1、HDQ-2型高空自動(dòng)點(diǎn)火裝置在火炬上的應(yīng)用邵有志（中國石油寧夏石化公司 寧夏銀川 750026；）摘要：合成氨一部火炬點(diǎn)火采用人工點(diǎn)火方式，為了提高自動(dòng)化操作水平以及達(dá)到安全環(huán)保效果，寧夏石化公司決定將火炬點(diǎn)火設(shè)備改造為HDQ-2型高空自動(dòng)點(diǎn)火裝置，本文主要介紹HDQ-2型高空自動(dòng)點(diǎn)火裝置。關(guān)鍵詞：火炬 點(diǎn)火 HDQ-2型高空點(diǎn)火裝置1 引言火炬是石油化工廠保障生產(chǎn)安全和環(huán)保的一種設(shè)施。寧夏石化公司合成氨一部火炬系統(tǒng)由開工火炬和常明火炬組成，火炬系統(tǒng)的作用是及時(shí)處置生產(chǎn)裝置排放的多余、有害氣體，并處理試車、開停車時(shí)產(chǎn)生的工藝氣體、以及事故狀態(tài)下瞬間釋放的大量工藝氣體，使得這些工藝氣體直接燃燒，

2、不會(huì)對大氣造成污染。目前合成氨一部火炬點(diǎn)火采用人工點(diǎn)火方式，即當(dāng)火炬有尾氣排出時(shí)，主要委托治安保衛(wèi)部進(jìn)行人工信號彈點(diǎn)火，這種點(diǎn)火方式存在一下缺點(diǎn)：1）信號彈采購困難，且點(diǎn)火成功率低，增加了員工的工作強(qiáng)度；2）火炬的是否正常運(yùn)行，只能通過肉眼進(jìn)行觀察，這樣就不會(huì)及時(shí)作出判斷，特別是在白天很難發(fā)現(xiàn)火炬熄滅，造成環(huán)境污染；3）隨著工藝狀況的優(yōu)化，排往火炬的尾氣量逐漸減少，火炬極易熄滅，造成環(huán)境污染；4）由于是委托治安保衛(wèi)部的人員進(jìn)行點(diǎn)火，人工信號槍點(diǎn)火存在槍械傷害、燙傷等隱患，同時(shí)會(huì)延誤點(diǎn)火時(shí)間、風(fēng)力較大時(shí)火炬頻繁熄滅現(xiàn)場需多次點(diǎn)火。這些因素對合成氨一部正常生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)等問題提出嚴(yán)峻考驗(yàn)。2011

3、年寧夏石化公司充分比較了多種不同點(diǎn)火裝置的技術(shù)特點(diǎn)，選擇了具有比較優(yōu)勢的中國航空工業(yè)集團(tuán)陜西秦嶺特種電氣有限責(zé)任公司研究的HDQ-2型高空點(diǎn)火裝置。該裝置具有點(diǎn)火迅速可靠、耐高溫、耐腐蝕、操作簡單等特點(diǎn)，可進(jìn)行就地和遠(yuǎn)程操作。2 火炬系統(tǒng)改造方案2.1 火炬點(diǎn)火現(xiàn)狀寧夏石化公司火炬系統(tǒng)由開工火炬和常明火炬組成，火炬原有點(diǎn)火設(shè)備為地面爆燃式火炬點(diǎn)火，由于使用效果不理想，已停用多年。如圖1所示。目前火炬點(diǎn)火采用人工點(diǎn)火方式，即當(dāng)火炬有尾氣排出時(shí)，主要委托治安保衛(wèi)部進(jìn)行人工信號彈點(diǎn)火。空氣1 常明火炬頭 2 開工火炬頭 3 引火頭 液化氣4112-V11放空氣放空氣123圖1改造前火炬點(diǎn)火流程圖2.

4、2 火炬點(diǎn)火系統(tǒng)改造方案根據(jù)寧夏石化公司合成氨火炬實(shí)際情況,常明火炬高約為36米、火炬頭部直徑為1米，開工火炬高約為36米、頭部直徑為0.5米，新火炬點(diǎn)火系統(tǒng)采用中國航空工業(yè)集團(tuán)陜西秦嶺特種電氣有限責(zé)任公司生產(chǎn)的HDQ-2型火炬自動(dòng)點(diǎn)火裝置，為保證常明、開工火炬點(diǎn)火的可靠性，可采用以下點(diǎn)火方案。常明火炬采用三套HDQ-2型火炬點(diǎn)火裝置，并根據(jù)當(dāng)?shù)仫L(fēng)向按120布置于火炬周圍，開工火炬采用二套HDQ-2型火炬點(diǎn)火裝置，按180布置于火炬周圍，以保證可靠引燃火炬。如圖2所示。常明火炬開工火炬點(diǎn)火裝置圖2 點(diǎn)火裝置布置圖當(dāng)放空火炬需排放時(shí)，可在現(xiàn)場就地控制箱操作引火筒電磁閥按鈕和長明燈電磁閥按鈕及高空

5、點(diǎn)火按鈕或控制室DCS系統(tǒng)上操作引火筒電磁閥按鈕和長明燈電磁閥按鈕及點(diǎn)火按鈕，使天然氣送至引火筒，引火筒上電咀打火將其點(diǎn)燃。引火筒火焰將長明燈引燃，從而引燃火炬，同時(shí)可在控制室DCS系統(tǒng)上顯示火炬火焰溫度信號。如圖3所示。當(dāng)火炬點(diǎn)燃后，將引火筒電磁閥關(guān)閉，熄滅引火筒，可以按實(shí)際工作情況關(guān)閉長明燈。TETETETETE7DCS控制123456天然氣空氣8放空氣放空氣1 常明火炬頭 2 開工火炬頭 3 引火筒 4 高空點(diǎn)火裝置 5 長明燈 6 電磁閥 7 點(diǎn)火器就地控制箱 8 4112-V11圖3 HDQ-2型高空自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)2.3 HDQ-2型高空自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)1）便于操作，而且穩(wěn)定安全。2

6、）可以通過火焰溫度在DCS上實(shí)時(shí)監(jiān)控火炬的運(yùn)行狀況，確保了火炬的正常運(yùn)行。3）由于本點(diǎn)火系統(tǒng)設(shè)置長明燈，解決了火炬的尾氣量少，火炬易熄滅問題。3 HDQ-2型高空自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)HDQ-2型高空自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)主要由HDQ-2型高空自動(dòng)點(diǎn)火裝置、熱電偶和電磁閥等部分組成。HDQ-2型高空自動(dòng)點(diǎn)火裝置主要用于石油化工、天然氣、冶金等行業(yè)放空火炬的點(diǎn)火。該裝置由引火筒、半導(dǎo)體電咀、專用彎管、高溫導(dǎo)電桿、專用電纜、高能點(diǎn)火器、火焰檢測器及控制柜等組成。火焰檢測器是由鎧裝熱電偶、電纜及顯示儀組成。當(dāng)引火筒點(diǎn)燃后，可顯示火焰信號（溫度及開關(guān)量信號），便于在控制室觀察。3.1 HDQ-2型火炬點(diǎn)火裝置特點(diǎn) HDQ

7、-2火炬點(diǎn)火裝置采用航空半導(dǎo)體材料，利用沿面放電形式；具有發(fā)火電壓低，火花能量大，抗污染，不積碳，自凈能力強(qiáng)， 耐高溫，壽命長，在水中、冰里打火，不受外界環(huán)境影響等特點(diǎn)。各部件之間的連接，采用插入式連接，避免了由熱脹冷縮或擺動(dòng)造成的接觸不良現(xiàn)象，使連接更加牢固可靠。3.2 高能點(diǎn)火器FGDQ-20 高空點(diǎn)火裝置由FGDQ-20型防爆高能點(diǎn)火器、防護(hù)箱、高溫導(dǎo)線、高壓電纜、高能半導(dǎo)體電咀及引火筒組成，能夠?qū)崿F(xiàn)就地及遠(yuǎn)程控制點(diǎn)火，與PLC連鎖實(shí)現(xiàn)自動(dòng)點(diǎn)火，并通過數(shù)據(jù)線將信號傳至DCS系統(tǒng)。該點(diǎn)火裝置采用航空電子點(diǎn)火技術(shù)，高能半導(dǎo)體電咀作為點(diǎn)火器元件。輸入電壓AC220V，利用半導(dǎo)體表面放電原理輸出

8、DC2500V高能電壓，電咀高壓放電產(chǎn)生火花，引燃燃料氣，從而點(diǎn)燃引火筒、引燃長明燈及常明火炬。高空火炬點(diǎn)火器使用安全可靠，發(fā)火電壓低（6001200V即發(fā)火）、火花能量大（20焦耳）、壽命長（火花次數(shù)2105）、自凈能力強(qiáng)、抗污染、不結(jié)焦、不積碳、不受任何環(huán)境影響（可在水、冰、油、土、沙中正常發(fā)火），電咀、導(dǎo)電桿耐高溫結(jié)構(gòu)緊湊、合理、安裝便利、點(diǎn)火迅速、點(diǎn)火按鈕可遠(yuǎn)程操作，也可與自動(dòng)控制系統(tǒng)配套使用。高能點(diǎn)火器參數(shù)如表1所示下: 表1 高能點(diǎn)火器主要參數(shù)主要參數(shù) 輸入電壓 輸出電壓峰值 點(diǎn)火方式 使用壽命 火花頻率 用電容量 防爆等級 防護(hù)等級數(shù)值 AC220V DC2500 電蝕方式 20

9、萬次 14Hz 0.5Kw dBT4 IP653.3 高能半導(dǎo)體電咀 MDZ-7A電咀發(fā)火元件采用航空電咀特有的陶瓷半導(dǎo)體，惻電極和中心電極采用高溫耐熱合金鋼，內(nèi)部采用高溫密封工藝，因此具有以下特點(diǎn)： 1） 發(fā)火電壓低（2500V以下）、火花能量大、點(diǎn)火迅速可靠。 2） 不怕污染、不積碳、自凈能力強(qiáng)。 3） 在高溫下能可靠地工作（耐溫1100C）3.4 抗風(fēng)式節(jié)能長明燈 抗風(fēng)式節(jié)能長明燈為中國航空工業(yè)集團(tuán)陜西秦嶺特種電氣有限責(zé)任公司的專有產(chǎn)品，長明燈采用文丘里原理，引射空氣預(yù)混型。長明燈頭部采用高溫合金材料，表面酸性鈍化處理。小噴嘴、大流速引射大量空氣，火焰剛性好、抗風(fēng)能力強(qiáng)，在惡劣環(huán)境下，保

10、證火焰的剛度。長明燈主要指標(biāo)如表2所示。表2 長明燈主要指標(biāo)主要指標(biāo) 長明燈消耗燃?xì)庵笜?biāo) 材質(zhì) 指標(biāo)值 2.5Nm3/h(單支) 310SS/304 3.5 傳燃式引火筒傳燃式引火筒，采用多級引射器，在防風(fēng)筒上開有多個(gè)長孔，進(jìn)一步引射空氣，全燃料氣與空氣充分預(yù)混，節(jié)能效果好、火焰長、剛性好、易點(diǎn)燃、點(diǎn)火成功率極高。點(diǎn)火電咀安裝結(jié)構(gòu)先進(jìn)合理，遠(yuǎn)離火炬高溫區(qū)，使用壽命長。該傳燃式引火筒在安裝時(shí)，其噴口可低于主火炬頭部10cm，以利于提高產(chǎn)品壽命。3.6 導(dǎo)電桿HDG-95、彎管HWG-95 導(dǎo)電桿、彎管外殼體及中心桿是由特種材料制成，絕緣層采用高鋁瓷絕緣體，具有絕緣強(qiáng)度高（5KV以上）、耐高溫（8

11、00C）、免維護(hù)等特點(diǎn)。其兩端采用插入式連接，避免了由熱脹冷縮或擺動(dòng)造成的接觸不良現(xiàn)象，使連接更加牢固可靠。 3.7 火焰檢測裝置HJ-5型火焰檢測裝置，它主要由高溫?zé)犭娕肌⒏邷仉娎|和火焰放大器等組成。該裝置采用內(nèi)置式、多層鎧裝結(jié)構(gòu)，性能可靠、壽命長，可同時(shí)對主火炬和長明燈進(jìn)行檢測。3.8 防爆就地控制柜 在火炬現(xiàn)場配有防爆就地控制柜，可實(shí)現(xiàn)就地點(diǎn)火及開閥。4 維護(hù)及保養(yǎng) 為了保證HDQ-2型高空自動(dòng)點(diǎn)火裝置完好使用定期要做好以下維護(hù)和保養(yǎng)。1）定期檢查各部件連接是否良好。2）定期檢查天然氣壓力及管線中是否有冷凝液。3）裝置長期不用時(shí)，可定期操作一次，保持裝置處于無故障狀態(tài)。4）點(diǎn)火器、導(dǎo)電桿

12、及彎管嚴(yán)禁碰撞及彎曲。5）在維護(hù)過程中應(yīng)切斷電源，切忌帶電作業(yè)。6）非操作人員不得任意操作。5 效果檢查及對策火炬點(diǎn)火系統(tǒng)改造后已使用了一段時(shí)間，效果良好未發(fā)生火炬熄滅的情況，達(dá)到了改造的目的。為了保證HDQ-2型火炬點(diǎn)火裝置能正常在DCS上控制，前期試運(yùn)行只是在現(xiàn)場就地控制，在投用過程也出現(xiàn)了一些問題：1）現(xiàn)場就地電磁閥按鈕損壞，電磁閥打不開，通過旁路控制。2）由于引火筒和常明燈用的天然氣管道是根據(jù)以前液化氣管道改造的，長期未使用，管線內(nèi)積有雜質(zhì)，天然氣管線濾網(wǎng)出現(xiàn)過兩次堵塞。3）高能點(diǎn)火器是通過電咀高壓放電產(chǎn)生火花引燃引火筒和長明燈，為了防止高能點(diǎn)火器完好使用，點(diǎn)火后十秒鐘后必須將點(diǎn)火按鈕按停，若未按停就會(huì)造成高能點(diǎn)火器長時(shí)間打火而損壞。針對上述問題，可采取一下辦法解決：1）現(xiàn)場電磁閥按鈕已更換，而且在DCS操作不受此影響。2）每個(gè)白班崗位人員必須到火炬檢查一次，特別是天然氣管線壓力大于0.3MPa上，若低立即天然氣管線清濾網(wǎng)。3）為防止誤操作造成點(diǎn)火器長時(shí)間打火，將點(diǎn)火按鈕設(shè)置為點(diǎn)火十秒后自動(dòng)關(guān)閉，這樣就保證了高能點(diǎn)火器使用壽命。6 總結(jié) 火炬