火炬系統(tǒng)的優(yōu)化操作

小水

摘要：介紹了青島煉化公司火炬系統(tǒng)概況，公司從
降低火炬氣排放量、提高火炬排放安全性、保證足夠的火
炬氣回收能力等方面開展了工作，并對存在問題提出改進
建議。
關(guān)鍵詞：火炬系統(tǒng)；點火系統(tǒng)；優(yōu)化操作；火炬氣；回收
對于煉油廠來說，火炬系統(tǒng)的意義主要有兩個方面：
一是作為煉油廠的最后一道安全屏障，滿足各工藝裝置開
停車、停電、停儀表風(fēng)等事故狀態(tài)下火炬氣安全排放的要
求；二是滿足各工藝裝置在正常生產(chǎn)時安全閥和泄壓閥小
流量泄漏、計劃中小修火炬氣正常排放以及燃料氣、氫氣
系統(tǒng)過剩時排放氣體的回收。事故狀態(tài)下，能夠穩(wěn)定燃燒
并不造成憋壓是火炬系統(tǒng)的基本要求；正常生產(chǎn)時，能夠
完全回收火炬氣，消滅火炬長明燈是工廠降低加工損耗、
精細化管理的需要。據(jù)不完全統(tǒng)計，2008 年國內(nèi)煉油企業(yè)
中，低壓瓦斯排放最高占全廠綜合加工損失的22%，全年
排放量達到21 512 t。因此，做好火炬及火炬氣回收系統(tǒng)操
作具有重要意義。
1 火炬系統(tǒng)概況
1.1 工藝流程
青島煉化公司全廠放空系統(tǒng)分為3 個管網(wǎng)，分別對應(yīng)
3 個火炬頭。高壓放空管網(wǎng)（DN 1000）單獨對應(yīng)一套分液
罐、水封罐和1# 主火炬頭，接受來自加氫處理反應(yīng)部分、
氣體分餾裝置和氫氣管網(wǎng)壓控的放空氣體。低壓放空管網(wǎng)
(由一條DN 1400 和一條DN 1100 管線在分液罐前匯合)
對應(yīng)一套分液罐、水封罐和2# 主火炬頭，接受來自除以上
部分以外其他14 套工藝裝置、儲運系統(tǒng)、燃料氣壓控等的
放空氣體；其中DN 1100 管線接受來自催化裂化和焦化裝
置的放空氣體。酸性氣火炬為一個獨立的系統(tǒng)，對應(yīng)酸性
氣水封分液罐和3# 火炬頭，接受硫磺聯(lián)合裝置緊急情況
下的放空酸性氣。
高壓放空系統(tǒng)在進入分液罐之前，引出一條DN700
支線經(jīng)閥2、閥3 進入20 000 m3 氣柜進行火炬氣回收；低
壓放空系統(tǒng)兩條管線在進入分液罐之前，各引出一條
DN700 支線，匯合后經(jīng)閥1、閥3 進入20 000 m3 氣柜進行
火炬氣回收。為防止放空系統(tǒng)管網(wǎng)形成負壓，設(shè)計從火炬
氣壓縮機出口管線（DN 200） 引出放空管網(wǎng)補壓線(DN
150),在高、低壓放空管線進入火炬氣凝液罐之前經(jīng)閥4、
閥5 進行補壓，保證兩個放空系統(tǒng)管網(wǎng)壓力不低于2 kPa。
在正常生產(chǎn)時，火炬氣回收系統(tǒng)啟用，高、低壓放空系
統(tǒng)水封罐的水封高度為1 000 mm，火炬處于熄滅狀態(tài)，裝
置正常排放或閥門內(nèi)漏的瓦斯氣進入氣柜，經(jīng)壓縮機壓縮
至1.1 MPa 后送至干氣脫硫裝置。在裝置開停工或事故狀
態(tài)下，水封罐泄水封閥組聯(lián)鎖打開，水封高度降至固定水
封400 mm，同時聯(lián)鎖關(guān)閉閥1 或閥2，并啟動高空自動點
火系統(tǒng)點燃火炬長明燈，實現(xiàn)放空氣體安全排放。當壓力、
溫度檢測信號滿足正常工況設(shè)定條件時，水封高度重新提
高到1 000 mm，開始進行火炬氣回收。高、低壓火炬系統(tǒng)
流程示意如圖1 所示。
圖1 火炬系統(tǒng)流程示意
鐘湘生陳文武
（中國石化青島煉油化工有限責(zé)任公司，山東青島266500）
火炬系統(tǒng)的優(yōu)化操作
生產(chǎn)與環(huán)境
安全
健康
環(huán)境
、和
編輯倪桂才
30 2010 年第10 卷第4 期
表1 火炬設(shè)計參數(shù)
2 降低火炬氣排放量
2.1 實現(xiàn)裝置火炬氣有序排放
消滅火炬長明燈，關(guān)鍵在于從源頭抓起，控制好裝置
氣體排放。青島煉化公司優(yōu)化全廠操作，基本實現(xiàn)了控制
全廠火炬氣排放量3 000～3 500 m3/h，火炬壓縮機（回收
能力1 800 m3/h·臺）開1 臺的目標。生產(chǎn)調(diào)度及時掌握各
裝置的火炬氣排放情況，對可能排放的閥門在DCS 上監(jiān)
控閥門開啟時間；同時加強對火炬氣體的組成分析，及時
對可能排放瓦斯的裝置進行排查，實現(xiàn)了裝置火炬氣的有
序排放。例如，某天的火炬氣組成見表2，根據(jù)分析結(jié)果很
快確定為加氫裝置安全閥內(nèi)漏，采取措施后放空量減少約
800 m3/h。
2.2 優(yōu)化裝置瓦斯排放流程
對部分裝置中可以不排入火炬系統(tǒng)的瓦斯氣優(yōu)化流
程，直接加以利用，從源頭上減少火炬氣流量。例如：將連續(xù)
重整裝置脫異戊烷塔頂瓦斯氣由排火炬改為去制氫轉(zhuǎn)化爐
做燃料，減少火炬氣約350 m3/h；將溶劑再生裝置閃蒸氣體
由排火炬改為直接去焚燒爐燃燒，減少火炬氣約180 m3/h
等。
2.3 做好燃料氣、氫氣系統(tǒng)平衡
優(yōu)化全廠燃料氣管網(wǎng)、氫氣管網(wǎng)操作，抓好燃料氣、氫
氣平衡，杜絕管網(wǎng)燃料氣、氫氣向火炬系統(tǒng)放空，降低火炬
氣回收系統(tǒng)的負荷。燃料氣平衡是煉油廠生產(chǎn)難點之一，
公司實際加工原油重于設(shè)計原油，燃料氣產(chǎn)量較大，生產(chǎn)
中主要采用適時調(diào)整開工鍋爐負荷，調(diào)整催化、焦化裝置
處理量，調(diào)整催化裝置反應(yīng)溫度等手段實現(xiàn)燃料氣平衡。
通過適時調(diào)整制氫、重整、加氫處理、柴油加氫等臨氫生產(chǎn)
裝置負荷實現(xiàn)氫氣平衡。
3 提高火炬排放安全性
3.1 設(shè)定可靠的工藝聯(lián)鎖
為保證裝置事故狀態(tài)大量放空時，火炬系統(tǒng)能夠安
全、及時點燃放空氣體，保護氣柜，公司對火炬系統(tǒng)的工藝
聯(lián)鎖進行了科學(xué)合理的設(shè)定。火炬系統(tǒng)聯(lián)鎖條件及聯(lián)鎖動
作關(guān)系，如表3 所示。
3.2 提高點火系統(tǒng)可靠性
a）解決燃料氣帶液問題。火炬長明燈、高空點火器所
用燃料氣為全廠燃料氣管網(wǎng)的末端，而且燃料氣耗量較
小，因此火炬部分燃料氣中帶液較為嚴重，影響點火的成
功率。根據(jù)現(xiàn)場情況，在燃料氣過濾器底部增加一DN 15
跨線至火炬分液罐前，平時保持該跨線閥門開1/3，使燃料
氣中帶液進入火炬分液罐，有效解決了燃料氣的帶液問
題，提高了點火的成功率。
b）解決高壓發(fā)生器受潮問題。開工初期，火炬高空點
火器多次發(fā)生因高壓發(fā)生器受潮不能打火而點不燃長明
燈的情況。在每個高壓發(fā)生器外增加一密封良好的防潮
箱，保證了高壓發(fā)生器的正常工作。
c）定期進行點火系統(tǒng)試運。規(guī)定每天夜班對所有長
明燈進行試點，并對發(fā)現(xiàn)的問題進行記錄，要求點火一次
成功率達到80%以上。
d）定期進行燃料氣管線貫通、吹掃。每周對長明燈、
高空點火器、爆鳴管用蒸汽或氮氣進行貫通吹掃一次，保
證管線暢通，提高點火可靠性。
3.3 保證火炬頭運行安全
火炬頭的安全、長周期運行，要保證以下兩點。
a）火炬氣回收時，要保證流體密封氮氣量足夠而且
連續(xù)[1]，防止因空氣進入火炬筒體與可燃氣體混合后達到
爆炸極限，遇明火后在火炬頭處發(fā)生閃爆，影響火炬頭的
長周期運行[2]。按照有關(guān)標準要求，吹掃氣體的流量應(yīng)能