王振宏

【摘要】煤化工高架火炬工藝簡單，安全穩(wěn)定運(yùn)行難。筆者從化工工藝的各個(gè)角度闡述了進(jìn)一步搞好煤化工高架火炬裝置的安全穩(wěn)定運(yùn)行，針對高架火炬裝置在運(yùn)行過程中常發(fā)生的水擊、放炮和氨結(jié)晶等典型故障難題提出獨(dú)到見解和解決辦法。

【關(guān)鍵詞】高架火炬 化工工藝 水擊 放炮 氨結(jié)晶

人類對化工能源需求的不斷擴(kuò)大和追求，以及各類能源自身特點(diǎn)和分布的獨(dú)特性，煤化工產(chǎn)品以自身的優(yōu)特點(diǎn)很快得到世人的認(rèn)可。相應(yīng)的煤化工生產(chǎn)得到日新月異的發(fā)展，而高架火炬裝置隸屬煤化工生產(chǎn)系統(tǒng)最后的安全、環(huán)保和節(jié)能排放裝置。大多數(shù)工程技術(shù)人員一致公認(rèn)高架火炬的安全、穩(wěn)定運(yùn)行還有待進(jìn)一步提高，特別是諸如火炬水擊、放炮和氨結(jié)晶的防治已經(jīng)成了化工行業(yè)急需解決的和技術(shù)公關(guān)的焦點(diǎn)問題。

經(jīng)調(diào)研陜西延長石油榆林煤化有限公司周邊眾多有高架火炬的同類煤化工企業(yè)，一致交流為煤化工企業(yè)必須依據(jù)高架火炬廠家所提供相關(guān)資料和化工行業(yè)及調(diào)試方的規(guī)定編制出適合企業(yè)自身適用的、科學(xué)可行的操作規(guī)程，保證今后高架火炬在整個(gè)化工生產(chǎn)過程的計(jì)劃性、嚴(yán)密性、科學(xué)性和可行性地投運(yùn)。經(jīng)調(diào)試合格的高架火炬要得到安全穩(wěn)定運(yùn)行，必須按審批過的操作規(guī)范進(jìn)行化工操作，特別要注意下述要點(diǎn)。

1 做好安全穩(wěn)定運(yùn)行

1.1 管線吹掃合格

火炬系統(tǒng)裝置起動(dòng)前，全部公用系統(tǒng)應(yīng)處于可連續(xù)使用的狀態(tài)，燃料氣、儀表壓縮空氣、蒸汽管線和內(nèi)傳焰管道應(yīng)吹掃干凈，保持管道通暢，各閥門無泄漏。

1.2 儀控設(shè)備合格

調(diào)節(jié)儀表、指示儀表、警報(bào)系統(tǒng)動(dòng)作正確可靠；調(diào)節(jié)閥開度與調(diào)節(jié)器控制信號調(diào)試合格；各裝置控制相關(guān)的壓力、液位、流量、溫度信號是否正確，與儀表位號對應(yīng)正確；自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)是能正常工作；燃料氣管線上的氣動(dòng)切斷閥工作正常；檢查操作室高空點(diǎn)火系統(tǒng)盤面按鈕工作正常；控制程序組態(tài)及參數(shù)設(shè)置是否符合工藝要求；系統(tǒng)內(nèi)電器設(shè)備接線正確，動(dòng)作正常；地面內(nèi)傳焰點(diǎn)火器、高空點(diǎn)火器工作正常；高空障礙燈工作正常。

1.3 公用工程運(yùn)行合格

1.3.1 蒸汽投用

打開所有疏水器旁路閥和排凝閥；微開蒸汽總閥，引入蒸汽進(jìn)行暖管，手動(dòng)調(diào)節(jié)閘閥，待排出蒸汽后，關(guān)閉排凝閥和疏水器的旁路閥，改用疏水器；確認(rèn)蒸汽在水封罐和分子封處排出后，關(guān)閉各路閘閥；打開蒸汽總閥。至此，蒸汽引進(jìn)完畢，進(jìn)入備用狀態(tài)。

1.3.2 儀表空氣投用

關(guān)閉地面內(nèi)傳焰點(diǎn)火器上壓縮空氣進(jìn)口閥，打開壓縮空氣管上總閥，確認(rèn)壓縮空氣壓力的讀數(shù)在0.45～0.6MPa之間。至此，壓縮空氣引進(jìn)完畢。

1.3.3 燃料氣投用

關(guān)閉地面內(nèi)傳焰點(diǎn)火器上的燃料氣進(jìn)口總閥，關(guān)閉各路高空點(diǎn)火裝置管路上總閥，關(guān)閉長明燈管路上總閥，確認(rèn)相應(yīng)壓力表的讀數(shù)不小于0.2MPa。至此，燃料氣引進(jìn)完畢。在甲醇系統(tǒng)運(yùn)行過程中，有甲醇馳放氣時(shí)，為了節(jié)能減耗，此時(shí)必須將液化石油氣切換成甲醇馳放氣作為燃料氣使用。切換閥門在出液化氣工段的管廊上，切換操作如下：先關(guān)閉液化氣去火炬系統(tǒng)的截止閥，然后緩慢開啟甲醇馳放氣去火炬截止閥，直至全開，燃料氣即切換完畢。

1.4 氮?dú)庖M(jìn)

（1）在放空管吹掃完畢后，即應(yīng)立即將氮?dú)夤芫€上截止閥打開，將氮?dú)庖胪搀w對其進(jìn)行連續(xù)的吹掃置換。

（2）打開氮?dú)饪傞y并調(diào)節(jié)自力式調(diào)壓閥，同時(shí)觀察限流孔板前的壓力表的讀數(shù)應(yīng)在0.08～0.15MPa之間（不得低于0.08MPa。）。至此氮?dú)庖M(jìn)完畢。

1.5 系統(tǒng)點(diǎn)火合格

系統(tǒng)點(diǎn)火標(biāo)準(zhǔn)共有四種方式。

1.5.1 地面內(nèi)傳焰點(diǎn)火合格

（1）條件：火炬系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，正常放空火炬的長明燈一直保持常燃，事故火炬檢測到有放空氣信號后，PLC點(diǎn)火系統(tǒng)將自動(dòng)點(diǎn)燃四支長明燈。若長明燈上的熱電偶檢測到長明燈熄滅，操作人員可通過設(shè)在地面的DHG-B型地面內(nèi)傳焰點(diǎn)火器及時(shí)將未燃的長明燈點(diǎn)燃。

（2）點(diǎn)火前的準(zhǔn)備工作：確認(rèn)工藝管線氮?dú)庵脫Q結(jié)束，分子密封器用氮?dú)庖岩M(jìn)；排凝：打開內(nèi)傳焰管線底部的排凝閥，排除管線內(nèi)部的凝液。打開長明燈管線底部的排凝液閥，排除管線內(nèi)部的凝液；吹掃：對地面內(nèi)傳焰點(diǎn)火器的各條管線用壓縮空氣進(jìn)行吹掃，確認(rèn)管線暢通無泄漏；點(diǎn)火發(fā)生器檢查：將電源開關(guān)置于“ON”，電源開關(guān)指示燈（紅色）亮，隨后按下手動(dòng)點(diǎn)火按鈕。確定是否有點(diǎn)火聲音，若沒有聲音，可能是點(diǎn)火發(fā)生器損壞，須更換；電嘴檢查：按下手動(dòng)點(diǎn)火按鈕，從混合器石英玻璃窗口察看電嘴是否發(fā)出火花。如沒有火花，及時(shí)聯(lián)系檢修人員恢復(fù)合格。

（3）地面內(nèi)傳焰點(diǎn)火器的點(diǎn)火：打開欲點(diǎn)長明燈對應(yīng)內(nèi)傳焰管線上的球閥（其它球閥均關(guān)閉）；打開欲點(diǎn)長明燈管線上電磁閥的旁通閥（電磁閥兩端的閘閥處于關(guān)閉狀態(tài)），引入燃料氣；打開地面內(nèi)傳焰點(diǎn)火器壓縮空氣總閥和燃料氣總閥，等待30秒鐘；按下地面內(nèi)傳焰點(diǎn)火器控制箱上的點(diǎn)火按鈕；確認(rèn)長明燈是否點(diǎn)燃。如果未點(diǎn)燃則重復(fù)上述步驟，如果已點(diǎn)燃則關(guān)閉儀表空氣總閥和燃料氣總閥。

1.5.2 高空點(diǎn)火裝置點(diǎn)火合格

（1）條件：若設(shè)在長明燈上的熱電偶檢測到長明燈熄滅，操作人員可在高空點(diǎn)火裝置將未燃的長明燈點(diǎn)燃。

（2）準(zhǔn)備工作

經(jīng)專業(yè)檢修員工確認(rèn)高空點(diǎn)火裝置合格。

（3）投電運(yùn)行

確保各項(xiàng)檢查合格后即可進(jìn)行通電試驗(yàn)；將控制箱盤面電源開關(guān)扳到“ON”位置，電源指示燈亮；按下控制箱盤面上的點(diǎn)火按鈕，觀察電極處是否發(fā)出火花，是否聽見電打火的啪啪聲。若未發(fā)現(xiàn)則應(yīng)切斷電源，必須等一分鐘后再在進(jìn)行復(fù)試。

（4）通氣運(yùn)行

確認(rèn)高空點(diǎn)火裝置燃料氣管線內(nèi)的凝液已經(jīng)排空，確認(rèn)后關(guān)閉排凝閥；確認(rèn)高空點(diǎn)火裝置燃料氣管線上的切斷閥已經(jīng)關(guān)閉；打開切斷閥的旁通截止閥，打開燃料氣管線總閥，觀察管路是否暢通。

（5）高空點(diǎn)火裝置的點(diǎn)火

關(guān)閉燃料氣總管閥門；打開欲點(diǎn)長明燈管線和點(diǎn)火槍管線上的切斷閥的旁通截止閥；打開燃料氣總管閥門，同時(shí)按下高空點(diǎn)火器控制箱上的手動(dòng)點(diǎn)火按鈕；點(diǎn)火成功后關(guān)閉點(diǎn)火槍管線上切斷閥的旁通截止閥。

1.5.3 控制室點(diǎn)火合格

（1）條件：若設(shè)在長明燈上的熱電偶檢測到長明燈熄滅，操作人員可中控室遙操點(diǎn)火裝置將未燃的長明燈點(diǎn)燃。

（2）高空點(diǎn)火準(zhǔn)備工作合格

（3）高空點(diǎn)火空載試運(yùn)合格

（4）高空點(diǎn)火通氣試運(yùn)

確認(rèn)高空點(diǎn)火裝置燃料氣管線內(nèi)的凝液已經(jīng)排空，確認(rèn)后關(guān)閉排凝閥；確認(rèn)高空點(diǎn)火裝置燃料氣管線上的切斷閥已經(jīng)關(guān)閉；打開切斷閥的旁通截止閥，打開燃料氣管線總閥，觀察管路是否暢通。

（5）點(diǎn)火

確認(rèn)長明燈已經(jīng)熄滅；確認(rèn)長明燈管線上切斷閥旁路關(guān)閉，電磁閥打開；在中控室遙操打開高空點(diǎn)火裝置燃料氣管線上的電磁切斷閥；按下手動(dòng)點(diǎn)火按鈕，點(diǎn)燃長明燈；通過設(shè)在長明燈上的熱電偶確認(rèn)長明燈是否已經(jīng)點(diǎn)燃。點(diǎn)火成功后在中控室遙操關(guān)閉高空點(diǎn)火裝置燃料氣管線上的切斷閥。

1.5.4 通過進(jìn)火炬的放空氣體壓力點(diǎn)火

按照高空點(diǎn)火使事故火炬、開工火炬正常備用；當(dāng)檢測到放空管線壓力達(dá)到2kPa壓力時(shí)則火炬自動(dòng)點(diǎn)火。

1.5.5 冬季火炬點(diǎn)火

冬季火炬點(diǎn)火不順利時(shí)，檢查儀表電氣是否有故障；檢查燃料氣，壓縮空氣壓力是否達(dá)到要求值；可以將長明燈、伴燒燃料氣開啟2～3分鐘后，再用高能點(diǎn)火器或內(nèi)傳焰點(diǎn)火器進(jìn)行點(diǎn)火。直至點(diǎn)著。

1.6 氣化工段開停車開工火炬排放操作

開工火炬主要是氣化爐開停車時(shí)，作為氣化爐排氣放空燃燒使用；每次氣化爐開停車前，先對沿途排水罐進(jìn)行排水。檢查確認(rèn)排水罐與開工火炬管線連接的閥門全開，排水罐導(dǎo)淋暢通無堵塞；每次氣化爐開停車時(shí)，開始往開工火炬管線排放后，即開始給排水進(jìn)行排水操作，根據(jù)第一排水時(shí)的水量，確定排水頻次，每個(gè)巡檢點(diǎn)必須排水，嚴(yán)防開工火炬管線因排水罐排水不及時(shí)產(chǎn)生水擊事故。

1.7 事故火炬排放操作

事故火炬主要是甲醇精餾預(yù)塔馳放氣、甲醇精餾不凝氣、甲醇合成膨脹氣、酸性火炬氣、事故狀態(tài)下的汽提塔不凝氣、事故狀態(tài)下來做氣化的排放氣，主要作為事故狀態(tài)下排氣放空燃燒使用；每個(gè)巡檢點(diǎn)必須對沿途排水罐進(jìn)行排水；檢查確認(rèn)排水罐與事故火炬管線連接的閥門全開，排水罐導(dǎo)淋暢通無堵塞；嚴(yán)防事故火炬管線因排水罐排水不及時(shí)產(chǎn)生水擊事故。

1.8 變換汽滌塔不凝氣排放操作

1.8.1 變換汽提塔不凝氣排放原設(shè)計(jì)為兩路

一路是正?；鹁?，另一路是事故火炬。當(dāng)汽提塔不凝氣正常排放至正?；鹁鏁r(shí)（汽提塔操作壓力0.1～0.15MPa）精餾尾氣（0.03MPa）無法正常排放至正常火炬。所以將汽提塔不凝氣排放至事故火炬，因不凝氣含NH3、CO₂等，易造成事故管線內(nèi)碳銨結(jié)晶，鑒于汽提塔不凝氣易在管線內(nèi)產(chǎn)生結(jié)晶影響系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，規(guī)定變換不凝氣只能送入正常火炬，并對正?；鹁婀芫€進(jìn)行伴熱和保溫。當(dāng)正常火炬管線處于檢修狀態(tài)時(shí)汽提塔不凝氣改走臨時(shí)放空管線。

1.8.2 汽提塔不凝氣排放流程（見附圖1）

事故火炬作為正?；鹁婧团R時(shí)放空均出現(xiàn)故障時(shí)不凝氣臨時(shí)排放點(diǎn)，但必須上報(bào)批準(zhǔn)，制定臨時(shí)措施

1.8.3 變換不凝氣臨時(shí)排放操作。

在正常火炬具備投用條件前，不凝氣從臨時(shí)排放管線排放。因不凝氣中組分中含有氨氣、水蒸汽、二氧化碳在管線中易形成結(jié)晶。所以汽提塔不凝氣禁止向事故火炬排放。開臨時(shí)放空時(shí)先打開導(dǎo)淋排液，當(dāng)心放空管線內(nèi)積液沖出傷人；在壓力調(diào)節(jié)閥PV1和其后手動(dòng)閥之間增加臨時(shí)放空管線。當(dāng)正?；鹁嫱队煤笸顺雠R時(shí)放空；變換汽提塔正常投用前應(yīng)檢查、投用伴熱蒸汽管線待伴熱蒸汽排出蒸汽后打開PV1前閥，打開臨時(shí)放空管線手動(dòng)閥。關(guān)閉PV1344旁路閥及后手動(dòng)閥，關(guān)閉PV1前導(dǎo)淋閥。通過PV1控制汽提塔放空；關(guān)閉汽提塔入事故火炬手動(dòng)閥（3〞），在沒有車間安排的情況下該手動(dòng)閥禁止打開；控制TE1在65±5℃，TE2在115±5℃、TE3在125±5℃范圍內(nèi)。高壓閃蒸汽經(jīng)高壓閃蒸最終冷卻器和高壓閃蒸分離器后排放至變換汽提塔。關(guān)閉閃蒸汽進(jìn)入事故火炬閥門（6〞）。在沒有得到車間許可的情況下禁止打開閃蒸汽入事故火炬閥門；控制高壓閃蒸最終冷卻器循環(huán)水量保證出高壓閃蒸分離器后閃蒸汽溫度在100℃以上，控制原則是盡可能不投用汽提塔低壓蒸汽，以閃蒸汽作為汽提塔熱源。在運(yùn)行過程中注意巡檢管線的振動(dòng)及位移情況。

1.8.4 變換不凝氣走正?；鹁娌僮?/p>

正?；鹁婢邆涫褂脳l件后，將不凝氣切入正?；鹁妗?/p>

關(guān)閉汽提塔臨時(shí)放空管線手動(dòng)閥（4〞），關(guān)閉汽提塔入事故火炬管線手動(dòng)閥（3〞），關(guān)閉PV1旁路閥、導(dǎo)淋閥。打開PV1前后手動(dòng)閥。通過PV1調(diào)節(jié)汽提塔壓力。

汽提塔投用前先投用伴熱蒸汽管線，冬季可緩慢打開PV1后低壓蒸汽閥門（3〞）對正常火炬管線進(jìn)行暖管，并打開排水罐底部排污，和沿途排污導(dǎo)淋排水；要求交接班前檢查正?；鹁婀芫€伴熱蒸汽投用，確認(rèn)所有伴熱蒸汽管線暢通。正常火炬管線伴熱為常年投用。防止管線結(jié)晶。如果發(fā)現(xiàn)蒸汽伴熱管線有不通暢則必須將管線疏通后方可下班。

確認(rèn)正?；鹁嫜赝九潘藓突鹁嫦碌穆渌y、回氣閥打開。排水閥關(guān)閉，由于排水罐為現(xiàn)場制作，沒有就地液位計(jì)。崗位巡檢人員按照開工及事故火炬巡檢頻次進(jìn)行巡檢，要求每次排水時(shí)將排水罐排空，防止罐內(nèi)結(jié)晶，凍堵。嚴(yán)禁排水罐排污閥常開。當(dāng)排污閥沒有水排出時(shí)檢查并疏通排污管線。嚴(yán)禁在排污不通的情況下交接班。

2 火炬運(yùn)行時(shí)的注意事項(xiàng)

2.1 加強(qiáng)控制室監(jiān)控

充分注意正常運(yùn)轉(zhuǎn)中各儀表的示值，特別要注意各調(diào)節(jié)控制點(diǎn)的參數(shù)是否正確。事故火火炬在正常待命狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)的自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)處于自動(dòng)監(jiān)控狀態(tài)；當(dāng)自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)應(yīng)通過內(nèi)傳焰點(diǎn)火將長明燈保持點(diǎn)燃狀態(tài)，直至自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)故障排除；一旦發(fā)現(xiàn)報(bào)警，應(yīng)及時(shí)通報(bào)公司調(diào)度，并迅速采取相應(yīng)措施；應(yīng)高度重視通往火炬系統(tǒng)的氮?dú)饬髁俊?/p>

2.2 現(xiàn)場需注意事項(xiàng)

控制室里并不能掌握現(xiàn)場的全部情況，所以必須定時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場巡回檢查，巡回檢查至少每兩小時(shí)進(jìn)行一次。發(fā)現(xiàn)問題立即確定其原因，迅速采取措施，處理后應(yīng)及時(shí)通報(bào)控制室。重點(diǎn)巡檢各排水罐排水正常，無氣體泄漏、無堵塞；巡檢防凍情況，各支架無變形等；檢查各處的壓力、溫度、液面、流量等，保持在正常范圍內(nèi)；檢查設(shè)備和配管有無泄漏；氣化開工火炬設(shè)計(jì)氣量要求高，嚴(yán)禁超量運(yùn)行。

2.3 做好防止水擊和放炮的有效措施

燃燒的火炬氣常因汽水分離不及時(shí)、不合格或超標(biāo)，造成燃燒氣嚴(yán)重帶水，可引發(fā)火炬喘振甚至熄滅等事故性水擊。再嚴(yán)重了會(huì)因火炬氣排放不及時(shí)而引發(fā)放炮。

高架火炬裝置的氣液分離罐作為火炬氣的主要液體分離排放附件，它的合格運(yùn)行在此時(shí)顯得至關(guān)重要。

做好相關(guān)排放變送器管線防凍措施；做好水封液位安全監(jiān)控，需對相應(yīng)液位變送器（200mm時(shí)自動(dòng)投運(yùn)補(bǔ)水泵，最佳控制點(diǎn)位600mm，800mm時(shí)自停補(bǔ)水泵）和補(bǔ)水泵控制運(yùn)行合格。

2.4 做好防止氨結(jié)晶的有效措施

兗州煤業(yè)榆林能化有限公司直徑1.6米的火炬管線一度因氨結(jié)晶而引發(fā)爆炸，造成生產(chǎn)事故，經(jīng)專業(yè)技術(shù)人員排查發(fā)現(xiàn)為工藝運(yùn)行時(shí)對火炬管伴熱不合格導(dǎo)致氨結(jié)晶造成直徑1.6米的火炬管有效流通為月弧徑0.4米原因所為。經(jīng)改進(jìn)后，有效的杜絕了同類事故的發(fā)生。

3 對火炬裝置解列的注意事項(xiàng)

系統(tǒng)大修、惡性生產(chǎn)事故或火炬出現(xiàn)嚴(yán)重問題才停車需要對火炬解列。

此時(shí)需注意：經(jīng)解列前吹掃后關(guān)燃料氣總閥；關(guān)儀表空氣總閥；關(guān)蒸汽總閥，開蒸汽導(dǎo)淋閥；系統(tǒng)全部置換合格后關(guān)氮?dú)饪傞y；關(guān)新鮮水，對事故火炬水封罐、開工火炬水封罐排水；解列高架火炬系統(tǒng)。

4 結(jié)束語

本文高架火炬裝置的化工技術(shù)特別適用于煤制甲醇和煤制醋酸企業(yè)的煤化工，它兼顧了火炬裝置（也適用與化工行業(yè)的地面火炬裝置）運(yùn)行安全穩(wěn)定的全面性和科學(xué)性，特別是針對高架火炬化工運(yùn)行過程中出現(xiàn)的諸如水擊、放炮和氨結(jié)晶等故障提出簡單有效應(yīng)對措施。所以，值得廣大煤化工企業(yè)設(shè)計(jì)院、工程技術(shù)人員和化工運(yùn)行人員共同探討和推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1] 付長亮. 現(xiàn)代煤化工生產(chǎn)技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009

[2] 唐宏青. 現(xiàn)代煤化工新技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009

[3] 彭建喜. 煤氣化制甲醇技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010

[4] 兗州煤業(yè)榆林能化有限公司60萬噸/年甲醇項(xiàng)目技術(shù)資料，X化工設(shè)計(jì)院， 2007

[5] 延長石油榆林煤化有限公司20萬噸/年醋酸項(xiàng)目技術(shù)資料，X化工設(shè)計(jì)院， 2009

[6] 陜西金黎明石化工程有限公司. 高架火炬指導(dǎo)使用手冊，2008

[7] 中船中共九一一有限公司.高架火炬安裝使用手冊，2009