036工号中央火炬工段工艺操作规程.docx
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036工号中央火炬工段工艺操作规程
交界面压力
最大0.02MPa（表压）
正常0.01MPa（表压）
最小0.005MPa（表压）
交界面温度
最大40℃
正常35℃
最小25℃
火炬气组成
粗煤气变换
粗煤气冷却
甲醇合成
贫煤气
H2S气
CO2 VOI%
14.56
35.86
23.51
80
60
CO VOI%
10.63
6.6
3.45
6 －15
0
H2 VOI%
22.05
47.78
49.52
CH4 VOI%
4.78
8.06
19.12
CnHmVOI%
0.72
1.21
2.86
N2VOI%
47.07
0.36
0.86
H2SVOI%
0.08
0.13
﹤2PPm
O2VOI%
0.11
CH3OHVOI%
0.66
密度（标准）Kg/cm3
1.09
0.93
0.768
动力粘度MPa.S
0.0166
0.0147
0.0145
可燃组分
CO
H2
CH4
CnHm
H2S
CH3OH
火炬气
3.45
10.63
22.05
49.52
4.78
24.47
0.72
3.7
0
0.13
0
0.66
燃料烟气
10
73.6
11.8
1.1
粗煤气
6.6
47.78
8.06
1.21
0.13
相对密度
0.97
0.07
0.55
0.5
1.19
1.1
沸点
-191
-253
-163
-42
-60
65
爆炸极限
低限%VOL
12.2
4
4.9
2.1
4
5.5
高限%VOL
75.0
75.6
14.4
9.6
45.5
36.5
燃点
605
560
595
450
260
455
温度等级
TⅠ
TⅠ
TⅠ
T2
T3
TⅠ
爆炸等级
ⅡA
ⅡC
Ⅰ
ⅡA
ⅡA
ⅡA
安全特性数值：
温度等级T2 爆炸等级ⅡC 着火特性ⅡC
实验室分析化验所需仪器设备和试验：
1）取样点仪器：
取样管、取样胶塞、胶皮连管
2）取样仪器在：
吸气管50mL量瓶0.5L
3）分析仪器及辅助仪器：
带热导监测器的气相色谱
5.生产基本原理及化学反应方程式
5.1生产基本原理
火炬是一种露天的直接火焰燃烧器，它可使火炬烟囱岀来的离地面一定高度的可燃废气在露天的空气中进行明火燃烧，以达到烧掉气态染物的目的。
5.2化学反应方程式
2CO+O2=2CO2
CH4+2O2=CO2+2H2O
2H2S+3O2=2SO2+2H2O
2H2+O2=2H2O
6.工艺流程叙述
新火炬系统具有两套火炬筒体，酸性气体火炬和事故气体火炬。
酸性气体火炬是燃烧H2S酸性气体，事故气体火炬又分为甲醇事故气和煤气事故气。
甲醇事故气是甲醇分厂合成和精馏的排放气体，煤
气事故气是净化分厂煤气系统泄压和超压排放。
煤气事故排放气体，首先气体经过气液分离罐S51003和水封罐S51004，在水封罐用除盐水通过电磁调节阀LV51004补充。
利用三个不同高度的截止阀对其控制液位，并有一条溢流管线，都与分离罐相通，使水封罐与之保持稳定的液位。
分离罐的液位是利用两台含油凝液泵P51002AB来控制，液位高时自动启泵，并打开出口电磁调节阀LV51003B和自身回流电磁调节阀LV51003A将含油液送回净化处理。
甲醇事故气也设有水分离罐S51001和水封罐S51002，锅炉给水是通过电磁调节阀LV51002对水封罐LI51002进行控制，水封罐与分离罐 通过不同高度的三个截止阀和一个溢流线连通。
分离罐液位用甲醇凝液泵P51001AB来控制，液位LI51001高时，自动启泵，自动打开电磁阀LV51001B和自身循环电磁阀LV51001A。
在夏季时自身循环可以关闭。
将甲醇凝液送回到甲醇分厂进行处理。
为防止在没有气体排放时空气的进入，火炬筒体上设有氮气管线，用流量孔板RO51001控制。
在火炬头上还设有迷宫式分子密封器。
在火炬筒体上还设有一条蒸汽管线，用电磁调节阀LV51105控制，目的是对火炬燃烧火焰起到压火作用，使火焰燃烧更加平稳。
火炬头上设有四个火焰煅烧器。
a.酸性气体火炬首先通过阻火器后直接进入到火炬筒体，火炬下有一分离罐，现场设有液位计。
火炬头上设有两个火焰煅烧器。
主为炬排放气
1）当煤气事故排放气排放时,可燃气体出排放气总管进入火炬装置界区事故分液罐\事故水封罐后经主火炬筒体,分子封器排至主火炬头,并由自动点火系统或节能长明灯点燃。
2）当甲醇事故气排放时，可燃气体由排放气总管进入火炬装置界区的甲醇水封罐，后经主火炬筒体、分子密封器排至火炬头，并由自动点火系统或节能长明灯点燃。
b.酸性气火炬排放气
当酸性气火炬气排放时，酸性气火炬气由排放气总管经阻火器，后进入酸性气火炬筒体、动态密封器排至酸性气火炬头，并由自动点火系统或节能长吸灯点燃。
c.燃料气
来自燃料气管网的燃料气接入火炬装置界区后分成四支，分别送至火炬头的长明灯、地面点火器、高空自动点火系统和酸性气火炬头。
d.仪表空气
仪表空气由全厂管网接放火炬装置区，供地面点火器及仪表使用。
e.低压蒸汽
低压蒸汽由全奢管网接入火炬界区后，为分液罐、水封罐、火炬筒体、分子密封器、排液管等提供伴热。
f.氮气
氮气由全奢管网接入火炬界区，作为分子密封器和动态封密封器的气源，防止回火电。
氮气量由限流孔板控制。
g.除盐水
除盐水由全厂长管网接入火炬水封罐，为水封罐提供除盐水。
水封罐设自动补水控制阀，当水封罐内液位低于某设定值时自动补给除盐水，达到正常设定值时停上补水，当因某种原因液位高于下常设定值时从罐外的高位溢流口将多余的水排放到分液罐。
h.凝结液
分液罐上设现场压力表、温度计、高低液位报警，报警信号送至现场PLC内。
甲醇分液罐分离出来的凝结液用凝液泵送至火炬界区外的甲醇装置。
事故分液罐的凝结液用凝液泵送至火炬界区外的液态产品分离系统。
7、开、停车步骤
7.1开车前的准备工作
7.1.1在现场和控制室对操作人员进行了关于设备的安全操作的培训。
对装置里可能出现的危险以及在出现事故和故障时的正确遏制方法进行了教育。
7.1.2技术上的前提条件：
工程已圆满地安装完毕，各专业设备进行了单机试车。
管道和阀门的压力气密性实验已结束。
拆除压力和气密性试验时所装的盲板。
装置界区已备好辅助材料和能量。
7.2正常开车
a.向水封罐S51002和S51004里充填除盐水，在操作准备就绪状态时，水位必须准确地保持在罐的中部位置。
水位高度由水封罐和分离罐之间的连通线的三个截止阀的开关决定的。
对此可通过液位计LT51002、LT51004显示。
b.将所有煤气、甲醇气和酸性气体经过的管道和容器都必须用氮气来吹扫，并一直扫吹到这些管道和容器中的空气完全被置换出。
c.把进入火炬筒的氮气打开，通过两个流量孔板RO51001、RO51002对事故火炬和酸性气体火炬充入保护氮气。
d.将点火盘前的仪表空气和燃料气阀打开，如果手动点火，应将燃料气和仪表空气通过现场压力表做好配比后进行。
e.点火可有三种方式：
自动点火、手动点火、和远程点火。
具体参照《火炬点火系统使用说明》
f.事故气火炬有四个燃烧器，酸性气体火炬有二个燃烧器。
通过火炬头上装设的温度传感及主火炬上的两个紫外线辅助检测观察点火是否成功。
g.在火炬系统初次试车时，还没有燃料气供使用，只有当煤气生产装置开始生产粗煤气时，火炬系统才能投入运行。
因此在此之前生产装置不得向火炬泄压或排放。
6.3正常操作控制方法
a.监控火炬头温度测点的正常点燃温度TI51001、TI51002、TI51003、TI51004、TI51005、TI51006要大于室外温度。
b.监控酸性气体阻火器压差PDI51001不大于10KPa
c.监控各罐中的液位是否正常LI51001 200－800mm、LI51002 600－1300mm、LI51003 200－800mm、LI51004 629－1250mm.
7.4正常停车
因为中央火炬是上游生产设备的一个安全装置，故只有在全厂停产时该工号才能停运。
如果本工号必须停车，（燃料气中断），就必须在上游生产设备里采取措施，以防止火炬气进入到中央火炬中去。
火炬停车时，通过切断煤气的进入使导燃器熄灭（在确认没有甲醇和煤气事故气进入火炬装置之后）。
在需要修理时，必须在取样进行分析，以检查H2S或甲醇的含量。
如果停车时间较长，系统内氮气吹扫需停止操作，容器的排净可利用现有的残余排净口进行。
7.5临时开车
1）检查S51001 S51002 S51003 S51004的液位，若有必要将液位调到所要求的高度。
2）重新将容器的加热系统投入使用，（如果加热系统已停车）
3）必要时手动调整入S51002 S51004的除盐水量。
4）开始用氮气对管线和容器进行吹扫，直到氧含量达到要求值为止。
5）把气体流量（仪表空气和燃料气）调到点火流量，界区至点火盘闭断阀打开，打开长明灯燃料气阀。
6）采用手动点火，观察点火指示是否成功。
7）各火炬上的燃烧器被点燃后，火炬系统处于正常操作状态。
7.6冬季操作要求
在冬季，含水系统，切断阀，设备，排净口有结冰危险，因此造成危害。
所以在进入结冰危险期时，下列提示要特别注意：
7.6.1整个加热系统（伴热加热）必须始终保持运行。
同时，要检查被加热设备是否处于规定的温度范围内
7.6.2不断检查 疏水器的功能是否正常。
7.6.3若需要修理加热的导热段，那么，只能在白天进行，并且只能是短时间的，必须把管道的两边都 封闭并在最低点排放。
7.6.4在蒸汽中断若干小时时，蒸汽和冷凝液系统必须排水并要用氮气吹干。
7.6.5水、蒸汽和冷凝液排放，系统终端的泄压阀应打开少许，使之保持流动。
7.6.6低压氮气和仪表空气管网，要定期排水。
7.6.7设备上的残余排放阀，每班必须打开一到二次，把存的水放掉。
若停车时间较长时，残余水排放阀要全部打开。
7.7正常操作中，操作人员只有检查任务，只能在发生功能不正常的情况下，才能进行干预，所有需监测的仪器以及状态和物料流量通过就地或控制室中的信号报警来完成。
7.8控制室的报警是通过下面的这些监测系统来实现的：
-----温度监测：
TI51001、TI51002、TI51003、TI51004、TI51005、TI51006
-----液位监测：
LI51001（甲醇事故气分离罐）
LI51002（甲醇事故气水分罐）
LI51003（煤气事故气分离罐）
LI51004（煤气事故气水分罐）
------压力监测：
PD51001（酸性气体阻火器）
------燃烧器火焰燃烧状态指示
8.停水、电、汽及一般性事故的处理方法
8.1停电的处理
如果工号中发现停电现象，只需要检查两水封罐的液位。
必要时手动调整使液位达到高位，然后关闭除盐水阀。
因为停电所有电磁阀进入安全状态。
PLC及点火系统因有UPS在短时间内还可以维持。
时间过长点火系统和控制装置停止。
8.2停除盐水的处理
因水封罐始终需要除盐水的补充，一除盐水中断，时间短还能暂时维持。
时间长装置不再有安全保障，而装置就必须停车，并需通知上游装置采取措施，以防上向中中央火炬输送各种气体。
8.3停低压蒸汽的处理
低压蒸汽主要用于主火炬的稳定燃烧和设备的伴热。
夏天中断不会有更大的影响，但冬天中断伴热系统将有冻阻的可能，所以要将伴热系统排净，并用氮气吹干。
并及时检查各水管线和设备的运行情况，不要发生冻害。
9.本装置与全厂的配合
本工号所需要的：
①除盐水来自电厂4t/h
②氮气来自空分25.6Nm3/h
③仪表空气来自空分40Nm3/h
④蒸汽来自电厂164Nm3/h
⑤燃料气来自25工号754Nm3/h
本装置主要是为清除生产装置，因此排放的煤气和废气以免对环境造成的危险和有害影响。
10、正常工艺技术条件一览表
10.1煤气事故气的操作数据：
从粗煤气变
换来的煤气
自粗煤气冷
却来的煤气
从甲醇合成
来的煤气
压力mpa
最大0.02
正常0.01
最小0.005
0.02
0.01
0.005
0.5
0.01
0.005
温度
最大40℃
最小30℃
正常35℃
25℃
50℃
体积流量（Nm3/h）
27500
3500
20500
10.2煤气事故气混合物的浓度变化：
组份
CO2
CO
H2
CH4
CnHm
14.96-13.86
3.45-10.63
22-49.52
4.78-24.47
0.27-3.7
组份
N2
H2S
O2
CH3OH
H2O
0.36-47.07
0.13
0.11
0.66
0.02
11.异常现象发生的原因及处理方法
11.1仪表空气中断
手动点火及电磁调节阀都需要仪表空气，中断后调节阀处于终端位置，手动点火失灵。
所以要及时控制好各罐液位，暂不用手动点装置。
11.2氮气的中断
装置的安全不再能保证，装置必须停车。
并通知上游生产装置采取措施，以防止向中央火炬输送事故气或酸性气体。
12、生产控制一览表
36#不涉及生产控制数据。
13.原材料及动力消耗定额
序号
名称
消耗量
备注
1
燃料气0.4Mpa（G）
16Nm3/h（间断）
主火炬燃烧器用4套节能长明灯
8Nm3/h（间断）
酸性火炬燃烧器用2套节能长明灯
60Nm3/h（间断）
主火炬燃烧器用4套高空点火器
30Nm3/h（间断）
酸性火炬燃烧器用2套高空点火器
340Nm3/h（间断）
酸性火炬燃烧器伴烧用
400Nm3/h（间断）
地面点火盘手动点火器用
2
氮气
0.4Mpa（G）
24Nm3/h（连续）
主火炬分子密封器用
16Nm3/h（连续）
酸性气火炬动态密封器用
3
仪表空气0.6Mpa（G）
40Nm3/h（间断）
地面防爆式火炬点火器用
4
用电量AC220V/50HZ
9KW
1.5KW（间断）
地面心爆式火炬点火器用
6KW（间断）
火炬自动点火系统用
1KW（间断）
照明用
5
用电量AC380/50HZ
18KW
1KW（间断）
临时用电
7.5KW（间断）
主火炬甲醇分液罐泵用电
7.5KW（间断）
主火炬事故分液泵用电
6
除盐水0.4Mpa（G）
2t/h（瞬时）
主火炬事故水封罐（立式）补水用
2t/h（瞬时）
主火炬甲醇水封罐补水用
7
蒸汽
0.6Mpa（G）
14Nm3/h（间断）
分子密封器用
28Nm3/h（间断）
主火炬事故水封罐（立式）用
28Nm3/h（间断）
主火炬甲醇水封罐用
28Nm3/h（间断）
主火炬事故分液罐用
28Nm3/h（间断）
主火炬甲醇分液罐用
28Nm3/h（间断）
排污罐用
10Nm3/h（间断）
管线伴热用
14.三废及处理
废水：
含油污水送34工号
废气：
燃烧后的火炬气，在65m高度放入大气
15.安全技术标准
15.1硫化氢（H2S）
在火炬煤气里的最大浓度为0.13V%=2000mg/m3 ，H2S的RAKk=15mg/m3
浓度500mg/m3以上作用时间为30分钟时，就有生命危险H2S是一种无色可燃气体，具有刺激性和麻醉作用，在生产及遇明火时易燃为、它同空气相混形成爆炸混合物，有一种臭鸡蛋味，浓度达到有生命危险时，气味就察觉不出来了，因为H2S对嗅觉有破坏作用。
H2S味域限：
0.1ppm
爆炸下限：
4.3V%
爆炸上限：
45.5V%
着火温度：
260℃
沸点：
-60℃
最大爆炸压力：
0.5MPa
最低着火能量：
0.077mws
15.2一氧化碳（CO）
在火炬气中最大浓度为10.63VOL%=13300mg，CO的PAK随PAKk=110mg/m3，PAKk=55mg/m3的浓度时，作用2-3小时，会失去知觉，在浓度为5000-7500mg/m3时几分钟就导致死亡。
CO是一种无色、无气味、无味道的气体，它同空气混合就形成爆炸混合物。
比重（空气）0.967
爆炸下限12.5%VOL%
爆炸上限75VOL%
着火温度605℃
15.3燃料气
低温值14.28MJ/m3
露点-35℃
爆炸下限4.5VOL%
爆炸上限40.0VOL%
着火温度560℃
极限裂变宽度0.53mm
最大爆炸压力0.69MPa（表压）
16.安全设施说明
中央火炬装置的安全措施的制定，以两个安全水准为据。
16.1第一安全水准，假定火炬气O2浓度为0.11vol%，也就是说火炬气不再爆炸范围内，而引起的危险只能是空气经过火炬顶末察觉后泄漏进入。
包括以下措施；
a.火炬气通入水封槽B1时，侵到一定深度，火炬系统之前的装置就可以安全地与火炬系统分开。
通过溢流不断地进入少量除盐水以确保槽内的液位,（利用手动调节阀，就地流量计控制）
如果液位下降，通过LISA51002、LISA51004用定位器开调节阀，以便供入大量的水，由使罐内液位保持恒定。
当液位进一步跌落时，在控制室的报警被触发，当液位恢复正常液位时，中断供水在液位超级限值时在控制室内的报警被触发.
b.不断地将N2加入到火炬筒内，以保证火炬系统处于微正压状态，使分子封密器和动态密封器起到密封作用。
c.燃烧器及长明灯安装在火炬头上，用燃料气及仪表空气进行操作防止受爆风雨的影响。
燃烧器上安装有带报警的温度测量装置，以便在燃烧器发生故障时发出报警以保证火炬气处于正常燃烧状态。
16.2第二条标准是假定操作辅助装置故障情况下，也就是说一定量的O2存在时不可能排除，爆炸和爆燃的危险，这一点采取如下措施。
a.首先保证水封罐内的液位达到一定高度，防止氧气返回到火炬管线中，使系统危险性加大。
b.将火炬筒体内的氮气通入量加大，使筒内的压力处正压状态，必要时将长明灯和伴烧气关闭，当分析合格后在自动或手动点燃。
c.确保向甲醇合成排放中填加CO2以便进入火炬的排放气体中H2的体积百分比小于50%。
d.在36工号，中央火炬无固定岗位。
e.在进行检修工作时对操作人员采取防护措施，只要严格地执行厂内制度，操作人员就不会受到任何危害，在进行维修和检修时，由于H2S的气味会加剧，对维修人员造成干扰，这不是没有理由的，因此在高浓度情况下带呼吸装置是有道理的。
17.主要设备结构
17.1节能长明灯
采用引射技术，利用燃料气引射空气实现预混燃烧。
可保证长明灯火焰燃烧充分、火焰刚度好、燃烧稳定、不受恶劣气候的影响，能抵御60m/s的大风及暴风雨天气。
长明灯上部采用310SS村料，头部烧结高温陶瓷，来提高耐高温强度和耐腐蚀性能，保证使用寿命。
火焰刚度好，抗干扰性强，不受外界恶劣条件影响，燃烧稳定，长明灯“长明”不灭。
耗气量小，每支长明灯燃料气消耗量仅为4.0Nm/h，节约能源。
17.2动态密封器
在酸性火炬燃烧器筒体内部设置动态密封器，以达到防止回火的目的。
任何形式的密封器都需要通入密封气体，只是量的多少不同，动态密封器同样需要不断通入密封气体以防止回火。
火炬气大量放空后，由于火炬燃烧器头部温度降低，空气沿着火炬燃烧器内壁进入到动态密封器，由于动态密封器的作用，空气逐渐改变它的方向，逆行流动回退至动态密封器顶部，与此同时，带压的密封气体由火炬燃烧器下部流至动态密封器处，并进入到动态密封器中最小孔径位置，此时，密封气体的流动速度也随之增至最大，最终到达动态密封器的顶部而喷射出去。
这样，带有较高速率的密封气体，把进入到动态密封器顶的空气不断挟带的回喷至火炬燃烧器顶部进入到大气中，从而达到防止回火的目的。
在火炬燃烧器筒体内部设置动态密封器，材料为Cr25Ni20，可防止火焰在火炬燃烧器筒体内部燃烧，避免了由于没有动态封器而可能产生的火炬燃烧器到系统管网之间的回火问题，从而延长火炬燃烧器使用寿命。
17.3主火炬燃烧器
主火炬系统采用LSHJ01型顶部带空间锥体花瓣形稳火环的自吸式大气扩散型、低噪音无烟火炬燃烧器，此产品最突出的优点是不需要蒸汽消烟就能使火炬燃烧器达到无烟燃烧，节约大量能源，放空气体通过新型带空间锥体花瓣形稳火环后产生湍流，与引射到防风罩内的空气进行充分混合，使火炬燃烧器在任何条件下都能稳定、安全燃烧，在恶劣气候条件下都能产生稳定火焰。
由于稳火环本身采用湍流技术设计，增大放空气体与空气的接触面积
，并能够卷吸周围大量空气形成湍流进入到火焰中与放空气体混合，具有消烟效果好、放空气体燃烧完全、噪音低及良好的安全可靠性，火炬燃烧器喷出的排放气缩短了火焰高度及托高火焰，降低火炬燃烧器头部温度，延长了火炬燃烧器使用寿命。
a）此火炬头在新型带空间锥体花瓣形火焰稳定器上面的所有叶片形状和焊接安装角度进行优化设计，使火炬放空气体流量在最大时压力降最小，而卷吸周围空气能力达到最大值。
火焰稳定、不易回火、结构简单、操作方便、容易点火、过剩空气系数较大、寿命长、节省燃料气。
b）采用自然引风大气扩散式技术，火炬燃烧器采用带空间锥体花瓣形稳火环结构，提高放空气体出口流速，加大了放空气体湍流扰动的程度，提高了放空气体卷吸周围空气的能力，减少了炭黑的产生，火焰的长度缩短，火焰的刚性好，燃烧完全、稳定，低流速下不回火，高流速下不脱火，降低热辐射。
由于火炬放空气体出口流速高，在不增加当量流通面积的情况下能够显著提高火炬的处理能力，较高的排放流速和脱离火炬筒口的悬空火焰有效改善了火炬燃烧器的高温工作环境，不需要蒸汽助燃和消烟，节约能源，排放燃烧稳定，不回火，防风型。
c）防爆、防风、防雨、抗干挠能力强，能承受地震、风载等各种载荷，可在高温下长期运行，运行维护简单，操作费用低。
d）对火炬燃烧器采取延寿措施，节能长明灯头部采用采用烧结高温陶瓷新工艺，它使火炬燃烧器耐高温、耐热腐蚀、空间锥体花瓣形火焰稳定器无积碳，延长了火炬燃烧器使用寿命，也使火炬燃烧器外形更加美观，使用寿命至少多延长了6年。
噪音低，安装、操作方便，运行成本低。
主要材料
1）火炬燃烧器规格：
DN1200×4000。
2）火炬燃烧器筒体组件：
从顶部向下1500mm长度内全部为Cr25Ni20材料，其余部分材料为0Cr18Ni9。
3）空间锥体花瓣形稳火环结构，材料采用镍基高温合金GH3030。
4）在火炬燃烧器筒体外面均布安装4套节能长明灯，节能长明灯顶部材料为Cr25Ni20，下部材料为0Cr18Ni9。
每套节能长明灯中两根管一根为爆燃管，另一根为燃料气管，规格均为DN25，并采用引射装置、过滤器、可调喷嘴，节能长明灯组件中的所有铸件均为熔模精密铸件。
5）节能长明灯头部采用烧结高温陶瓷新工艺。
6）法兰材料：
全部法兰材料均为20#钢。
7）所有法兰的螺栓孔均应沿设备中心线跨中分布。
17.4火炬燃烧器
酸性火炬系统采用LSHJ01型顶部带空间
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