一、簡介
本地面火炬系統(tǒng)可保證孝義鵬飛焦爐煤氣制甲醇聯(lián)產LNG工程裝置地面火炬停電、開停車及事故狀態(tài)時的放空氣能夠及時、安全、可靠地放空燃燒,保證在運行過程中實現(xiàn)低噪聲無煙燃燒,本地面放空火炬系統(tǒng)主要由控制閥、管道阻火器、水封分液罐、地面火炬、地面火炬自動點火系統(tǒng)組成。
二、操作前準備
2.1系統(tǒng)送電前應進行以下檢查
(1)控制柜內部、控制柜與各外部設備之間的連接線是否正確無誤;
(2)控制柜內部各元件間連接有無松動脫落;
(3)控制柜內各空氣斷路器、插座均應處于正常運行位置。
2.2控制柜電源送上后應進行以下檢查
(1)本控制系統(tǒng)的現(xiàn)場電氣柜屬于正壓防爆柜,等正壓防爆柜的主柜內的正壓建立起來時,正壓防爆柜的副柜柜面指示燈亮時,現(xiàn)場的電氣柜才能供電工作。
(2)柜面的指示燈應正確顯示。
(3)應先對各控制的設備單個手動試運行。(注意:調試運行前應根據(jù)工藝實際情況操作界區(qū)內手動閥開關狀態(tài))
2.3地面火炬使用前操作順序:吹掃 → 水封補水 → 氣體置換 → 打開氮氣吹掃閥吹掃。
調試順序:水封補水調試 → 點火及檢測的調試 → 分級放空模擬調試 → 聯(lián)動調試。
(注意:只打開調試部分的手動閥及吹掃閥,確定其余閥門為關閉狀態(tài))
三、放散操作
各單元調試完成后,確認氮氣吹掃打開狀態(tài),水封罐、分液罐的排液閥關閉狀態(tài),各電氣控制閥門為關閉狀態(tài),然后打開放散氣放空管、燃料氣管、蒸汽管、儀表空氣上的手動閥(有旁通的閥組旁通閥應該為關閉狀態(tài)),此時可通過手動/自動來完成放空的操作。
自動操作:將(手動-0-自動)轉換開關打到自動位置。
手動操作:將(手動-0-自動)轉換開關打到手動位置。
放散系統(tǒng):
當?shù)谝患壢紵到y(tǒng)管線中有放散氣排放時,系統(tǒng)先點燃布置在第一級燃燒器旁的3臺長明燈,長明燈配有自動點火裝置。長明燈燃料氣來自廠區(qū)燃料氣管道。排放氣由第一級燃燒燒器放空。
當壓力達到二級排放壓力設定值后,啟動二級燃燒器管線的氣動閥門,通過二級燃燒器進行燃燒,第二級燃燒器由已燃燒的第一級燃燒器火焰引燃。
當壓力達到三級排放壓力設定值后,系統(tǒng)先點燃布置在第三級燃燒器旁的2臺長明燈,啟動三級燃燒器管線的氣動閥門,通過三級燃燒器進行燃燒,第三級燃燒器長明燈引燃,長明燈燃料氣來自廠區(qū)燃料氣管道。排放氣由第三級燃燒燒器放空。
當?shù)谒募壢紵到y(tǒng)管線中有放散氣排放時,啟動四級燃燒器管線的氣動閥門,通過四級燃燒器進行燃燒,第四級燃燒器由已燃燒的第三級燃燒器火焰引燃。
當壓力達到五級排放壓力設定值后,系統(tǒng)先點燃布置在第五級燃燒器旁的2臺長明燈,啟動五級燃燒器管線的氣動閥門,通過五級燃燒器進行燃燒,第五級燃燒器由長明燈引燃,長明燈燃料氣來自廠區(qū)燃料氣管道。排放氣由五級燃燒燒器放空。
當壓力達到六級排放壓力設定值后,啟動六級燃燒器管線的氣動閥門,通過六級燃燒器進行燃燒,第六級燃燒器由已燃燒的第五級燃燒器火焰引燃。
為保證安全、可靠,放散系統(tǒng)在第二級、第三級、第四級、第五級、第六級燃燒系統(tǒng)管線上設有旁路,并設置爆破片。
地面火炬氮氣控制系統(tǒng)詳細說明:
地面火炬每級燃燒系統(tǒng)上均設有氮氣吹掃管線,接入每級燃燒系統(tǒng)對該燃燒系統(tǒng)進行吹掃保護。氮氣總管上設有低壓報警。
四、注意事項
4.1保證長明燈始終在工作狀態(tài)即長明燈始終有火焰;
4.2保證氮氣的壓力及供給量;
4.3火炬運行中,任何人不得進入圍墻內,以免發(fā)生事故;
4.4冬季要把火炬裝置的伴熱系統(tǒng)打開,避免發(fā)生火炬系統(tǒng)內的設備、管道發(fā)生凍結發(fā)生事故;
4.5火炬界區(qū)20米內不應布置散發(fā)可燃氣體的裝置或儲罐。界區(qū)內應配備相應滅火器;
4.6現(xiàn)場安裝有可燃氣體報警儀,報警儀報警時說明有可燃氣體泄漏,此時禁止在本區(qū)域操作所有控制對象;
4.7點火區(qū)域內的點火電纜采用裸露的鋼鉸線,工作時有瞬間高壓;在維修檢查中須切斷其電源開關;
4.8本系統(tǒng)的供電是進入電氣柜內后,通過在線式UPS給控制系統(tǒng)供電,當系統(tǒng)長時間停電時需關閉UPS電源,以防止饋電;等系統(tǒng)來電時再合上UPS電源;
4.9水封罐內的液位過低時,系統(tǒng)會報警并且在自動控制后自動補水,如長時間報警需手動補水;
4.10在放散管路上配有爆破片,當爆破片被使用后應及時更換,以免發(fā)生泄漏事故。
五、控制系統(tǒng)
本套系統(tǒng)以SIEMENS公司的S7-300系列PLC為控制核心,使本套系統(tǒng)具有性能穩(wěn)定,運算能力強,高可靠性,抗干擾能力強等特點,保證了整個系統(tǒng)的安全運行。
本系統(tǒng)具有自動、手動、二種工作方式,控制柜內裝有通訊模塊,可以實現(xiàn)作為從站與DCS通訊,系統(tǒng)配置有遠程集中UPS后備電源,保證在短時間停電時,不影響工作:界區(qū)照明電源不包括在內。并配置3套可燃氣報警儀,用來檢測可燃氣泄漏濃度,并及時聲光報警,提醒工作人員及時檢修,避免發(fā)生事故。
PLC控制實現(xiàn)自動點火,火焰檢測等數(shù)據(jù)采集并能與DCS實現(xiàn)通訊,控制參數(shù)的設定和修改均需在PLC單元上進行操作。
六、點火系統(tǒng)
本地面火炬設置七套點火系統(tǒng),為火焰?zhèn)鬏斊鼽c火系統(tǒng)。
七套點火系統(tǒng)自成體系由就地式主控器控制,它是以PLC為核心的控制系統(tǒng)?;鹁娴淖詣狱c火觸發(fā)信號來自筒體內監(jiān)測長明燈運行的熱電偶的溫度趨勢信號。
當系統(tǒng)檢測到長明燈熄滅時,即向主控器發(fā)出點火信號。主控器啟動點火程序:激發(fā)器的高壓點火打火,打開火焰?zhèn)鬏斊鞯臍鈩娱y,打開長明燈的氣動閥,此時火焰?zhèn)鬏斊鼽c燃并將火焰?zhèn)魉椭灵L明燈附近,將長明燈點燃。點火成功后長明燈內熱電偶接收到溫度信號,根據(jù)熱電偶的溫度趨勢信號確認點火成功,關閉燃料氣管道上的火焰?zhèn)鬏斊鞯臍鈩娱y。系統(tǒng)自動點火程序結束。
節(jié)能長明燈在正常狀態(tài)下,處于連續(xù)工作狀態(tài),一旦熄滅,點火程序將啟動,長明燈的點燃與否,由熱電偶監(jiān)視,同時還有紫外火焰檢測器的監(jiān)視。
除火炬自動點火系統(tǒng)的控制自成體系外,火炬裝置的相關儀表信號引至現(xiàn)場主控制柜PLC中?,F(xiàn)場PLC信號可通過通訊接口接入主控室DCS。
長明燈溫度測量信號接入PLC系統(tǒng),并在顯示器上顯示?;鹁孀詣狱c火系統(tǒng)由自成體系的就地式主控制器控制,它是以PLC為核心的控制系統(tǒng)。
七、安全系統(tǒng)
7.1氮氣吹掃
低耗量氮氣吹掃,其主要作用是保證在排放氣中斷后阻止空氣倒流進火炬筒體內,確保再次排放時不會發(fā)生回火、爆炸。氮氣吹掃管路分6路,每路通過孔板吹掃各級放空管道。通往第1、2、3、4、5、6級放空管線上設置氣動閥,通過PLC控制,當打開第2級至6級放空管線上的氣動切斷閥時,提前打開吹掃氣動閥,當關閉第2級至6級放空管線上的氣動切斷閥時,延時5-15分鐘后,關閉氮氣的切斷閥。實現(xiàn)自動吹掃,避免由于放空氣體壓力過低發(fā)生回火爆炸的事故。
7.2爆破片
爆破片是防止各級放空氣管道上的切斷閥出現(xiàn)事故,不能打開時,放空氣不能及時排放使上級系統(tǒng)超壓,出現(xiàn)更大事故。由于爆破片為一次性的,在爆破片上設有爆破片使用電信號,當爆破片使用后應及時更換。
7.3阻火器
阻火器是一級發(fā)生回火時,它可以把燃燒的氣體窒息,使火焰熄滅。
7.4分液罐
目的使氣體均勻進入各級管路,要定期將分配罐的積液排放干凈,然后將排放液閥關閉。任何狀態(tài)下,禁止將罐中的液體直接排放在界區(qū)地面。
進入冬天時需將分液罐的蒸汽伴熱打開。
7.5水封罐
放散上設有水封罐,設計的水封高度。
當水封罐液位計的液位達到下限預定值時,自動補水閥打開,給水封罐補水,達到第二個預定值時,自動補水閥自動關閉。當水封罐達到下限預定值時,水封罐自動排水閥打開,直到水位達到預定值時,自動排水閥自動關閉。
當水封罐第一次使用時需將水封罐補水閥打開,直至溢流管流出水為止。
進入冬天時需將水封罐、液位計、補水管路的蒸汽加熱打開,可以適當?shù)恼{節(jié)蒸汽伴熱閥門的開度,使之不結冰。
八、放散氣分級放散系統(tǒng)
放散氣分六放散,第一級,放空氣通過手動閥、氣動閥、阻火器后在燃燒器內燃燒;第二級到第六級為放空氣通過手動閥、氣動切斷閥分別在燃燒器內燃燒。
九、工藝管道的檢查、吹掃及置換
操作人員應熟悉操作規(guī)程、管轄范圍內的工藝流程、設備、儀表等,正常及應急狀態(tài)下的操作方案。
9.1檢查
在正式試運之前,應對可燃性氣體排放系統(tǒng)進行全面檢查。
核對單元內外接口處的管道是否吻合。
檢查、核對工藝流程,確信各種管道連接符合設計要求,正確無誤。
檢查各處切斷閥門,確認操作靈活,關開有效且無泄漏。
檢查所有儀表處于正常工作狀態(tài),一次閥應處于全開狀態(tài)。
檢查各處集液低點放空設施,確保完整并暢通無阻且無泄漏。
火炬檢修時要打開燃料氣立管底下的排液閥把液體排放干凈。
9.2吹掃
火炬檢修或火炬停運時間過久時,生產人員應對可燃性氣體放空系統(tǒng)重新吹掃。
管道的吹掃,由工藝站內向火炬吹掃。
放空管道的吹掃,可從裝置到火炬一次完成,也可根據(jù)切斷閥的設置情況分段吹掃。
除放空管道外,長明燈用燃料氣管道、點火管道、引火管道都必須逐條進行吹掃。
吹掃過程中,必須加強沿線檢查工作,并注意及時排除低點積水,吹掃時間的長短,必須確保管道中污物被清除凈盡,
吹掃時要有專人查看管路泄漏情況。
吹掃結束后,打開各低點放空口,放凈低點積存的污物和積水。
9.3置換
可燃性氣體進入排放系統(tǒng)之前,必須對系統(tǒng)中的空氣進行置換,使系統(tǒng)中氧氣含量不高于5%,保證系統(tǒng)的安全。
置換介質采用氮氣。
置換的完成:應根據(jù)置換介質入口至筒內燃燒器長度制定出時間。
置換完成后,應打開氮氣閥門,對系統(tǒng)進行保護。
9.4檢查
火炬點火系統(tǒng)的調試應在系統(tǒng)吹掃后盡早進行,并在生產裝置開工之前完成。
檢查點火系統(tǒng)的各種管道、管件、過濾器、閥門、壓力表、電氣元件、設備接地等,確信安裝正確,管道暢通無阻。
檢查各種管道低點排污,打開閥門,排除積水或污物。
把點火用電源、壓縮空氣、燃料氣與全廠系統(tǒng)接通。調整電氣控制部分的時間繼電器,每次點火的發(fā)火時間控制在10~15秒范圍內。
檢查燃料氣管網(wǎng)壓力,確保在正常范圍內。
9.5記錄
為指導生產,點火成功后,應進行總結記錄。
記錄各次點燃時的壓力,進行分析。通過數(shù)據(jù)分析,制定火炬點火操作參數(shù)圖表。
如果點火調試是采用臨時氣源進行的,當全廠燃料氣系統(tǒng)接通后,應重新進行點火調試,并進行分析總結。
十、維護
應定期試點火一次,若發(fā)現(xiàn)問題及時處理。
每隔2月應檢查火焰監(jiān)測器一次,發(fā)現(xiàn)探頭過于臟時應用凈布擦潔,以保證其表面清潔,定期檢查燃氣管網(wǎng)系統(tǒng),注意及時排液和管道暢通。發(fā)現(xiàn)有泄漏現(xiàn)象應及時處理。
十一、火炬燃燒運行
火炬燃燒運行的條件:
管路置換完成;
長明燈已被點燃;
凝結液去向落實,回收系統(tǒng)完善。
十二、火炬檢修及危險因素分析
系統(tǒng)需要檢修時,必須指定檢修方案,具體實施時,必須確認長明燈已經(jīng)熄滅,關閉有關閥門,斷電,用蒸汽或氮氣吹掃火炬系統(tǒng),并對放空管道加臨時盲板或其他隔離措施,確認安全后方可進行,因檢修而破壞了火炬系統(tǒng)的氣密時,在重新投用之前必須再次進行吹掃和置換,保證系統(tǒng)的安全。
火炬系統(tǒng)的主要危險因素為:火災爆炸。發(fā)生火災爆炸的主要原因是: 低熱值可燃氣體或惰性氣體排入火炬系統(tǒng)系統(tǒng)會破壞穩(wěn)定燃燒狀態(tài)或導 致火炬熄火;空氣竄入火炬系統(tǒng)會使放空管道和火炬設施內形成爆炸性氣體,易導致回火引起爆炸,損壞管道或設備;酸性氣體會造成管和設備的腐蝕。