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地麵火炬與高架火炬的對比研究說明

文章來源:http://www.namartinstories.com/news/10.html 發表時間:2018-06-26
      隨著石化企業的不斷發展,對設備技術要求也在不斷提高,在引進利用國外先進生產技術的條件下,石化企業向著集中化、規模化的趨勢在發展。火炬係統是事故泄放係統的一個部分,火炬分為地麵火炬高架火炬。關於地麵火炬與高架火炬的對比研究為大家詳細說明下:

地麵火炬

地麵火炬 圖


      1 地麵火炬與高架火炬概況 
1.1 地麵火炬 
地麵火炬主要由基礎、安全防護牆、燃燒器組、防輻射隔熱罩、點火係統組成。麵火炬係統可保證氣體需要排放時能夠及時、安全、可靠地放空燃燒,保證在運行過程中實現低噪音無煙燃燒。 火炬燃燒在燃燒爐內進行,氣體放空燃燒火焰完全控製在防輻射隔熱罩內,外界看不到火焰,能更大限度的減少熱輻射、噪音對工作人員和周圍設備的影響。地麵燃燒器采用梅花形多孔結構,這種燃燒器在燃燒爐內均勻分布成各級燃燒組,充分利用周圍的空氣,形成多級燃燒係統。這樣的設計能夠適應不同的排放量大小和排放事故不同情況。地麵火炬的處理量比高架火炬小,不能燃燒有毒氣體。 
1.2 高架火炬 
高架火炬是由自控係統、點火係統,鋼結構的一個單純之直立上升管道組成。像是煙道,使得火焰在頂端遠程自動點火燃燒,遠離地麵,而不致於傷害到人員和工廠,高空燃燒塔可調整其高度,從更小5M到更高200M。高架火炬的優點主要為使用壽命長,投資小,可以處理較大的量,高空燃燒塔更主要是用在燃燒有毒廢氣,其建造一定高度以協助然氣擴散或用於燃燒火焰之輻射熱在地麵上需保持在一定之安全範圍內。 
高架火炬有三種分類方式:一,按照支架結構,高空火炬的支架形成,著重於經濟與結構要求,其次才是製程上之要求考量。主要有鋼索支撐式火炬、鋼架支撐式火炬和自撐式火炬;二,按照點火方式,主要分為全自動點火和手動點火;三,按照功能,分為蒸汽式和無蒸汽式。 
2 安全和可靠性分析 
地麵火炬還是存在不足之處的,比如開啟的早的話易引起回火,開啟晚又可能憋壓,即使是在正常工作狀態下,也有蒸汽雲聚集的危險。所以地麵火炬在安全上會有安全監控和保護以及防止回火的措施。 
2.1 防止回火、憋壓的安全措施 

地麵火炬在考慮安全性上為了防止回火在設計上會在燃燒係統管線上設置阻火器,在排氣管道上設置氮氣吹掃口,來平衡排氣管道的微正壓,阻止空氣回流才引發回火,以此來保證安全生產。對放空氣管路一定要按照程序和要求嚴格控製開啟的時間和速度,為了使每一級都能準確獲得信號,要在每個方框係統上都設有兩隻讀數精讀不同的壓力變送器。同時還要加強監測,為安全生產提供更加可靠的保證。 


高架火炬

高架火炬 圖

2.2 自動點火係統 
地麵火炬內設有三套高效節能型長明燈,長明燈應用引射技術,耗費的燃料量小,燃燒也比較充分,火焰剛性好,惡劣天氣對它的影響小,一般來說十二級的暴風雨雪都可以正常運轉。此外長明燈點火還有自動點火和內傳焰點火兩種方式,可以說是從安全可靠性來說是非常高效的。 
2.3 監控和保護係統 
首先來看長明燈火焰檢測和熄火係統的監控和保護,地麵火炬設有三套長明燈且保持常明狀態,對其火焰用熱電偶實時監測,如果長明燈熄滅,自動點火裝置就會重新點燃,自動點火沒有點火成功,則探測器會發出報警信號。 
其次,長明燈對整個地麵火炬正常運行有重要作用,對其燃料氣壓力監控係統也要有特殊保護。在長明燈燃料氣管線上設置低壓報警器,當壓力低於設置的低值時,報警係統會發出報警信號,這樣來保持長明燈燃料氣足夠的供給。 
再次,氮氣壓力監測係統。地麵火炬的氮氣吹掃係統也設有低壓報警係統,當氮氣壓力值低於正常標準時會發出警報。 
以上所述的安全監測和保護係統使得地麵火炬的安全性大大提高到與高架火炬大體相同的程度,從而保障了工程項目的安全。 
3 對環境保護的影響 
地麵火炬與高架火炬對環境的影響筆者通過對比從以下幾個角度進行簡單分析: 
3.1 噪音影響 
地麵火炬燃燒爐更大限度的減少了對周圍的噪聲汙染,爐內有吸音牆設計和防熱輻射隔離牆也具有吸音的特性,地麵火炬燃燒噪音小,震動不明顯,從噪音環境汙染角度看影響較小。而相比之下,高架火炬的火炬氣出口速度快,噪音大是無法控製的,與此同時,為了是高架火炬燃燒得更充分、減少黑煙,還需要在火炬頂部注入蒸汽或者安裝鼓風設備,這樣就使得噪音更大了。 
3.2 熱輻射和光汙染 
地麵火炬采用封閉結構,火焰完全在燃燒爐內,外界看不到火焰,所以光汙染值為零。地麵火炬的燃燒爐為圓柱形,它的外殼是用碳鋼材料製成,內襯耐熱搗打澆築襯裏,理論上能在1200℃的高溫環境中持續使用,這一設計具有非常好的熱穩定性和超低的高溫導熱係數,內部溫度變化不會影響外部溫度,一般都在80℃以下。還能夠保證火焰的熱輻射都封閉在燃燒爐內,爐內的防熱輻射隔離牆能有效減少外熱輻射。 
高架火炬在燃燒時火炬頭產生的強火焰和隨之產生的熱輻射對高架火炬周圍的環境產生很大的影響,對周圍的工作人員和生活居民以及生產設備都會有不同程度的危害。 
4 投資需求和運行、維護費用 
地麵火炬的設計較為先進,配備的監測和保護措施也需要更多的投入,因此需要投資的資金比高架火炬要高大概40%。高架火炬為保持正常運行,需要通過注入蒸汽或設置鼓風設備來使火炬氣正常燃燒和完全分解,需要的蒸汽和電力較高;地麵火炬無煙燃燒,運行費用支出少,所以在運行階段高架火炬比地麵火炬需要的費用高。高架火炬位於高出的長明燈和火炬頭在維護上不方便;地麵火炬的設備都在地麵,維護方便。 
5 結語 
通過以上的介紹和分析,對地麵火炬和高架火炬作了簡單的概括,對安全性也做出了簡單的分析比較,從環境保護的各個方麵來看地麵火炬比高架火炬影響更小;從投資需求和運行、維護方麵,地麵火炬的投資成本高但是在運行維護上卻花費較少而且方便。因此,對於項目來說,要在具體分析的情況下做出符合條件的選擇,從長遠使用發展來說,地麵火炬是更為適宜的選擇。
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