浅谈“地面火炬”质量控制及施工优化

孔祥宇

摘 要：“多点式地面火炬”设施为化工装置的生产辅助设施之一，因该系统既能保证各种工况下火炬排放气无烟、稳定、充分燃烧，又能使能耗降到最低，在国家重视环保的大环境下，地面火炬在化工厂区的布置会越来越多、越来越普遍。

关键词：地面火炬;火炬头;防辐射墙

1 概述

火炬系统作为在炼油、化工装置中安全、有效地排放气体或液体的设施，其能否正常运转对装置平稳运行相当重要。火炬按照不同的分类方式有不同的类型，按火炬头是否远离地面可分为高空火炬和地面火炬。本文就如何精确控制安装质量以及如何经济节省的进行施工加以论述。

2 火炬头安装的质量控制

（1）“多点式地面”火炬形式，由于其采用分级串联燃烧控制的方法，所以对于管道标高、火炬头间距、砂石填埋三方面是控制的主要方面，其中如何控制火炬头的安装精度是是否能保证其它各级火炬能否逐级串燃的最关键点，也是地面火炬施工质量控制的最主要的点。

1）管道标高控制

①每一个基础预埋板的上顶标高及基础的中心线都要进行精确复核，确保标高的阶梯布置以及相邻集气管支架的中心间距相同。

②按管道图纸对应每一个管道支架标高尺寸进行精确测量，并登记清楚，对照图纸及基础高度再次复核支架顶标高。

③对原料管道进行复测，需保证外圆直径;待管道集气管预制完成后，复测集气管的顶标高需与设计要求相符，以保证积液倒流。

通过以上三方面措施才能保证管道的顶标高符合设计要求，为下一步火炬头管开孔做好准备，为火焰的正常燃烧打好基础。

2）火炬头间距控制

全厂火炬分为18级燃烧，为保证地面火炬头的热负荷，根据火炬气量的大小，通过分级控制阀组，将火炬气分配到火炬的一级或多级火炬头中进行串燃，根据设计图纸要求火炬气的18级集氣管上共需要安装728台火炬头，由于前三级火炬头是蒸汽辅助火炬头（IT-GF-MP-S），第四级至第十八级火炬头使用的是自引风式火炬头（IT-GF-MP）。只有火炬头在同一水平面布置，才能满足分级交叉双向串燃点火的要求，因此在每一级火炬气支管上分布的火炬头要求严格按图施工，对火炬气管道的安装精度要求更严格。

因为火炬头与火炬气支管之间通过支管台连接，为确保火炬气支管上火炬头的安装高度及间距，在安装火炬头前需先确保支管的开孔精度及管道组成件安装精度;

①确定开孔位置

因管道的施工中至少一端已经封闭，且管线较长，所以对于集气管采用切边等分法确定平行线的两点，即：先用2个同规格的铅垂线连接，铅垂线两边所挂的重物需质量相等，将其自然悬挂在支管上，根据重力作用确定出管道两侧的切点。因管道较长，可以在20米长度内测一次，重复该步骤，钢丝拉直，剔除偏差较大点，最终定线。

该装置图纸要求支管安装位置在与水平面交角45°及135°方位，不同装置要求的夹角可能不同，所以对于在圆周方向采用圆周等分法确定出火炬头在集气管上的开孔水平线，长度上依据图纸定位，最终确定火炬头开孔点（附图中红色所示位置为火炬头开孔中心线）。

②确定火炬头顶标高

开孔位置确定后，依照支管台的焊接边缘外径尺寸利用铁规或模板进行划线、切割（切割后的铁块需及时取出）。现场依照两个支管台的夹角尺寸，计算出互补角，并制作出一个卡规（可调角度），操作过程中要保证卡规的折角均分指针始终指向管道顶平线，两条边与支管台边缘贴合，从而保证支管台的上平面符合角度要求，定位后对支管台进行施焊。

当支管台焊接完成后，由于对安装精度要求很高，需先定位安装支管两端及中间的六个火炬头，现场需在火炬头上部采用线坠的方式进行垂直找正，下部采用调整火炬头与支管台焊缝间隙的方式进行水平找正，并对火炬头进行点焊固定。在火炬头两侧火炬头中心线定位并分别拉直细钢丝进行整管纵向调整检查，横向检查两细钢丝间的距离，待调整确认无误后火炬头进行正式施焊。该管线上其它火炬头可依照顶部找正钢丝进行快速定位施焊。其它各级管线也依照此法施工，从而使728台火炬头在同一水平面布置、间距均等，满足分级交叉串燃点火的要求。

安装位置计算公式：

设：管道半径为r，点火嘴长度加支管台部分长度为l;

则S=（r+l）*sin45°

3 防辐射墙安装的经济做法

该地面火炬装置的钢结构部分主要为防辐射墙的施工。辐射墙以标准的钢制墙板制成，该墙板及结构均设置为螺栓连接，该墙高度18米，下半段设百叶型通风口，保证火炬头在燃烧过程中辐射墙内空气充分供给、产生的热量无法向四周辐射，在火炬装置四面围挡，围墙总长450米，立柱68根，材质为热镀锌碳钢，工程量很大。因此安全、高效完成结构安装是另一个重点。

（1）坐浆法施工

因为立柱下部垫板为平面，没有剪力槽，所以68根钢结构立柱采用坐浆法施工。这样极大的缩短人工使用数量，提高施工速度、减少耗材费用。

（2）立柱施工

由于在辐射墙敷设的过程中，所有的辐射墙波纹板均采用单片吊装，辐射墙波纹板全部为中间纵向穿插，且每片辐射墙波纹板均采用螺栓固定。若采用传统的两侧双排脚手架搭设方案，会使脚手架反复搭拆几次，成本投入太大。为了解决这一问题，本次防辐射墙安装过程登高作业交替使用三幅垂直挂梯（挂梯为边长0.8米的Ф38*3.15钢管制成），挂梯在施工中采用吊车直接移动的方式操作，此方法简单快捷，但在施工中需注意以下三点：

1）施工过程中要求每个挂梯仅限两名工人登高，且不得在同一作业面施工，谨防施工过程中作业工具掉落造成意外伤害。

2）高空作业人员必须系挂安全带加防坠器的双重保护以确保人身安全。

3）在挂梯移动过程中，需要保证人员从梯子上撤下来，严禁人员偷懒，造成事故。

由于挂梯使用较脚手架搭设使用更为灵活方便，采用该方法施工后其施工效率明显提高，经测算比传统的脚手架搭设施工速度快70%，而脚手架费用可以节省86%，该施工方法在保证安全质量的前提下取得了显著的成效，在特定的施工条件下是一种值得推广使用的作业形式。

4 结束语

随着炼油、化工生产装置日趋大型化，对火炬的处理能力和燃烧效率的要求不断提高，国家对环境保护管理的加强，地面火炬会越来越多，通过本文的阐述，希望对对火炬的安装起到一定的借鉴作用。

参考文献

[1]苟彬德.多点式地面火炬安全环保性能初探.中韩（武汉）石油化工有限公司

[2]中景石化新建化工项目-全厂火炬设施技术文件