欧岳衡

摘 要：根据企业火炬系统设计特性，结合火炬单元燃料气能耗数据分析，指引出火炬节能降耗的方向。通过采用先进的设施、优化操作条件、减少长明灯燃烧个数，火炬单元每天燃气量控制在3000 NM³，相对投用前期每天节省燃气量将近1300 NM³。如何进一步降低火炬单元的能耗损失，这就需要我們在保证设备安全可靠的前提下，实施间歇性熄灭火炬长明灯的方案。

关键词：火炬；燃料气；能耗；长明灯

1 点火系统

火炬系统设置两套点火系统：高空自动点火系统一套，地面爆燃点火器一套。火炬系统可实现高空自动点火、就地手动点火及远程点火三种方式。并且随着火炬系统技术的发展，引进了两种模式：长明与非长明节能模式，这两种模式可根据生产状况任意切换。

1.1 自动点火

1.1.1 高压、低瓦、酸性气火炬管网气压力高≥0.004MPa ，点火信号时，长明灯燃气阀自动打开，FCS系统通过高压点火器自动点火3次（点火时高压点火器燃气阀打开，发弧装置动作），每次持续30秒，间隔10秒。高低压、酸性气火炬长明灯中每组只要有一根长明灯温度信号≥100℃时，自动停止高压点火器发弧，同时关闭高压点火器燃气阀，避免点火器长时间工作导致烧坏。若自动点火3次，长明灯没能点燃（长明灯温度信号≤100℃），FCS系统则发出声光报警信号。

1.1.2每套火炬8小时自动循环点火1次，用于检测火炬点火系统是否完好。

1.2 手动点火

1.2.1 在中控室和燃料气回收设施操作室设火炬硬手动远程点火按钮，在火炬现场控制箱设点火按钮，特殊情况下操作人员，现场强制点火。

1.2.2 由现场操作人员，调整仪表风与燃料气的混合比，通过地面点火器爆燃管点燃长明灯。

2 火炬能耗分析

2.1 火炬单元能耗

根据企业火炬单元投用后的燃料气能耗数据，结合运行部实际使用情况，分别核算出开工期间火炬单元总的燃气量与长明模式下的能耗，以此为理论依据预算出最小能耗损失76.83615万元/年。

2.1.1长明灯能耗

在生产期间干扰因素较多，为获取真实数据，得到可靠结论，故取2.1日-2.15日时段的数据作为长明灯能耗依据。

2.1日-2.15日属于生产正常期，管网无补燃料气操作，火炬保持10盏长明灯，日平均能耗5686.7 NM³，折合三盏长明灯，即按火炬长明设计高低瓦、酸性气各保持一盏常年长明，其能耗76.83615万元/年。

2.1.2 其他能耗

其他能耗包括两个方面：酸性气火炬的掺烧伴烧，放空管网的补燃气。企业开停工期间，其他能耗占总能耗的一半以上。但在生产正常的情况下，酸性气直接进入硫磺回收装置，进行回收，不存在酸性气火炬的掺烧及伴烧，也不存在放空管网补燃料气，他能耗可以忽略为零。

3 节能降耗措施

3.1 燃烧方式

长明灯：考虑到传统的长明灯能耗高、抗风能力弱的情况，火炬单元共设置10节能型长明灯，设计流量3 NM³/h，这种长明灯很好的应用文丘里原理，大流速引射大量空气，充分混合，即使在恶劣环境下，也能保证长明[1]。

酸性气：由于酸性气不易点燃的特性，避免浪费燃料气，通过对酸性气放空流量在线分析，与伴烧燃料气的量进行比例控制，达到酸性气充分燃烧的目的。

3.2 减少长明灯

火炬单元投用后，各长明灯能基本保证长明，但问题是燃气量每盏高达30 NM³/h，远远超出设计的每盏3 NM³/h。生产后期，为进一步减少火炬单元燃料气的损耗，火炬单元高低瓦、酸性气各保留2盏长明灯，长明灯每天燃气量控制在1900 NM³，每天节省燃气量将近1300 NM³。

4 深度节能—间歇性熄灭火炬

4.1 影响因素

通过对国内炼化行业火炬情况的分析，结合企业火炬单元工艺本身设计以及开工期间火炬的实际使用情况，影响间歇性火炬熄灭的原因总体可划四点，其一，生产人员的安全意识与FCS系统掌握的程度。其二，装置或球罐罐区大量放空，自动点火与远程手动能否快速有效点火。其三，自动点火、远程点火都失效的情况下，操作人员能否现场快速有效爆燃点火。

4.2 问题原因

4.2.1 安全意识与操作技能不达标，

火炬单元作为炼化企业安全生产的最后屏障，当装置或球罐区大量放空时，放空管网压力≥0.004MPa，FCS与DCS会立即报警与自动点火等操作，由于装置与火炬操作人员安全意识缺乏与操作技能不达标，造成装置或球罐区的误操作、FCS系统数据的监控与操作不到位，都将会造成事故的扩大化，所以该为主要原因之一。

4.2.2自动点火与远程点火系统失效

由于装置大量放空或球罐区安全阀起跳，造成大量排往火炬，若此时火炬自动点火失效或远程手动点火时间过长，然而放空气体距离火炬仅有1.5 ～ 2.0公里，火炬气流量达70米/秒 ～ 100米/秒，即传输时间只需15秒 ～ 20秒，将会直接导致大量瓦斯外排，影响极其恶劣，所以自动点火与远程手动点火失效为主要原因之一。

4.2.3 地面爆燃操作不熟练

当自动、远程都失效的情况下，大量瓦斯气排往火炬，地面爆燃点火作为点火系统的最后一道防线，需要操作人员迅速赶赴现场，手动爆燃点火，所以地面爆燃不熟练为主要原因之一。（下转第页）

（上接第页）

4.2.4 三套点火系统维护不到位

当装置或罐区放空到高压瓦斯管网、低压瓦斯管网、酸性气管网时，都经过点火系统的现场温度压力等检测仪表、气电动阀门、系统（DCS、FCS）数据采集运算[4]，然后火炬手自动点火，最后达到保护正常生产的目的。点火系统维护的情况，直接影响火炬点火能否成功，所以三套点火系统维护不到位为主要原因之一。

4.3 制定措施

间性熄灭火炬是节能降耗的有效途径，但问题是怎样长期保证点火系统成功率，结合企业实际情况，可制定以下解决措施：

措施一：A 根据实际情况，制定火炬试点周期，确定火炬长期保持备用状态

B要求系统厂家培训（DCS/FCS），保证人人会操作

C 定期针对火炬安全培训，强化火炬安全意识

措施二：A加强仪表管理，定期对仪器仪表进行校验

B 强化仪表设备台账管理

C督促维保工作，要求定期对设备仪表维护保养

措施三：A定期开展火炬单元操作演练，提高操作水平

B制定火炬操作规程

措施四：A狠抓劳动纪律，制定火炬系统奖惩制度

B突出火炬单元设备仪表交接班制度

C严格执行巡检制度，责任到人

4.4措施执行

4.4.1 为警示操作人员对装置放空的监控，将装置放空动作信号送入火炬FCS系统

4.4.2 制订每日对火炬自动点火系统进行试验，保证紧急点火的成功率。

4.4.3 针对酸性气火炬特异于其他种类火炬（易下沉、有剧毒、燃点低、不易点燃），结合实际工艺条件，可以考虑保持长明模式。

4.4.4 由部门安全工程师带队，定期组织安全培训，保证每个学员2学时/周。

4.4.5 部门技术人员对火炬进行操作方面的培训，提高各职工操作水平，从而对活动的开展起到促进作用。

4.4.6加强和装置及调度的联系，及时调整，及时向调度请示反映情况。

4.4.7 对仪表问题及时发现及时处理，部门并制定新考核办法，责任到人，并且該项考核与维保单位的维保费用相关联，督促维保人员定期对系统与现场设施进行维护保养。

5 结论

通过对火炬单元燃料气能耗的分析，得到火炬节能降耗的方向。首先控制火炬长明灯燃气总阀，再到逐步减少长明灯的燃烧个数，最后到间歇性熄灭火炬长明灯，尽管这些措施都取得不错实际效果，也在企业节能降耗方面取得一定成绩，但这都是建立在火炬点点火系统可靠性、操作管理得当的基础上的。所以在当前这种“节能降耗，保护环境”的大环境中，企业这样的经验对于大多数炼化企业而言有着普遍参考价值。

参考文献：

[1] 侯凯峰，蒋荣兴，等.大型炼厂能耗特点分析及节能措施探讨[J].炼油技术与工程，2009，39（9）：46-50