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火炬及火炬氣回收設(shè)施的運(yùn)行
火炬和火炬交換裝置是提取公司多余氣體處理的重要設(shè)備。它的作用主要是作為全廠安全生產(chǎn)的最后一道安全屏障,滿足各工藝裝置開車、停車及事故狀態(tài)下火炬氣安全排放的要求;同時(shí)滿足各工藝裝置在正常生產(chǎn)時(shí)安全閥和泄壓閥小流量泄漏、計(jì)劃小修火炬氣正常排放以及燃料氣、氫氣系統(tǒng)過剩時(shí)排放氣體的回收。某國內(nèi)煉油企業(yè)的低壓瓦斯排放量達(dá)到21512t/a,最高占全廠綜合加工損失的22%。因此,開好火炬及火炬氣回收設(shè)施,回收火炬氣作為燃料是煉油廠重要的節(jié)能降耗措施。1其他酸性氣火炬系統(tǒng)中國石油四川石化煉油區(qū)獨(dú)立配套的火炬及火炬氣回收設(shè)施分火炬氣回收單元、火炬單元?;鹁鎲卧鶕?jù)各裝置排放量、排放壓力和排放介質(zhì)不同,分為高壓火炬(管網(wǎng)最高壓力0.4MPa)、低壓火炬(管網(wǎng)最高壓力0.1MPa)、酸性氣火炬系統(tǒng)。各系統(tǒng)分別設(shè)置分液罐、水封閥組、水封罐及火炬頭等設(shè)施。高、低壓火炬設(shè)施是為滿足煉油區(qū)各裝置開、停車、事故狀態(tài)等非正常工況火炬氣大量排放時(shí)高點(diǎn)安全燃燒的設(shè)施;酸性氣火炬設(shè)施是硫磺回收聯(lián)合裝置專用的酸性氣安全泄放措施?;鹁鏆饣厥帐怯糜跐M足煉油區(qū)多套工藝裝置在正常生產(chǎn)時(shí)安全閥和泄壓閥小流量泄漏、裝置生產(chǎn)波動(dòng)中火炬氣正常排放量時(shí)回收排放瓦斯氣,回收氣體經(jīng)壓縮機(jī)升壓后送催化裝置脫硫后并入全廠燃料氣管網(wǎng)作為燃料。1.1火炬共架安裝火炬設(shè)施為捆綁式共塔架敷設(shè),火炬筒體結(jié)構(gòu)為可拆卸式,火炬總高155m。高、低壓火炬(DN1400)和酸性氣火炬(DN500)共架安裝,同時(shí)在塔架上預(yù)留1個(gè)烴類火炬的安裝位置,減少了占地面積,便于集中管理和維護(hù)?;鹁骖^設(shè)速度密封器、配消煙系統(tǒng)和點(diǎn)火系統(tǒng)?;鹁媾涓呖拯c(diǎn)火器11套,地面點(diǎn)火器1套,長明燈11套;火炬點(diǎn)火系統(tǒng)可在現(xiàn)場操作也可中控室DCS操作管理。1.2氣柜-壓縮機(jī)火炬氣回收系統(tǒng)為最大限度地回收利用煉油區(qū)正常生產(chǎn)過程中排放的可燃?xì)怏w,達(dá)到節(jié)約能源、降低成本、保護(hù)環(huán)境的目的,該系統(tǒng)采用氣柜-壓縮機(jī)火炬氣回收工藝。裝置或系統(tǒng)由于生產(chǎn)不平衡或其它原因造成的氣體泄放(不包括酸性氣)由火炬氣回收設(shè)施進(jìn)行回收。高、低壓2個(gè)水封閥組根據(jù)實(shí)際情況選擇回收狀態(tài)的水封高度,使排放氣體壓力低于水封壓力而高于氣柜的操作壓力,得以排入氣柜通過壓縮機(jī)回收脫硫后進(jìn)入全廠燃料氣管網(wǎng)。(1)氣亭氣柜是火炬氣回收最主要的設(shè)備之一,該氣柜選用橡膠膜密封干式氣柜,容積:20000m(2)壓縮空氣中的比率該系統(tǒng)配備3臺(tái)濕式螺桿式壓縮機(jī),吸氣能力1800m2運(yùn)營并操作2.1火炬排放工藝為保證各工藝裝置在事故狀態(tài)下大量放空時(shí)能夠安全、及時(shí)點(diǎn)燃放空氣體,避免火炬氣直接對大氣無燃燒排放,同時(shí),安全、快速切除火炬氣回收設(shè)施,確保氣柜安全運(yùn)行,該系統(tǒng)科學(xué)合理地設(shè)置了火炬排放聯(lián)鎖和火炬氣回收聯(lián)鎖2.2抗風(fēng)性問題及解決措施(1)為避免燃料氣帶液對長明燈、點(diǎn)火器點(diǎn)火影響,燃料氣均采用天然氣。燃料氣線上設(shè)置了分液罐,分液罐出口設(shè)置了過濾器。通過以上措施,有效避免了介質(zhì)帶液,確保了點(diǎn)火系統(tǒng)安全可靠。(2)長明燈在建設(shè)安裝期間沒對風(fēng)門進(jìn)行合理調(diào)試,運(yùn)行初期長明燈抗風(fēng)性差,出現(xiàn)頻繁熄滅點(diǎn)火。點(diǎn)火器點(diǎn)火壽命約為10萬次,點(diǎn)火器安裝在150m火炬塔架上,如出現(xiàn)問題維修環(huán)境特殊難度大,給全廠安全生產(chǎn)帶來非常大的安全隱患。為解決該問題,全廠開工初期,單獨(dú)排出工期在150m塔架上搭設(shè)腳手架對長明燈風(fēng)門進(jìn)行了調(diào)試,保證了長明燈的抗風(fēng)性。(3)定期對點(diǎn)火系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試,確保點(diǎn)火系統(tǒng)的功能可靠。要求每周對自動(dòng)點(diǎn)火、遠(yuǎn)程手動(dòng)點(diǎn)火、現(xiàn)場就地點(diǎn)火進(jìn)行測試,每月對地面爆燃點(diǎn)火進(jìn)行測試。每次測試情況建立臺(tái)賬管理。(4)定期對長明燈、高空點(diǎn)火器、地面爆燃點(diǎn)火引火管進(jìn)行貫通,確保管線暢通,提高點(diǎn)火可靠性。2.3加強(qiáng)蒸汽管理火炬氣回收期間,火炬頭要有足夠量的分子密封介質(zhì)確??諝獠贿M(jìn)入火炬筒體,在火炬排放時(shí)避免出現(xiàn)閃爆等安全事故。該火炬頭的密封介質(zhì)為氮?dú)?通過限流孔板有效控制了密封介質(zhì)的量,保證了密封效果?;鹁媾欧牌陂g,火炬頭需及時(shí)調(diào)整中心管、提升和消煙蒸汽,保證火炬頭不超溫?fù)p壞,燃燒不冒黑煙避免環(huán)境二次污染。對蒸汽的管理,一方面加強(qiáng)管路暖管和輸水管理,緊急投用不出現(xiàn)水擊損壞蒸汽管路及火炬塔架;另一方面,在大量排放期間要求操作人員根據(jù)排放量、排放介質(zhì)、火炬頭溫度及燃燒情況及時(shí)調(diào)整三路蒸汽,避免出現(xiàn)超溫?fù)p壞火炬頭,確?;鹁骖^長周期運(yùn)行2.4分液罐、水罐事故狀態(tài)下排放的火炬氣組分較為復(fù)雜,其中可能含有重質(zhì)油、固體催化劑、施工焊渣及鐵銹等,在排放過程中帶入分液罐。分液罐凝液外送泵選型為磁力泵,生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)磁力泵故障較為頻繁,主要原因?yàn)檩斔徒橘|(zhì)清潔度不能滿足磁力泵需要。經(jīng)與設(shè)計(jì)單位溝通,計(jì)劃更改為對介質(zhì)適應(yīng)能力更強(qiáng)的離心泵,確保火炬事故帶液排放時(shí)能及時(shí)外送凝液,不出現(xiàn)下火雨損壞火炬。2.5酸性氣火炬系統(tǒng)改造運(yùn)行初期,酸性氣連續(xù)排放期間,火炬現(xiàn)場惡臭氣體濃度較高,出現(xiàn)環(huán)境污染事件?,F(xiàn)場檢測分析惡臭氣體組成主要為H改造前酸性氣火炬排放期間,水封罐溢流水夾帶的H改造方案:(1)將破虹吸口的氣體引入酸性氣水封罐內(nèi)形成密閉系統(tǒng),避免惡臭氣體通過充破虹吸口直接溢出排向大氣。(2)增加含硫污水罐,將溢流口排出的含硫污水進(jìn)行密閉收集,通過泵送往下游酸性水汽提裝置。避免惡臭氣體通過敞口的含硫污水池溢出直接排向大氣,改造投入運(yùn)行至今該問題得到徹底解決。改造后的流程見圖2。2.6煙氣腐蝕頻繁火炬系統(tǒng)的氣壓縮機(jī)入口過濾器堵塞問題頻繁,同時(shí),氣柜帶液量大導(dǎo)致氣囊腐蝕現(xiàn)象嚴(yán)重。為避免類此問題出現(xiàn),氣柜入口增加了2臺(tái)過濾面積550m3優(yōu)化方案3.1優(yōu)化裝置氮?dú)馄胶鉄捰蛥^(qū)火炬系統(tǒng)首次開工運(yùn)行至今存在的問題是火炬氣無法實(shí)現(xiàn)完全回收,火炬氣進(jìn)入火炬頭燃燒排放。該問題一方面增加了全廠加工損失,另一方面在燃燒排放過程中出現(xiàn)環(huán)境污染。超量排放的主要原因有3個(gè):(1)全廠氫氣平穩(wěn)困難,調(diào)節(jié)不及時(shí),過量的氫氣排入低壓火炬管網(wǎng)。(2)天然氣制氫裝置所產(chǎn)生的合成氣,下游裝置在停工期間,無法利用直接排火炬。(3)各工藝裝置火炬排放無法監(jiān)控,不利于優(yōu)化火炬排放及回收管理。針對以上問題的優(yōu)化方案:(1)調(diào)度室根據(jù)耗氫裝置的負(fù)荷調(diào)整及時(shí)調(diào)整天然氣制氫裝置的運(yùn)行負(fù)荷,優(yōu)化全廠氫氣平衡,確保氫氣富余量盡可能低。(2)天然氣制氫裝置富裕氫氣改至電廠鍋爐做燃料。(3)新增天然氣制氫裝置合成氣改至電廠鍋爐做燃料。(4)各工藝裝置火炬出裝置界區(qū)安裝流量計(jì),加強(qiáng)各工藝裝置的排放管理。通過以上優(yōu)化方案,火炬排放總量由之前的15000~25000m3.2通過火炬裝置的處理能力回收單元3臺(tái)壓縮機(jī)最大回收能力為7200m為盡可能回收煉廠排放的火炬氣消滅火炬天燈,火炬氣脫硫單元需擴(kuò)能到7200m3.3氣柜回收量、排放火炬火炬及火炬氣回收設(shè)施聯(lián)鎖工況分2種。1種是回收工況,高低壓火炬排放氣完全進(jìn)入氣柜,火炬頭熄滅;另1種是排放工況,氣柜聯(lián)鎖切除,火炬氣全部排向火炬頭燃燒。實(shí)際運(yùn)行過程中,火炬管網(wǎng)排放量高于最大回收量,低于火炬排放聯(lián)鎖量。生產(chǎn)上只能是在排放燃燒的過程中同時(shí)進(jìn)行火炬氣回收。氣柜回收量不能通過水封閥組來調(diào)節(jié),只能通過氣柜入口蝶閥根據(jù)氣柜高度手動(dòng)調(diào)節(jié)。該調(diào)節(jié)非常頻繁勞動(dòng)強(qiáng)度大,且存在安全隱患。為解決該問題,同時(shí)減少火炬聯(lián)鎖啟動(dòng)火炬單元水、電、蒸汽和燃料氣等公用工程消耗,氣柜入口聯(lián)鎖閥計(jì)劃改為程控閥3.4火炬自動(dòng)點(diǎn)火原設(shè)計(jì)高、低壓火炬聯(lián)鎖方案在火炬氣回收期間,長明燈處于常燃狀態(tài),排放的火炬氣通過水封閥組封閉由火炬氣回收設(shè)施回收利用。長明燈燃料氣消耗量約為60m(1)摘除現(xiàn)有點(diǎn)火邏輯上長明燈溫度<100℃時(shí)高、低壓火炬均自動(dòng)點(diǎn)火。(2)火炬總管溫度、壓力、流量聯(lián)鎖測量點(diǎn)由一取一改為二取一,提高測量可靠性,確保排放時(shí)點(diǎn)火系統(tǒng)能即時(shí)點(diǎn)火(3)火炬長明燈供氣閥門掛至火炬排放聯(lián)鎖,當(dāng)火炬排放結(jié)束復(fù)位至火炬氣回收狀
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