关于火炬水封罐溢流口设置位置的探讨

关于火炬水封罐溢流口设置位置的探讨

曾一斐于安峰

中国石化齐鲁分公司胜利炼油厂山东淄博255434

摘要：水封罐的溢流方式在实际生产中容易被忽视，而溢流方式带来的凝缩油排放问题以及水封罐漂油、换水的操作对火炬系统的安全运行产生的影响需要引起企业的重视。文章通过对水封罐溢流口设置位置的探讨，分析了两种开口位置的特点和优劣，提出了选择建议。关键词：水封罐；溢流口；位置；探讨

水封罐是火炬系统重要的组成部分，它的主要作用一是防止火炬筒体回火，保护上游管线和装置安全，二是有火炬气回收设施时，作为压力控制设备，保持火炬排放系统的压力[1]。它通过分级调整水封水高度来调节火炬气排放管网的压力，而水封水高度的调节则需要靠不同高度的溢流口来实现。对于溢流管线的设置，现行规范SH 3009-2001《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》（以下简称SH3009）4.0.26中要求“水封罐应设人孔、进出气管、进水管、液面控制排液管、排水管……排水管的设计应考虑防止火炬气的溢出”，其中的液面控制排液管、排水管即是溢流管线，对于溢流口的具体设置位置，规范没有明确的要求。实际操作中，溢流口的设置位置对于水封罐中的凝缩油的排出方式有一定的影响，相应的对火炬的安全运行也有较大的影响。

1 水封罐溢流方式工艺简介

新鲜水通过上水线进入水封罐，根据火炬气回收设施所需的管网压力，达到一定高度后通过溢流口溢出，将水位维持在稳定的高度，形成液封，液封的高度等于瓦斯排放口到水封水面的水柱高度，通过打开相应位置的溢流阀门，可以调整水封水的高度，进而控制瓦斯排放管网的压力。在水封水的表面，会有被瓦斯带出的凝缩油和从水封罐内析出凝缩油，这些凝缩油如果不能及时排出，积聚在水封水表面，如果遇到瓦斯大量排放，很容易被带到火炬顶部，造成下火雨，所以必须定期将其排出。这些凝缩油的排出方式，与溢流口的设置方式有直接的联系。或者通过溢流的方式排出，或者通过换水的方式排出。目前，溢流口的设置有两种方式，一是将溢流口按照所需溢流高度在水封罐的相应位置开口，设置阀门，见附图一、二；另外一种是在水封罐的底部开一个口，通过连通器原理，在远端的U型管线，按所需水封高度分别开口，设置阀门，见附图三、四。

2 不同位置溢流口的溢流特点。水封罐分卧式和立式两种，因为实际中立式水封罐使用较少，故本文只对卧式水封罐进行探讨。在SH3009附录C中，卧式水封罐分为不带挡液板和带挡液板两种，下面分别论述。

2.1 在水封罐的不同高度上开口。

2.1.1带挡液板的卧式水封罐。这种开口方式，溢流是从水封水的表面流出，排放瓦斯携带的凝缩油也直接从溢流口排出，水封罐内析出凝缩油一部分也直接从溢流口排出，不会积聚在水封水表面。挡液板另外一侧的凝缩油可以用泵抽走。补水可以人工补，也可以自动补水。间断式溢流时，还可以通过溢流水观察凝缩油是否置换干净。

2.1.2不带挡液板的卧式水封罐。这种开口方式，溢流是从水封水的表面流出，凝缩油也直接从溢流口排出，不会积聚在水封水表面。补水可以人工补，也可以自动补水。间断式溢流时，还可以通过溢流水观察凝缩油是否置换干净。

2.2 在水封罐底部开口，在远端的U型管线的不同高度设置阀门。

2.2.1带挡液板的卧式水封罐。这种方式，同样可以实现水封水位的分级控制。但因为是从水封罐底部开口，所以通过远端的U型管线的不同高度的阀门里排出的只是单纯的水封水，水封水表层的凝缩油无法排出，随着时间的延长，凝缩油可能会聚集，容易被大量的排放带到火炬底部，造成下火雨。目前，一些采用这种设置的单位，定期将水注入到超过挡液板高度，进而将凝缩油漂到挡液板的另外一侧，然后用泵抽走，再将水封一侧的水位降到需要的高度。还有一些单位，是将水封一侧的水封水完全放干净，重新注入新鲜水。

2.2.2不带挡液板的卧式水封罐。此种方式的溢流特点与2.2.1相同，只是漂油和换水方式有变化。漂油是在水封罐的某一位置设置一个开口，将新鲜水注到相应高度后，让顶层的凝缩油流出，待凝缩油流尽后，再将水位调整到所需要的位置。而换水，因为水封容积的增加，使换水更加麻烦，所需时间更长。

3 不同位置溢流口的分析

3.1在水封罐的不同高度上开口。这种方式需要在水封罐上多开口，施工时稍微复杂。但是溢流方便，凝缩油自然排放，不会积聚，补水操作也比较简单。

3.2在水封罐底部开口，在远端的U型管线的不同高度设置阀门。采用这种开口方式，施工简单。但在使用时，如果换水不及时，容易造成水封水表面凝缩油积聚，带来下火雨的隐患。而注水漂油时，需要将水封水位调高到挡液板的位置，而挡液板的高度一般设计都高于水封水最高水位200mm，水封水的设计最高水位应该满足排放压力最低的装置的排放能力[2]，而在漂油时，瓦斯管网的压力等于将管网设计最高压力提高了200mm水柱，如果此时装置生产有波动，可能会影响其顺利排放。而放水更换的方法更不安全，放水和注水的过程中，或者水放净了的时候装置有排放，等于火炬管网和上游装置都失去了水封的保护，一旦发生回火闪爆，后果极其严重。

4 结语

经过对一些设计人员的了解，目前采用水封罐底部开口的方式还比较多，从上面的分析可以看出，在水封罐的不同高度上分别开设溢流口，操作和管理都比较方便，而在水封罐底部开口，在远端的U型管线的不同高度设置阀门这种方式，对于凝缩油的溢流效果不便于控制，而漂油和换水的操作，对于火炬系统的安全运行也有一定的影响。火炬系统的许多事

故都是由多种因素造成的，用系统安全工程方法去分析，就应该从设计源头抓起，建议在设计水封罐的溢流口时，选用在水封罐上开口的方法。对于现在是采用连通管溢流方式的单位，应该制定详细的漂油、换水作业操作规程，加强操作人员责任心和操作技能的培训，并严格各项规章制度的执行。

参考文献：

[1] 王松汉，何细藕.乙烯工艺与技术[M]. 北京：中国石化出版社，2000.

[2] 国家经济贸易委员会.SY/T10043-2002泄压和减压系统指南(API RP 521)