附属设施。

3.2 燃料气系统
从气体车间民用瓦斯备用线引一条DN50的丙烷气线，引至原火炬燃料气界区阀门前，并且保留原有燃料气线做为备用气源。

图1？工艺流程
4 工艺流程
根据火炬的点火方式采用自动点火和手动点火，确保点火系统的安全可靠。

4.1 自动点火系统工艺流程
在火炬水封罐入口管线前增设2个远传压力变送器，信号传入DCS系统，当其中任何一个信号值达到给定值时（等于水封罐高度），系统通知点火程控器自动打开火炬筒东西两侧燃料气线电磁阀，同时启动火炬头东西侧的低能电打火器在火炬头处发出电火花，点燃长明灯，从而点燃火炬。

操作人员可在操作室通过摄像头观测到火焰的燃烧情况。

自动点火系统特点：
（1）确保安全生产即排即点，确保在各种情况下点燃火炬。

（2）采用PLC+PC等先进的控制和信息处理技术，对打火系统自动控制。

（3）先进的火焰探测，判断火炬火焰燃烧或熄灭，使系统成为真正的全自动。

（4）采用扫描发弧装置，加大与燃气的接触面，确保了点火的成功率，还消除了电蚀形成，延长了使用寿命。

（5）设置在长明灯下的热电偶，判定长明灯燃烧或熄灭。

（6）根据水封罐入口压力信号判断火炬气排放，启动点火程序。

4.2 手动点火系统工艺流程
新增南北侧的备用电打火设施，如果东西侧打火器因为故障等因素导致火炬未点燃，可通过手动按钮操作备用低能电打火点火，启动新增的南北侧备用的燃料气线电磁阀，后启动火炬头南北侧的低能电打火器在火炬头发出电火花，点燃长明灯，从而完成引燃火炬的目的。

手动点火系统特点：当控制系统PLC失灵时，可用手动点火，此时火炬是否点燃需观看图象监控系统或在室外直接观看。

（1）火炬上的燃料气线采用不锈钢材质。

（2）根据业主要求在丙烷气线上加一块压力表，用来测量燃料线的管道压力。

（3）更换合成厂火炬现有的电打火燃料气线、长明灯线和控制阀门。

（4）增加的火炬低能打火控制柜设置在原有低能打火控制柜旁边，同时控制柜前面板设置按钮、开关及指示灯。

（5）控制柜内置一套PLC，其输出的火炬打火信号至输出继电器。

（6）现有低能电打火控制系统进行改造时，需要原供货商对原有PLC程序进行修改。

（7）为了增加火炬电打火头的安全性和可靠性，火炬塔增加1根电源电缆，由原有的控制柜配出。

（8）电缆在原有电缆桥架内敷设。

6 结论
通过对火炬点火系统改造方案的设计，使火炬系统更加安全可靠、火焰燃烧
环保、低噪音。

参考文献
[1] 《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》SH3009-2001
[2] 《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008。