放空点火工艺的改进设计及应用效果

彭峻峰

（四川川港燃气有限责任公司，四川 成都 610017）

0 引言

在川渝地区燃气公司的生产经营过程中，为配合当地区域建设，发展天然气终端销售市场，有效发挥管道的输送能力，需要不定时地对管道进行动火作业、清管作业等非常规作业，为确保安全、平稳作业，放空泄压是避免事故发生的最有效措施之一[1-2]。经过对川渝地区燃气公司生产现场的调研，当前所有的配气门站、撬装转供站的放空气点火作业都是由两人甚至多人共同配合完成，在点燃放空气时，由一人控制放空阀门，另一人通过燃放魔术弹或丢火把的原始方式将放空气点燃。若在安全阀起跳等紧急排放的情况下，特别是在无人值守的生产现场，这种点火方式就具有一定的局限性。为促进终端燃气公司更加安全、平稳地进行放空作业，降低操作人员的人身伤害风险及工作强度，对配气门站、撬装站点火工艺进行工艺优化改进非常必要。为此，在对当前放空工艺的缺陷及安全风险进行分析的基础上，提出一种改进的自动化连锁点火放空工艺，通过对其设计和应用效果进行阐述及分析，判断其能否在解决原有设备问题的情况下安全运行。

1 现有工艺存在的问题

在现有工艺中，停气作业需要对配气门站、撬装转供站管道设备进行放空时，排放出的加臭天然气须经过点燃后才能进行排放，在点燃放空气时，由一人操控放空阀门，另一人通过燃放魔术弹或丢火把在临近放空管区域的原始方式将放空气点燃。

现有放空工艺的缺陷具体表现为：①放空立管距离地面较高时，魔术弹或引火火把无法有效靠近立管口附近点燃放空气，导致放空气被点燃的可靠性不高；②放空立管距离气源控制阀较远时，一旦气源控制人员和点火操作人员之间相互沟通衔接不畅，会造成放空气未被点燃或火源到位无放空气的情况；③当无人值守场站出现输配异常、压力超高情况致使安全阀起跳，将导致大量未被点燃的加臭天然气直接放空，造成大气环境污染。现有放空工艺造成的操作人员安全风险表现为：采用人工原始方式点火，操作人员须靠近放空立管近距离作业，在放空气被点燃的瞬间，天然气会发生闪燃，这极易造成操作人员被烧伤；当放空管内积存有硫化铁粉末或凝析油时，被点燃时散落至地面会造成操作人员被灼伤。

2 改进方案设计

鉴于燃气公司的配气门站、撬装站放空点火工艺目前存在的工艺缺陷及安全风险，新提出自动化连锁点火工艺优化方案，即采用采集、监控、传输、处理压力数据，将压力数据转换为自动点火指令，加装电子点火头并正确合理实施控制逻辑，实现远程自动电子点火的功能[3]。

1）采集、监控压力数据。不论是在配气门站还是在撬装分输站，对管网、设备的运行压力进行实时监控是重中之重。一旦运行压力异常超高，须采取放空泄压的安全措施保证设备在安全压力下运行。为准确采集并监控管道及设备运行压力的实时变化情况，在管道、设备上安装压力变送器采集监控压力数据，并将压力数据传输给场站控制单元。

2）完善管道、设备泄压流程。为了确保管道及设备运行安全，须在管道、设备上安装安全阀和手动放空设备，以采取自动和就地手动并用的方式进行泄压放空，安全阀的起跳压力设定值必须小于管道、设备允许的最高运行压力。

3）加装电子点火头。为确保放空气在放空管口被完全点燃，须在放空管出口加装电子点火头，不论是计划性放空还是压力异常超高安全阀起跳使放空气被放出之前，电子点火头已经开始点火运作，产生的电子火花使放出的天然气遇到火花即刻燃烧，达到先点火后放空的效果[4]。因压力异常导致安全阀起跳的放空点火，由控制单元依据采集的压力数据变化情况适时启动电子点火头；控制单元对电子点火头开关的指令动作必须先于安全阀起跳之前，由采集的压力数据与安全阀起跳设定值进行对比再判定。另外在放空气源控制阀安装位置附近设置手动点火箱，在进行计划性放空作业时可采用手动方式启动电子点火头。改进的点火工艺示意图见图1。

图1 改进后的点火工艺示意图

4）点火头控制逻辑。电子点火头控制回路由电开关控制闭合或断开，电开关的闭合或断开由控制单元控制。当需要点火时，控制单元发出低压电信号给高压电开关，电开关闭合，点火器自动点火；当火焰监测仪探测到火焰时需要关闭点火头，控制单元切断低压电信号，电开关断开，点火头自动停止点火。点火流程见图2。

图2 控制单元控制点火流程图

3 改进工艺应用效果

将燃气公司的配气场站、撬装站的放空点火工艺的控制改进为自动和就地手动并用方式，将放空气的点火控制权交由控制单元来实施，采用电子点火头实施点火，这一改进工艺在终端燃气公司的城市配气站和撬装转供站生产现场得到应用，其应用效果情况统计见表1。改进后的点火工艺系统可以适时监控重要配气干线、城市管网及撬装设备的运行工况，进一步为管道、设备的安全运行提供保障。在需要进行计划性点火时，即刻启动就地手动点火，在需要进行非计划性点火时，即刻启动远程自动点火，放空气被完全点燃的可靠性得到了保证，不会对大气环境造成污染；同时，不再需要更多的操作人员进行放空操作，能够减轻操作人员的工作强度，操作人员也不须靠近放空立管进行点火作业，人身安全也得到了充分保障，促进了燃气公司生产现场风险管控水平的提升。

4 结论

1）将城市配气门站、撬装转供站的放空点火工艺改进为自动化和手动形式并用，将放空气的点火控制权交由控制单元掌控。

2）将原始的点火工艺改进为自动联锁电子点火后，能实时监控管道及设备的运行工况，不再需要更多的操作人员，提高了燃气公司在生产现场的成本管理水平。

表1 改进点火工艺应用效果情况统计表

3）将原始的点火工艺改进为自动联锁电子点火后，操作人员不须靠近放空立管进行点火作业，消除了操作人员被烧伤灼伤的安全隐患，操作人员的人身安全得到了保障。

4）将原始的点火工艺改进为自动联锁电子点火后，放空气被完全充分点燃的可靠性得到保障，大大降低了对大气环境造成的污染。天然气技术与经济，2018，12（3）：41-43.