內(nèi)傳焰點(diǎn)火在石油化工火炬中的應(yīng)用

程哲 陳展雄

摘 要：本文對(duì)對(duì)內(nèi)傳焰點(diǎn)火的工作原理進(jìn)行了介紹，闡述了內(nèi)傳焰點(diǎn)火系統(tǒng)的構(gòu)成、點(diǎn)火和調(diào)試步驟，并根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)分析內(nèi)傳焰點(diǎn)火系統(tǒng)中出現(xiàn)的常見故障以及解決方案。

關(guān)鍵詞：內(nèi)傳焰點(diǎn)火；火炬

火炬設(shè)施是石油化工企業(yè)重要的安全與環(huán)保設(shè)施之一，用以處理生產(chǎn)裝置及輔助設(shè)施正常、開停車、事故及緊急情況下排放的可燃性氣體，以保護(hù)相關(guān)設(shè)備、設(shè)施和人員安全[1]。

火炬單元一般設(shè)兩套獨(dú)立的點(diǎn)火系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)明燈的自動(dòng)點(diǎn)火、遠(yuǎn)程遙操點(diǎn)火和現(xiàn)場(chǎng)就地點(diǎn)火。一套是地面內(nèi)傳焰點(diǎn)火系統(tǒng)；另一套是電點(diǎn)火系統(tǒng)。在正常操作狀態(tài)時(shí)，若長(zhǎng)明燈上的熱電偶檢測(cè)到長(zhǎng)明燈熄滅（溫度低信號(hào)），若點(diǎn)火控制處于自動(dòng)狀態(tài)，系統(tǒng)可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)明燈的點(diǎn)火操作。當(dāng)電點(diǎn)火系統(tǒng)發(fā)生故障而不能正常點(diǎn)火時(shí)，作為安全保障的內(nèi)傳焰點(diǎn)火系統(tǒng)就顯得尤為重要。當(dāng)需要現(xiàn)場(chǎng)點(diǎn)火時(shí)，操作人員則可通過(guò)地面內(nèi)傳焰點(diǎn)火器及時(shí)將熄滅的長(zhǎng)明燈重新點(diǎn)燃[2]。

1 地面內(nèi)傳焰點(diǎn)火器的組成

地面內(nèi)傳焰點(diǎn)火器由儀表空氣管線、點(diǎn)火用燃料氣管線、空氣/燃?xì)饣旌掀骱忘c(diǎn)火控制盤組成，如圖1所示。

1.1 地面內(nèi)傳焰點(diǎn)火器上的各路管線

地面內(nèi)傳焰點(diǎn)火器共設(shè)兩路管線，自上而下分別是儀表空氣管線和點(diǎn)火用燃料氣管線。儀表空氣管線和點(diǎn)火用燃料氣管線上均設(shè)有自力式調(diào)壓閥組，用于分別穩(wěn)定空氣/燃?xì)饣旌掀魅肟谇暗膲毫Α?/p>

1.2 空氣/燃料氣混合器

儀表空氣和燃料氣在燃料氣-空氣混合器內(nèi)混合形成可燃性混合氣體后按下點(diǎn)火按鈕，點(diǎn)火電嘴噴出電火花引燃混合氣，引燃后的火焰在引火管內(nèi)以爆燃形式傳遞到長(zhǎng)明燈上，點(diǎn)燃長(zhǎng)明燈的出口燃料氣。

1.3 點(diǎn)火控制盤

地面內(nèi)傳焰點(diǎn)火器的點(diǎn)火主要通過(guò)點(diǎn)火發(fā)生器、點(diǎn)火嘴和高壓軟導(dǎo)桿來(lái)實(shí)現(xiàn)。

點(diǎn)火發(fā)生器是將AC220V電壓轉(zhuǎn)換成高壓脈沖波的裝置。由于高壓回路與低壓回路容易產(chǎn)生短路，因此整個(gè)點(diǎn)火發(fā)生器用特殊材料封澆而成。

當(dāng)點(diǎn)火發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖波送到點(diǎn)火嘴時(shí)，在點(diǎn)火嘴內(nèi)產(chǎn)生電火花，用于引燃可燃性混合氣。

2 點(diǎn)火與調(diào)試

火炬設(shè)施是石油化工企業(yè)重要的安全與環(huán)保設(shè)施之一，而內(nèi)傳焰點(diǎn)火系統(tǒng)是火炬系統(tǒng)的一重重要安全保障，所以點(diǎn)火前的的準(zhǔn)備工作和正確的點(diǎn)火步驟是顯得尤為重要[3-4]。

2.1 調(diào)試和點(diǎn)火前的準(zhǔn)備工作

1） 置換：為了保障安全性，必須確認(rèn)工藝管線氮?dú)庵脫Q結(jié)束，密封用氮?dú)庖岩M(jìn)。

2） 排凝：為了防止因?yàn)榉e水導(dǎo)致的點(diǎn)火失敗，打開內(nèi)傳焰點(diǎn)火器兩路管線底部的排凝閥，和長(zhǎng)明燈管線底部的排凝閥，排除管線內(nèi)的凝液。

3） 吹掃：對(duì)內(nèi)傳焰點(diǎn)火器的兩條管線用壓縮空氣進(jìn)行吹掃，確認(rèn)管線暢通無(wú)泄漏。

4） 點(diǎn)火發(fā)生器檢查：將電源開關(guān)置于“ON”，電源開關(guān)指示燈亮。按下手動(dòng)點(diǎn)火按鈕，確認(rèn)是否有打火聲音，若沒有打火聲音，可能是點(diǎn)火發(fā)生器損壞，須更換。

5） 電嘴檢查：按下手動(dòng)點(diǎn)火按鈕，從混合器石英玻璃窗口察看電嘴是否發(fā)出火花。如火嘴沒有噴出火花，說(shuō)明點(diǎn)火嘴出現(xiàn)故障，須卸下電火嘴，消除點(diǎn)火嘴的結(jié)碳。

6） 界區(qū)可燃?xì)鈾z測(cè)：點(diǎn)火前必須確認(rèn)裝置無(wú)排放氣及圍欄內(nèi)無(wú)可燃?xì)饩鄯e，合格后方可進(jìn)行點(diǎn)火。

2.2 地面內(nèi)傳焰點(diǎn)火器的調(diào)試

地面內(nèi)傳焰點(diǎn)火器的燃料氣最佳配比會(huì)因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)燃料氣組分的變化以及現(xiàn)場(chǎng)管線的走向出現(xiàn)變化，所以點(diǎn)火調(diào)試不光要能夠點(diǎn)著火，還需要找出相對(duì)合理的燃料氣配比。

在準(zhǔn)備工作結(jié)束后，可按以下步驟手動(dòng)調(diào)試出點(diǎn)火用燃料氣和儀表空氣的配比：

1） 保持并確認(rèn)空氣和燃料氣總閥處于關(guān)閉狀態(tài)。確認(rèn)四個(gè)排凝閥處于關(guān)閉狀態(tài)。

2） 打開位于引火氣出口后端任意一個(gè)內(nèi)傳焰引火支管上的球閥（其它球閥均關(guān)閉）。

3） 放松兩只自力式調(diào)壓閥（空氣和燃料氣）的鎖緊螺母，向上調(diào)節(jié)壓力設(shè)定螺桿，使調(diào)壓閥后的壓力值盡量降低。

4） 打開壓縮空氣管線上的空氣閥1、2和3，關(guān)閉空氣旁通閥。

5） 打開空氣總閥，向下調(diào)整空氣調(diào)壓閥，使空氣管路中的壓力表2的指示值保持在某個(gè)經(jīng)驗(yàn)值。

6） 打開燃料氣管線上的燃料氣閥1、2和3，關(guān)閉燃料氣旁通閥。

7） 打開燃料氣總閥。

8） 按下手動(dòng)點(diǎn)火按鈕并保持，同時(shí)調(diào)節(jié)燃料氣調(diào)節(jié)閥，使燃料氣管線上的壓力表4的指示值逐漸升高，一旦燃料氣/空氣混合物被點(diǎn)燃（有爆燃聲）即停止調(diào)節(jié)，記錄下此時(shí)空氣壓力表2和燃料氣壓力表4的顯示值（可以確定空氣與燃?xì)獾谋壤┳鳛榻窈蟮孛鎯?nèi)傳焰點(diǎn)火器點(diǎn)火時(shí)的參照值。

9） 關(guān)閉燃料氣總閥，用壓縮空氣吹掃內(nèi)傳焰管線一段時(shí)間后關(guān)閉空氣總閥。

10） 如果混合物沒有被點(diǎn)燃，可通過(guò)調(diào)整空氣調(diào)節(jié)閥，適當(dāng)降低或升高儀表空氣的壓力，再重復(fù)步驟7～10，直至成功點(diǎn)燃為止。

11） 保持兩臺(tái)自力式調(diào)壓閥的開啟度，關(guān)閉其它閥門。至此，燃料氣和壓縮空氣的配比調(diào)試完畢。

12） 對(duì)于不同的燃料氣，重復(fù)以上步驟直到找到合適的配比值。

2.3 地面內(nèi)傳焰點(diǎn)火器的點(diǎn)火

準(zhǔn)備工作結(jié)束后，對(duì)長(zhǎng)明燈進(jìn)行手動(dòng)點(diǎn)火：

1） 打開欲點(diǎn)長(zhǎng)明燈對(duì)應(yīng)內(nèi)傳焰管線上的球閥（其它球閥均關(guān)閉）。

2） 打開欲點(diǎn)長(zhǎng)明燈管線上的切斷閥，引入燃料氣。

3） 打開地面內(nèi)傳焰點(diǎn)火器儀表空氣總閥和燃料氣總閥，等待一段時(shí)間。

4） 按下地面內(nèi)傳焰點(diǎn)火器控制箱上的點(diǎn)火按鈕。

確認(rèn)長(zhǎng)明燈是否點(diǎn)燃，如果未點(diǎn)燃則重復(fù)上述步驟；如果已點(diǎn)燃則關(guān)閉燃料氣總閥，用壓縮空氣吹掃內(nèi)傳焰管線一分鐘后關(guān)閉壓縮空氣總閥和內(nèi)傳焰管線上的球閥。

3 常見故障以及處理

在內(nèi)傳焰點(diǎn)火系統(tǒng)的調(diào)試以及點(diǎn)火過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些及其容易被忽視的細(xì)節(jié)，從而增加成功點(diǎn)火的困難度，甚至直接導(dǎo)致點(diǎn)火的失敗[5]。以下幾點(diǎn)是本人是實(shí)踐過(guò)程中遇到過(guò)的一些情況。

1） 內(nèi)傳焰管線過(guò)長(zhǎng)或者連續(xù)急彎

在施工的過(guò)程中，如果不注意，可能會(huì)出現(xiàn)連續(xù)兩個(gè)90°急彎等情況，這樣很容易對(duì)火球的傳輸造成阻礙，從而阻礙內(nèi)傳焰對(duì)長(zhǎng)明燈的引燃。所以在施工管理中應(yīng)該合理規(guī)劃內(nèi)傳焰管線的走向。

2） 兩支或者兩支以上長(zhǎng)明燈同時(shí)點(diǎn)火

內(nèi)傳焰管線的出口距離長(zhǎng)明燈燃料氣還有一段距離，如果沒有足夠的推力，不能讓內(nèi)傳焰管線內(nèi)的火球引燃長(zhǎng)明燈的燃料氣管線，而兩支或者多支長(zhǎng)明燈同時(shí)點(diǎn)火很容易造成這種情況。為了保證點(diǎn)火順利進(jìn)行，必須保證每次只點(diǎn)一支長(zhǎng)明燈（內(nèi)傳焰管線上的球閥只開一臺(tái)）。

3） 兩次點(diǎn)火間隔太短

如果點(diǎn)火間隔太短，容易出現(xiàn)兩種：一種情況是混合后的燃料氣來(lái)不及傳送到長(zhǎng)明燈處就已被點(diǎn)燃，導(dǎo)致火球不能傳輸?shù)介L(zhǎng)明燈處；另一種情況是上一次長(zhǎng)明燈火球傳出的火焰，被后續(xù)傳來(lái)的火球給吹滅。無(wú)論哪種情況，都能導(dǎo)致點(diǎn)火的失敗。

4） 相關(guān)管線內(nèi)凝液沒有被排出

內(nèi)傳焰點(diǎn)火的過(guò)程中，如果管線內(nèi)凝液沒有排出容易導(dǎo)致燃料氣配比的變化，或者內(nèi)傳焰?zhèn)鬏數(shù)牟粫场?/p>

其他還有一些其他方面的原因容易導(dǎo)致點(diǎn)火失敗，比如說(shuō)長(zhǎng)明燈點(diǎn)火槍的風(fēng)門沒有調(diào)節(jié)妥當(dāng)，長(zhǎng)明燈被積雪或者積水堵住等情況，需要在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)具體情況具體分析。

4 結(jié)語(yǔ)

火炬設(shè)施，給安全生產(chǎn)豎立了一道堅(jiān)強(qiáng)的后盾。盡管自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于火炬設(shè)施，但一旦自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)發(fā)生故障，作為另一道安全保障的內(nèi)傳焰點(diǎn)火系統(tǒng)就發(fā)揮出了及其重要的作用。點(diǎn)火前做好充分的準(zhǔn)備工作，嚴(yán)格遵循點(diǎn)火步驟，合理排除內(nèi)傳焰點(diǎn)火中容易出現(xiàn)的故障，才能讓這道保障發(fā)揮出更加堅(jiān)實(shí)的作用。

參考文獻(xiàn)：

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