自动点火系统在火炬气回收装置中的应用

自动点火系统在火炬气回收装置中的应用

王 宇

(中国石油工程设计公司辽阳分公司设计一部,辽宁辽阳 111003)

摘要:介绍了自动点火系统在火炬气回收装置中的应用,叙述了自动点火系统的组成、工作原理及其控制过程。 关键词:火炬气;监控;自动点火系统;火焰

中图分类号:T P273 文献标识码:B 文章编号:1007-7324(2005)04-0092-03

炼油厂和石油化工厂为了处理平时生产过程

中和紧急事故时排放的可燃气体或可燃有毒气体,保证装置和人身安全,均设有火炬系统。每年在火炬中被烧掉的可燃气体量相当可观,对环境造成的污染也相当严重。因此,对火炬系统进行改造,把火炬气作为能源回收利用,熄灭火炬,节约高压燃料气,降低生产成本,已成为企业非常关注的问题。紧急放空时要求将火炬迅速点燃,因此点火系统必须安全、可靠、及时、无误,自动化程度高。本文介绍了PYH -400火炬自动点火系统在辽阳石化公司炼油厂火炬气回收装置中的应用。

1 火炬气回收装置的工艺流程简述及技术参数111 工艺流程简述

火炬气回收装置包括分液罐、水封罐、火炬、气

柜、压缩机和自动点火系统等部分。火炬气先进入分液罐分离火炬气中夹带的液滴,然后进入水封罐或气柜。正常情况下,火炬气从水封罐入口火炬总管线上引出后先进入气柜,然后通过气柜进入压缩机,经压缩机压缩升压后进入气液分离罐,气液分离罐分离出的气体通过管网送入燃料气缓冲罐回收利用,分液罐的凝析液输送到装置外。当气柜高度及压力超高或生产不正常需要紧急排放时,联锁装置自动关闭气柜入口阀门,火炬气总管压力升高,当压力超过419kPa,火炬气冲破水封直接排往火炬,自动点火系统将自动点燃燃料气将其烧掉,其工艺流程如图1

所示。

图1 工艺流程图

收稿日期:2005-02-04;修改稿收到日期:2005-04-10

作者简介:王 宇(1969-),女,辽宁辽阳人,1991年毕业于北京化工大学生产过程自动化专业,学士学位,1991年至2004年在辽阳石油化纤公司设计院从事自控工程设计,现在中国石油工程设计辽阳分公司从事自控工程设计,任工程师。

112 技术参数

1)引燃燃料气压力为0.2~0.5M Pa,环境温度下无水、无液体存在;2)火炬气正常压力为0~6kPa,正常温度为5~50e ,水封压力为4.9kPa,火炬气排放流量(标准状况下)为0~5000m 3

/h;3)火炬气各组分体积分数:丁烯0.3%;戊烃

0.29%;氢气61.82%;二氧化碳13.06%;硫化氢

创新与实践

石 油 化 工 自 动 化,2005,4B 92AU TOM AT ION IN PET RO -CHE M ICAL INDUST RY

0103%~0104%;甲烷13.18%;乙烷3.94%;丙烷3.66%;丙烯0.56%;异丁烷0.98%;正丁烷2.21%。

2对火炬自动点火系统的技术要求

1)正常状态下,火炬气被回收,长明灯熄灭,当火炬紧急放空时,必须安全可靠、及时无误地将火炬点燃,且保证不引起火炬系统爆炸;2)自动点火成功率要求100%;3)工作方式可进行全自动、软手动、硬手动切换;4)火炬排放量、水封罐前压力、加氢事故排空信号均作为启动点火信号,即点火系统接到任一信号都自动点燃点火筒及火炬;5)采用进口热导式质量流量计、压力变送器、电磁阀作为测量及执行元件。

3自动点火系统的组成及工作原理

311自动点火系统的组成

火炬气回收装置的自动点火系统包括火炬气检测部分、控制部分、火炬点火装置及火炬火焰检测部分等。

312自动点火系统的工作原理[1]

1)火炬气检测部分是整套火炬自动点火系统的先决条件,为使火炬气排放情况准确可靠地传送至控制部分,该部分配备了水封前的压力检测PIC-101,水封后的流量检测FIC-101和来自火炬气回收装置的DCS传来的加氢精制事故排放信号,实现了多保险的火炬气检测。FIC-101采用最适应火炬气工况的进口热导式气体质量流量计, PIC-101也选用了进口压力变送器,提高了信号采集的准确性和可靠性。2)控制部分是整套火炬自动点火系统的核心,PYH-400火炬自动点火系统的自控部分由PYH-422型火炬自动点火程控仪构成,它能根据火炬气排放情况和火炬火焰检测情况,科学合理地对火炬进行适时的、安全的自动点火控制。为使火炬点火安全可靠,该自控系统配备了全自动、软手动、硬手动多种点火方式,并且关键部位均为双保险配置。为使火炬气排放情况具有可追朔性,将火炬气流量排放信号送至火炬自动点火程控仪后,再由火炬自动点火程控仪提供模拟信号送至火炬气回收DCS,由DCS对火炬气流量进行流量指示记录累积计量和实时趋势、历史趋势分析等。自动点火程控仪所用的电源采用U PS不间断电源,电源类型为220V AC,其容量为5kV# A,并由其向系统各设备提供所需电源。3)火炬点火装置是火炬自动点火系统最重要的组成部分,由2套PYH-433高可靠性火炬点火器、2台PYH-433E专用型高压发生器和2台进口点火气源电磁阀(XV-101,XV-102)组成,2套点火装置供电相互独立互不影响。每套点火装置均配备了2路几乎无电蚀的高电压点火组件,起到了双保险作用,达到了长寿命且长期不需维护的目的。为使点火装置能长期可靠地工作,点火器的高温工作部位采用了耐高温抗氧化的特殊合金材料制造,点火器从结构上进行了抗风、雨、雪的设计。火炬的点火组件安装于距火炬口3.5m的位置,能避免火炬火焰的直接烧烤。靠近火炬头的高温区采用耐高温导线并由石英绝缘子支撑,能长期经受火炬火焰的高温烘烤和经受短时的火炬火雨而不失效。其点火过程为程控仪PYH-422控制点火气源电磁阀(XV-101,XV-102)开启,点火燃料气送至火炬点火器,同时给高压发生器送220V AC点火电源,高压发生器产生2路点火高压电由高压电缆、耐高温高压线输送至点火器的点火电极组件,产生高能量的电弧点燃点火器底部的燃料气,火焰由点火器的导火管传送至火炬口,点燃火炬。4)火炬火焰检测部分是判断火炬是否点燃的关键设施,也是构成自动点火系统的重要组成部分。它由2台PYH-433型紫外火炬火焰探测器组成,该探测器包括PYH-433T紫外火焰传感器和PYH-433A火焰信号放大器。该火焰探测器灵敏度高、抗干扰能力强、寿命长,能适时地将火炬火焰的燃烧情况反馈回自动点火程控仪。PYH-433T紫外火焰传感器可感受到185~260nm的火焰波长信号,并将其转化成0~20kH z的频率信号送至PYH-433A火焰信号放大器,火焰信号放大器将该信号转换成4 ~20m A DC电流信号及常开/常闭干接点信号送至自动点火程控仪,在显示屏上可以直观地观察到火焰的有无和大小,形成了真正的全自动点火系统。

4自动点火系统的控制过程

平时火炬气由气柜和压缩机组成的火炬气回收系统进行全部回收,火炬无气体排放,火炬和长明灯均为熄灭状态。当因生产装置不稳定,放空量增大,事故放空和回收装置停机时,火炬气将不能完全回收,于是火炬气冲破水封排向火炬,水封前的压力检测信号、水封后的流量检测信号以及来自火炬气回收装置DCS的加氢精制事故排空信号送至火炬自动点火程控仪,它接收到火炬气排放信号经过分析后发出点火指令,由火炬点火装置将火炬点燃。火炬火焰检测部分将有效的火炬火焰信号返回火炬自动点火程控仪,该程控仪输出点火器关闭指令,点火装置停止工作,火炬维持正常燃烧。

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第4期王宇1自动点火系统在火炬气回收装置中的应用