煤化工常规火炬装置的调试

薛凌飞，陈玉进，邬晓涛，薛加科，杜 悦，杨亮英

（1陕西延长石油榆林煤化有限公司，陕西 榆林 719000；2重庆川仪自动化检修服务有限公司 重庆 401121）

煤化工常规火炬装置的调试

薛凌飞1，陈玉进1，邬晓涛2，薛加科2，杜 悦2，杨亮英2

（1陕西延长石油榆林煤化有限公司，陕西 榆林 719000；2重庆川仪自动化检修服务有限公司 重庆 401121）

从调试角度阐述煤化工常规火炬装置的调试应用，针对火炬装置在调试过程中常发生的仪控典型故障难题提出独到见解和解决办法。

火炬装置；调试；高能点火器

随着各类大型煤化工企业的陆续投运和人类对节能环保要求的日趋提高，火炬装置在煤化工企业中的科学投运要求相应也越苛刻。所有火炬装置安装完成后或大修结束后都必须按行业标准对火炬装置进行调试，特别是调试合格后火炬装置方可投运。

1 调试前期准备工作

依据相关资料编制出科学可行的调试大纲，保证整个过程的计划性、严密性、科学性和可行性。因为部分设备和管线的更换、改造，因此必须对照工艺流程图和管道布置图，核对现场设备和管线是否按照图纸施工，是否存在其他缺陷。核对无误后方可逐步试运，试运合格后进入备运状态。

2 按调试大纲进行分步试运

2.1 管线吹扫调试

火炬系统装置起动前，全部公用系统应处于可连续使用的状态，燃料气、仪表压缩空气、蒸汽管线和内传焰管道应吹扫干净，保持管道通畅，各阀门无泄漏。

2.2 仪控设备调试

调节仪表、指示仪表、警报系统动作正确可靠；调节阀开度与调节器控制信号调试合格；各装置控制相关的压力、液位、流量、温度信号是否正确，与仪表位号对应正确；自动点火系统是能正常工作；燃料气管线上的气动切断阀工作正常；检查操作室高空点火系统盘面按钮工作正常；控制程序组态及参数设置是否符合工艺要求；系统内电器设备接线正确，动作正常；地面内传焰点火器、高空点火器工作正常；高空障碍灯工作正常。

2.3 公用工程分步调试

2.3.1 蒸汽投用

打开所有疏水器旁路阀和排凝阀；微开蒸汽总阀，引入蒸汽进行暖管，手动调节闸阀，待排出蒸汽后，关闭排凝阀和疏水器的旁路阀，改用疏水器；确认蒸汽在水封罐和分子封处排出后，关闭各路闸阀；打开蒸汽总阀。至此，蒸汽引进完毕，进入备用状态。

2.3.2 仪表空气投用

关闭地面内传焰点火器上压缩空气进口阀，打开压缩空气管上总阀，确认压缩空气压力的读数在0.45～0.6 MPa之间。至此，压缩空气引进完毕。

2.3.3 燃料气投用

关闭地面内传焰点火器上的燃料气进口总阀，关闭各路高空点火装置管路上总阀，关闭长明灯管路上总阀，确认相应压力表的读数不小于0.2 MPa。至此，燃料气引进完毕。在甲醇系统运行过程中，有甲醇驰放气时，为了节能减耗，此时必须将液化石油气切换成甲醇驰放气作为燃料气使用。切换阀门在出液化气工段的管廊上，切换操作如下：先关闭液化气去火炬系统的截止阀，然后缓慢开启甲醇驰放气去火炬截止阀，直至全开，燃料气即切换完毕。

2.4 氮气引进

在放空管吹扫完毕后，即应立即将氮气管线上截止阀打开，将氮气引入筒体对其进行连续的吹扫置换。

打开氮气总阀并调节自力式调压阀，同时观察限流孔板前的压力表的读数应在0.08～0.15 MPa之间（不得低于0.08 MPa）。至此氮气引进完毕。

2.5 系统点火调试

系统点火方式共有4种。

2.5.1 地面内传焰点火

条件：火炬系统正常运行时，正常放空火炬的长明灯一直保持常燃，事故火炬通过水封罐前的压力变送器检测有放空气信号后，PLC点火系统将自动点燃4支长明灯。若长明灯上的热电偶检测到长明灯熄灭，操作人员可通过设在地面的DHG-B型地面内传焰点火器及时将未燃的长明灯点燃。

调试和点火前的准备工作：确认工艺管线氮气置换结束，分子密封器用氮气已引进；排凝：打开内传焰管线底部的排凝阀，排除管线内部的凝液。打开长明灯管线底部的排凝阀，排除管线内部的凝液；吹扫：对地面内传焰点火器的各条管线用压缩空气进行吹扫，确认管线畅通无泄漏；点火发生器检查：将电源开关置于“ON”，电源开关指示灯（红色）亮，随后按下手动点火按钮。确定是否有点火声音，若没有声音，可能是点火发生器损坏，须更换；电嘴检查：按下手动点火按钮，从混合器石英玻璃窗口察看电嘴是否发出火花。如没有火花，说明点火嘴出现故障，须卸下电火嘴，消除点火嘴的结碳。

地面内传焰点火器的点火：打开欲点长明灯对应内传焰管线上的球阀（其它球阀均关闭）；打开欲点长明灯管线上电磁阀的旁通阀（电磁阀两端的闸阀处于关闭状态），引入燃料气；打开地面内传焰点火器压缩空气总阀和燃料气总阀，等待30 s；按下地面内传焰点火器控制箱上的点火按钮；确认长明灯是否点燃。如果未点燃则重复上述步骤，如果已点燃则关闭仪表空气总阀和燃料气总阀。

2.5.2 高空点火装置

条件：若设在长明灯上的热电偶检测到长明灯熄灭，操作人员可在高空点火装置将未燃的长明灯点燃。

准备工作：检查柜体是否受机械损伤和漆层剥落，应视情况进行修补；用手操作转换开关和按钮，动作应灵活；检查各元器件是否完整无损；高能发生器控制箱的接地装置是否可靠，并应有明显标志；检查各电器元件和连接端子是否有松动；用摇表测量绝缘电阻，并根据有关规定作耐压试验；检查各绝缘部分是否完好，若发现损坏应立即修补或更换。

投电试验：确保各项检查合格后即可进行通电试验；将控制箱盘面电源开关扳到“ON”位置，电源指示灯亮；按下控制箱盘面上的点火按钮，观察电极处是否发出火花，是否听见电打火的啪啪声。若未发现则应切断电源，必须等一分钟后再在进行检查。

通气试验：确认高空点火装置燃料气管线内的凝液已经排空，确认后关闭排凝阀；确认高空点火装置燃料气管线上的切断阀已经关闭；打开切断阀的旁通截止阀，打开燃料气管线总阀，观察管路是否畅通。

高空点火装置的点火：关闭燃料气总管阀门；打开欲点长明灯管线和点火枪管线上的切断阀的旁通截止阀；打开燃料气总管阀门，同时按下高空点火器控制箱上的手动点火按钮；点火成功后关闭点火枪管线上切断阀的旁通截止阀。

2.5.3 控制室点火

条件：若设在长明灯上的热电偶检测到长明灯熄灭，操作人员可中控室遥操点火装置将未燃的长明灯点燃。

准备工作高空点火；投电试验高空点火；

通气试验高空点火：确认高空点火装置燃料气管线内的凝液已经排空，确认后关闭排凝阀；确认高空点火装置燃料气管线上的切断阀已经关闭；打开切断阀的旁通截止阀，打开燃料气管线总阀，观察管路是否畅通。

点火：确认长明灯已经熄灭；确认长明灯管线上切断阀旁路关闭，电磁阀打开；在中控室遥操打开高空点火装置燃料气管线上的电磁切断阀；按下手动点火按钮，点燃长明灯；通过设在长明灯上的热电偶确认长明灯是否已经点燃。

点火成功后在中控室遥操关闭高空点火装置燃料气管线上的切断阀。

2.5.4 通过进火炬的放空气体压力点火

按照高空点火使事故火炬、开工火炬正常备用；当检测到放空管线压力达到2 kPa压力时则火炬自动点火。

2.5.5 冬季火炬点火

冬季火炬点火不顺利时，检查仪表电气是否有故障；检查燃料气，压缩空气压力是否达到要求值；可以将长明灯、伴烧燃料气开启2～3 min后，再用高能点火器或内传焰点火器进行点火。直至点着。

2.6 气化工段开停车开工火炬排放操作

开工火炬主要是气化炉开停车时，作为气化炉排气放空燃烧使用；每次气化炉开停车前，先对沿途排水罐进行排水。检查确认排水罐与开工火炬管线连接的阀门全开，排水罐导淋畅通无堵塞；每次气化炉开停车时，开始往开工火炬管线排放后，即开始进行排水操作，根据第一次排水时的水量，确定排水频次，每个巡检点必须排水，严防开工火炬管线因排水罐排水不及时产生水击事故。

注意：给排水罐排水时，先确认风向，必须站在上风进行排水操作；每个班次都要进行对火炬管线、火炬排水罐及火炬进行巡检，确保开工火炬系统始终保持畅通，处于正常无故障的备用状态；巡检开工火炬排水罐，确定导淋阀门好用，每个巡检点必须做排水操作（注：该项通用）。

2.7 事故火炬排放操作

事故火炬主要是甲醇精馏预塔驰放气、甲醇精馏不凝气、甲醇合成膨胀气、酸性火炬气、事故状态下的汽提塔不凝气、事故状态下来做气化的排放气，主要作为事故状态下排气放空燃烧使用；每个巡检点必须对沿途排水罐进行排水；检查确认排水罐与事故火炬管线连接的阀门全开，排水罐导淋畅通无堵塞；严防事故火炬管线因排水罐排水不及时产生水击事故。

2.8 变换汽提塔不凝气排放操作

2.8.1 变换汽提塔不凝气排放

原设计为两路，一路是正常火炬，另一路是事故火炬。当汽提塔不凝气正常排放至正常火炬时 （汽提塔操作压力0.1～0.15 MPa），精馏尾气（0.03 MPa）无法正常排放至正常火炬。所以将汽提塔不凝气排放至事故火炬，因不凝气含NH3、CO2等，易造成事故管线内碳铵结晶，鉴于汽提塔不凝气易在管线内产生结晶影响系统安全稳定运行，规定变换不凝气只能送入正常火炬，并对正常火炬管线进行伴热和保温。当正常火炬管线处于检修状态时汽提塔不凝气改走临时放空管线。

2.8.2 汽提塔不凝气排放流程（见图1）

图1 汽提塔不凝气排放流程

事故火炬作为正常火炬和临时放空均出现故障时不凝气临时排放点，但必须上报批准，制定临时措施。

2.8.3 变换不凝气临时排放操作

在正常火炬具备投用条件前，不凝气从临时排放管线排放。因不凝气组分中含有氨气、水蒸汽、二氧化碳，在管线中易形成结晶，所以汽提塔不凝气禁止向事故火炬排放。开临时放空时先打开导淋排液，当心放空管线内积液冲出伤人；在压力调节阀1和其后手动阀之间增加临时放空管线。当正常火炬投用后退出临时放空；变换汽提塔正常投用前应检查，投用伴热蒸汽管线待伴热蒸汽排出蒸汽后打开1前阀，打开临时放空管线手动阀。关闭9旁路阀及后手动阀，关闭1前导淋阀。通过1控制汽提塔放空；关闭汽提塔入事故火炬手动阀，在没有车间安排的情况下该手动阀禁止打开；控制 TE1在 （65±5）℃，TE2在（115±5）℃、TE3 在（125±5）℃范围内。 高压闪蒸汽经高压闪蒸最终冷却器和高压闪蒸分离器后排放至变换汽提塔。关闭闪蒸汽进入事故火炬阀门。在没有得到车间许可的情况下禁止打开闪蒸汽入事故火炬阀门；控制高压闪蒸最终冷却器循环水量保证出高压闪蒸分离器后闪蒸汽温度在100℃以上，控制原则是尽可能不投用汽提塔低压蒸汽，以闪蒸汽作为汽提塔热源。在运行过程中注意巡检管线的振动及位移情况。

2.8.4 变换不凝气走正常火炬操作

正常火炬具备使用条件后，将不凝气切入正常火炬。关闭汽提塔临时放空管线手动阀，关闭汽提塔入事故火炬管线手动阀，关闭PV1旁路阀、导淋阀。打开PV1前后手动阀。通过PV1调节汽提塔压力。

汽提塔投用前先投用伴热蒸汽管线，冬季可缓慢打开PV1后低压蒸汽阀门（3″）对正常火炬管线进行暖管，并打开排水罐底部排污，和沿途排污导淋排水；要求交接班前检查正常火炬管线伴热蒸汽投用，确认所有伴热蒸汽管线畅通。正常火炬管线伴热为常年投用。防止管线结晶。如果发现蒸汽伴热管线有不通畅则必须将管线疏通后方可下班。

确认正常火炬沿途排水罐和火炬下的落水阀、回气阀打开。排水阀关闭，由于排水罐为现场制作，没有就地液位计。岗位巡检人员按照开工及事故火炬巡检频次进行巡检，要求每次排水时将排水罐排空，防止罐内结晶，冻堵。严禁排水罐排污阀常开。当排污阀没有水排出时检查并疏通排污管线。严禁在排污不通的情况下交接班。注意：控制 TE1 在（65±5）℃、TE2 在（115±5）℃范围内。

当系统停车后现场打开PV6402后正常火炬管线吹扫蒸汽阀门，吹扫正常火炬，吹扫时间20 min。吹扫结束后将正常火炬沿途排水罐排空；汽提塔正常运行时，定期巡检正常火炬管线的压力指示。不凝气排放管线有结晶堵塞情况时，可打开PV1前低压蒸汽进行吹除，溶解结晶。当汽提塔不凝气向正常火炬排放压力超过正常压力0.15MPa时，提高汽提塔TE6417的温度，如果仍然超压则可向车间申请不凝气就地放空；高压闪蒸汽经高压闪蒸、最终冷却器和高压闪蒸分离器后排放至变换汽提塔。关闭闪蒸汽进入事故火炬阀门。在没有得到车间许可的情况下禁止打开闪蒸汽入事故火炬阀门；控制高压闪蒸最终冷却器循环水量保证出高压闪蒸分离器后闪蒸汽温度在100℃以上，控制原则是尽可能不投用汽提塔低压蒸汽，以闪蒸汽作为汽提塔热源。在运行过程中注意巡检管线的振动及位移情况；变换不凝气进入事故火炬，车间必须有调度指令才可。

3 火炬运行时的调试

3.1 控制室监控

充分注意正常运转中各仪表的示值，特别要注意各调节控制点的参数是否正确。事故火炬在正常待命状态时，系统的自动点火系统处于自动监控状态；当自动点火系统出现故障时应通过内传焰点火将长明灯保持点燃状态，直至自动点火系统故障排除；一旦发现报警，应及时通报公司调度，并迅速采取相应措施；应高度重视通往火炬系统的氮气流量。

3.2 现场需注意事项

控制室里并不能掌握现场的全部情况，所以必须定时进行现场巡回检查，巡回检查至少每2 h进行一次。发现问题立即确定其原因，迅速采取措施，处理后应及时通报控制室。重点巡检各排水罐排水正常，无气体泄漏、无堵塞；巡检防冻情况，各支架无变形等；检查各处的压力、温度、液面、流量等，保持在正常范围内；检查设备和配管有无泄漏；气化开工火炬设计气量要求高，严禁超量运行。每次投料前必须沿放空管线认真检查，并排空各排液罐，防止水击。

4 对火炬装置解列的调试

系统大修、恶性生产事故或火炬出现严重问题才停车需要对火炬解列。

此时应该经解列前吹扫后关燃料气总阀；关仪表空气总阀；关蒸汽总阀，开蒸汽导淋阀；系统全部置换合格后关氮气总阀；关新鲜水，对事故火炬水封罐、开工火炬水封罐排水；断掉火炬系统的电源。

5 调试过程中常会遇到的仪控故障

整个火炬装置调试过程中常遇到的仪控故障表现为点火失控，特别是点火器故障。

点火失控时调试措施为：火监信号故障，需检修S分度热电偶回路，它的量程为0～1300℃、温度触发点为130℃；相关排放变送器管线受冻，需对相应变送器管线做好防冻措施；水封液位失控，需对相应液位变送器（200 mm时自动投运补水泵，最佳控制点位600 mm，800 mm时自停补水泵）和补水泵控制回路进行检修。

点火器故障调试措施为：对火炬常用的点火器原理进行分析，简易图如图2。

放电电阻R2短路或短路，设计不合理，重新计算并更换R2；硅堆V1被烧坏，归结为放电电阻R2短路或限流电阻R1设计阻值小所致，需更换电阻R1或R2；控制信号无法实现预期控制，归结为控制触点信号回路故障，需逐点进行排查并修复；集能电容C1被击穿，对策为进行更换；等离子放电管故障，对策为进行更换。

图2 常用的火炬点火原理图

6 结语

本文火炬装置的调试技术特别适用于煤制甲醇和煤制醋酸企业的煤化工，它兼顾了火炬装置调试的全面性和科学性，特别是针对仪控调试过程中出现的各种故障提出简单有效应对措施。故值得广大煤化工企业设计院、调试队伍和检修队伍共同探讨和推广应用。

［1］ 付长亮.现代煤化工生产技术［M］.北京：化学工业出版社，2009.

［2］ 唐宏青.现代煤化工新技术［M］.北京：化学工业出版社，2009

［3］ 彭建喜.煤气化制甲醇技术［M］.北京：化学工业出版社，2010.

Commission of Conventional Torch of Coal Chemical Plant

XUE Ling－fei1，CHEN Yu－jin1，WU Xiao－tao2，XUE Jia－ke2，DU Yue2，YANG Liang－ying2
（1.Shaanxi Yanchang Petroleum Yulin Coal&Chemical Co.Ltd.，Yulin 719000，China；2.Chongqing Sichuan Instrument Automation Engineering Overhaul Service Co.Ltd.，Chongqing 401121， China）

TQ 520.5

B

1671-9905（2011）04-0056-04

薛凌飞（1974-），男，本科，工程师，陕西榆林榆阳区人，主要从事仪表控制的调试研究和管理相关工作，陕西延长石油榆林煤化有限公司，Email：xlf8899000＠126.com

2011-01-27