地面焚烧炉的应用

李乐飚

（泰州市沿江办，江苏泰州 225300）

地面焚烧炉的应用

李乐飚

（泰州市沿江办，江苏泰州 225300）

通过对地面焚烧炉主要结构和安装工艺的介绍，指出了安装中要注意的关键质量控制点，同时说明了地面焚烧炉相对高架火炬的主要优势。

地面焚烧炉；结构；安装工艺；特点

石油化工企业许多生产装置在生产过程中或开停车状态下或在火灾、停电、停水事故状态下都会产生大量无法利用而必须排出的可燃气体，这些废弃的可燃火炬气以往大都采用高架火炬来处理。地面焚烧炉尾气放空系统，也称为地面火炬，在国内外已被广泛应用于石化和冶金行业，是一种新型的尾气放空系统，有逐步取代高架火炬放空系统的趋势。泰州石油化工总厂建设一套3万吨/年甲乙酮装置，原有高架火炬放空系统已不能满足排放要求，在进行广泛的分析和比较后，最终采用新建一套地面焚烧炉尾气放空系统的方案。

1 地面焚烧炉的主要结构

泰州石油化工总厂地面焚烧炉尾气放空系统（见图1）占地约34m×48m，主体设备地面焚烧炉是一座封闭式地面燃烧炉，燃烧室采用圆型炉膛，燃烧炉本体内径10m，高度33m。炉膛外壳用碳钢制成，内衬轻质耐高温陶瓷纤维毯，陶瓷纤维的熔点为1760℃，可使用在1200℃的环境中，不受下雨或燃烧室温度急剧变化的影响，同时还具有良好的吸音降噪特性。

图1 地面焚烧炉结构示意图

焚烧炉内设有61台特殊结构的地面燃烧器。61台地面燃烧器均匀分散布置在焚烧炉内，可将大股的排放气分成许多小股，以利于空气混合，增加与空气接触面积，达到无烟燃烧。地面燃烧器还配设有蒸汽消烟喷嘴在排放气燃烧时向高温燃烧区域喷射一定量的蒸汽，既可消除碳黑，又可将一定量的空气引射至燃烧区域，以进一步确保焚烧炉完全无烟燃烧。

为适应不同排放工况，焚烧炉燃烧系统实现分级燃烧：第一级燃烧系统设置3台燃烧器处理正常工况下小量排放气；第二、第三和第四级燃烧系统分别设置6台、18台、34台燃烧器处理大量排放或事故状态下排放气。

焚烧炉燃烧室内设有3只长明灯，3只长明灯保持常燃，以便任何时刻有排放气排放都能及时点燃，确保系统的安全燃烧。长明灯配设两种独立的点火系统，一种为内传焰点火器，另一种为自动直接电点火器，以确保焚烧炉点火绝对可靠。

燃烧室外围设有一个外径17m，高度7.5m的防热辐射消音墙，可防止燃烧室底部侧风对地面燃烧器燃烧过程的影响。防热辐射消音墙采用钢筋混凝土制成，墙内壁衬有轻质耐高温陶瓷纤维毯，可最大限度地降噪和防止热辐射外漏，同时又可有效阻止操作人员进入地面焚烧炉高温区域。

2 地面焚烧炉的安装工艺

地面焚烧炉的详细安装流程见图2。

地面焚烧炉的主体是内径10m，高度30m的钢制筒体。鉴于其高度高、直径大的特点，结合实际情况，在施工方案的确立上，采用群柱倒装法。

筒体立在3m高的钢筋混凝土柱基上，首先要在钢筋混凝土柱基上铺设施工临时平台，以便施工操作。为保证筒体垂直度，确保施工安全，安装之前，在基础正中竖立了一根长38米，Φ325的中心柱，中心柱用三根缆风绳调整垂直和固定,并可承担施工中的风载荷。筒体最大吊装重量为60吨，故采用12只10吨手拉葫芦进行倒装，倒装桅杆采用Φ325钢管制作。

图2 地面焚烧炉安装流程

3 地面焚烧炉的安装质量控制

（1）炉体筒体达30m，对筒体的垂直度需严格控制，保证不能出现倾斜，否则，将会严重影响整体的安装质量。筒体起吊时要统一指挥，动作同步，使各吊点受力均衡，保持筒体的垂直。

（2）筒体钢板起吊前裁边卷圆必须严格控制尺寸偏差，水平方向不得大于1mm；弧形样板检查圆周间隙不得超过4mm。

（3）炉体工作温度较高，因此，严格控制筒体内外壁防腐质量非常重要。除锈、涂刷底漆和面漆都要严格把关、严格检查。隔热挂钉必须焊接牢固，蒙在陶瓷纤维毯上的不锈钢丝网保护层应搭接必要的宽度。

（4）燃烧器之间间隙较小，安装炉内管线和燃烧器前拉线定位，确保燃烧器在同一水平面并且间距相等，燃烧头保持在一条直线上。

4 地面焚烧炉相对高架火炬的优势

（1）高架火炬由于火炬气出口速度较快，其燃烧所产生的噪音是无法避免的，尤其在生产装置大量排放或事故排放时，地面噪音高达90d b（分贝）以上，并且是很难消除的。地面焚烧炉燃烧过程完全封闭，内衬有轻质耐火耐高温陶瓷纤维毯，具有良好的吸音降噪特性。

（2）高架火炬无法保证将大量的废气瞬间完全燃烧而形成黑烟，特别是在事故排放时更加严重，对环境大气产生严重污染。地面焚烧炉采用梅花形多孔结构地面燃烧器，可将大股火炬气分成许多小股，以利其和空气的混合，增加和空气的接触面积，达到无烟燃烧。

（3）高架火炬头点火器处于百十米的高空，容易被风吹熄，其燃烧稳定性相对较差，对高架火炬的安全放空有很大的影响。地面焚烧炉内设置有高效节能型长明灯。长明灯采用引射技术，不但燃料耗量小，而且燃烧充分，火焰刚性好，不受恶劣气候影响，能抵御50m/s大风及暴风雨雪，保证了长明灯的运行可靠及良好的节能效果。

（4）高架火炬比较适合某一特定的工况，不能适应较大的负荷范围。在正常排放量时高架火炬可满足处理的要求，但在处理小排量废气时，高架火炬无法保证其能够正常燃烧，完全分解。地面焚烧炉系统实现分级燃烧以提高对排放气排放量变化的适应性：第一级燃烧器常开以处理正常排放气量；当大排量工况或事故状态时，第二、三、四级燃烧器投入使用；分级燃烧是通过气动切断阀来实现的，气动切断阀的启闭由排放气管道压力信号来自动控制。

（5）高架火炬在正常运行时，为保证废气的正常燃烧和完全分解，常常使用注入蒸汽或强制鼓风等手段，需要消耗大量的蒸汽或电力，运行费用较高。地面焚烧炉在地面燃烧，高温热烟气在拔力作用下，从圆柱形地面燃烧炉顶部排出。燃烧区域由于拔力的作用形成负压，外界空气能够自动从圆柱形地面燃烧炉底部源源不断地进入燃烧区域内，保证火炬气燃烧，运行费用较低。

（6）高架火炬高处的火炬头及长明灯给维护带来极大的不便。地面焚烧炉除封闭体较高外，其余的设施均在地面上，检修方便。

（7）根据国家有关规范，高架火炬防火间距必须大于90m。地面焚烧炉由于燃烧发生在地面，不会发生火雨，主要依据辐射热计算确定防火间距占地面积小，可靠近库区边缘附近设置。

[1]郭祖樑.石油化工工程师实用技术手册[M].北京:化学工业出版社,2005.

[2]GB 50160-2008,石油化工企业设计防火规范[S].

[3]GB 50461-2008,石油化工静设备安装工程施工质量验收规范[S].

On the Application of the Ground Incinerator

LI Le-biao
（Taizhou Development Office of the Lower Reaches of the Yangtze River,Taizhou Jiangsu 225300,China）

This paper introduced the main structure and the installation process of the ground incinerator.The critical quality control points in the installation were analyzed.And the main advantages of the ground incinerator over the elevated torch were also clarified.

ground incinerator;structure;installation process;feature

TE963

A

1671-0142（2011）05-0069-02

李乐飚（1975-）,男,江苏泰州人,工程师.

（责任编辑刘 红）