浅谈大型Shell煤气化装置火炬系统的操作及应急处置

陈泽菲

摘 要：火炬主要作用是將各个控制点放空的易燃，易爆，有毒，有腐蚀的气体汇集后在火炬上燃烧，变成无害的二氧化碳，水或无毒的气体排放到大气中。该系统操作的好坏直接影响公司的环保指标和安全生产，有重要的意义，所以日常操作及应急处置显得尤为重要。

关键词：燃尽率 有害气体 火炬熄灭 内传焰点火

气化装置简介

Shell煤气化是采用煤粉加压，气流床反应，液态排渣，水冷壁结构的反应室，内涂陶瓷衬，里淘汰耐火砖结构，使炉膛运行周期大大提高。有效气含量达到90%左右，碳转化率高达99%以上。Shell煤气化是由八大系统组成，分别是①磨煤与干燥系统②粉煤加压及输送系统③气化系统和水、汽系统④渣水处理系统⑤干法除灰系统⑥湿洗系统⑧气化公用工程部分;其中湿洗系统中包含火炬系统。

火炬系统简介

火炬主要作用是将各个控制点放空的有毒气体汇集后在火炬上燃烧，变成无毒气体排放到大气中。燃料气作为备用气源送到各个用气点以保证废气的充分燃烧。火炬系统设主火炬、酸性气火炬各一套，火炬高度90米。

主火炬系统由火炬头、分子封、火炬筒体、长明灯、水封罐及气液分离罐。酸性气火炬由火炬头（内设动态密封装置、外设燃烧室）、酸性气分离罐、长明灯，两套火炬系统共用一座火炬塔架和一套地面内传焰点火器。主火炬排放直径DN800，酸性气火炬排放直径DN150。主火炬头为扩散燃烧型火炬头，设4支长明灯、4套高空电点火装置。

酸性气火炬头为带动态密封装置的低热值拌烧火炬头，设2支长明灯、1套高空电点火装置，长明灯可保持常燃。

火炬系统正常运行时，酸性气火炬可通过分液罐后的压力变送器检测有放空气信号时，DCS点火系统将自动点燃两支长明灯。主火炬通过水封罐前的压力变送器或质量流量计检测有放空气信号后，DCS点火系统将自动点燃四支长明灯。若长明灯上的热电偶检测到长明灯熄灭，操作人员可通过DCS或设在地面的内传焰点火器及时将未燃的长明灯点燃。

火炬正常运行操作指南

1、酸火炬筒体的排凝口是用盲法兰封闭，酸火炬投用，需将盲法兰由配备适当安全防护装备的人员打开检查，检查后必须封闭该盲法兰。

2、主酸火炬分子封及其排凝管道，与酸火炬筒体应常年伴热，并保证伴热系统正常。特别冬季保证伴热正常;还要注意水封罐补水阀门防冻，将补水阀微开，现场排放导淋稍微过水，使进水和出水达到平衡，液位平稳，防止补水管线及导淋结冰上冻。

3、正常运行时，如发现主酸火炬温度低于60℃时，中控需要点复位按钮点火炬，控制画面便出现火炬自动点火，多次点火后温度仍低，可联系调度提配烧气。同时联系现场人员去现场可将燃料气阀门开大，将旋钮打到合的位置，另一个开阀开关保持合的位置;按点火手动对主酸火炬进行点火，直到温度上涨。切换到远程点火时，将控制箱上电源开关旋钮到分的位置，另一个开阀开关保持合的位置。

4、运行期间，燃料气，仪表压缩空气，氮气，新鲜水低压蒸汽等由系统外引入火炬的介质应保证压力正常，各管道保证畅通。

5、应检查内传焰点火器，确认正常工作，每次执行点火后应将内传焰点火器上的阀门恢复原位。排凝排污阀不要忘记关闭，确认关闭才可离开。每次只能打开一个排凝阀或排污阀，必须有安全员监护，排凝点周围15米半径内杜绝一切火种。

6、定期对排污泵进行检查，确认可正常运行。

7、火炬运行期间监控好主酸火炬温度，压力变化，压力高时，及时排火炬导淋，（主火炬共有11个排放导淋，酸火炬共有18个）监控好火炬水封罐，气液分离罐液位;液位控制在500-700mm。

火炬憋压应急处置

1、中控人员泄压期间发现压力上涨趋势，及时停止向火炬系统内泄压。

2、及时向厂领导、调度汇报火炬憋压情况。

3、排查火炬憋压原因，同时联系调度甲醇是否向火炬泄压。

4、如果气化甲醇都已停止向火炬泄压，火炬压力仍未下降，在未查明原因之前，严禁向火炬泄压。

5、如火炬出现异常上涨趋势，联系调度气化装置做停车保压准备，避免超压导致更大事故。

火炬熄灭应急处置

1、监控好酸火炬31TI1005，31TI1006，主火炬31TI1001/2/3/4发现温度低于60度时，及时通知调度，厂领导，并对火炬进行点火。

2、另外一台磨机需要启动时，提前和调度联系，做好驰放气供应准备，防止在起磨过程中，因驰放气压力低造成火炬熄灭现象。

3、监控好31PI10010与31PIC0001A的压力发现驰放气压力波动较大时，及时通知调度调整，如压力持续低于5分钟，同时温度也低于60度时需向调度申请提配烧二甲醚。

4、联系调度通知甲醇降低CO2和酸性气体的排放，如热电氨气也有排放时，减少排放。并且要求现场人员排放主酸火炬导淋，防止火炬带液、压力升高。

5、中控监控好水封罐液位，控制在500-700mm，严禁超过700mm。驰放气压力不低于0.15mpa，压力低时联系调度提压。

6、主酸火炬如果远程点火温度不涨时，现场及时手动点火，仍没有点燃采用内传焰对火炬进行点火。

内传焰点火操作论述

1、检查控制柜PLC主电源已送电。

2、检查二甲醚，仪表空气管线正常无泄漏。

3、打开内传焰管线底部的排凝间，排除管线内部的凝液 ;对地面内传焰点火器的各条管线用仪表空气进行吹扫。

4、将电源开关置于“通”电源开关指示灯（红色）亮，随后按下手动点火按钮，从现场观火孔处看电嘴是否发出火光。若没有火花说明点火装置可能发生故障;;现场将主火炬酸火炬长明灯点火按钮打到远程控制，中控启动酸火炬、主火炬点火按钮、保证酸火炬、主火炬在点火状态 ;打开地面内传焰点火器仪表空气手阀和二甲醚手阀，二甲醚压力控制在0.25MP，仪表空气与二甲醚配比是3：1，等待30秒钟 ;按下地面内传焰点火器控制箱上的点火按钮。

5、确认长明灯是否点燃。如果未点燃则打开停止气置换后在进行点燃;内传焰点火成功后，及时关闭二甲醚手阀，仪表空气手阀在进行降温后关闭。

结束语

衡量火炬燃烧性的两个指标是燃尽率和破坏去除率，燃尽率是火炬气中完全转化为CO2的燃料的比例;破坏去除率是火炬气体分解破坏的比例。火炬燃烧越充分，排放有害气体越少，火炬的处理效率要达到98%。所以在操作火炬系统时，要保证火炬充分燃烧，温度要监控到位，尽可能的将废气变成无毒气体进行排放。这就需要我们在操作中精心操作，精益求精，完成环保要求，保护我们赖以生存的生活环境。

参考文献

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