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1、高架火炬的分类高架火炬根据是否需要消烟,分为消烟火炬和不消烟火炬。消烟火炬和不消烟火炬设备外观没有什么差别,燃烧时火焰略有差异。消烟火炬火苗长而发红,偶尔会带一点黑烟。不消烟火炬火苗短而发出谈谈的蓝色(天然气、焦炉煤气火炬例外),很多时候,甚至白天看不到火苗。高架火炬根据火炬头气体出口流速,又可以分为音速火炬和一般火炬。高架火炬根据其支撑方式,还可以分为塔架支撑火炬、拉索火炬、自支撑火炬。

高架火炬根据其是否可以拆卸,分为可拆卸火炬、不可拆卸火炬。

2、火炬装置的组成通常,高架不可拆卸式火炬组成如下

(1)火炬头;

(2)分子封;(3)火炬筒体;(4)水封罐;(5)分液罐;(6)火炬塔架或拉索;(7)自动点火系统。含现场控制柜、高压发生器、高空点火器、压力开关或流量开关、火焰遥测器或热电偶;(8)地面点火系统。含地面点火盘、常明灯;

(9)供电系统。其它:蒸汽或热水、燃料气、仪表空气、新鲜水、电(含UPS)由主装置提供;废水、冷凝液由主装置处理。如果回收火炬气,还需要增加气柜和压缩机。

长明灯头

3、火炬头的结构火炬头的结构有很多种,常见的有:(1)直筒式:用于易燃且不需要消烟的排放气。常见的是天然气火炬、焦炉煤气火炬。(2)倒锥形:用于热值较低且不需要消烟的排放气;常见的是以水煤桨为原料制甲醇、制合成氨的火炬。其排放气低发热值<.4kJ/m3(kcal/m3)。

(3)带内部消烟蒸汽管和外部消烟蒸汽管的火炬,用于需要消烟的火炬。这种火炬头又有很多的不同结构;常见的是石油化工、炼油企业的火炬。

带内部消烟蒸汽管和外部消烟蒸汽管的火炬头

火炬头内部消烟蒸汽管和喷头1

火炬头内部消烟蒸汽管和喷头2

火炬头内部消烟蒸汽喷头特别写

(4)带防风罩的倒锥形火炬头,用于热值较低且不需要消烟的排放气;常见的是钢厂火炬。由于火炬头的制作,专业性较强,一般都是由专业制造厂完成。3.1火炬头的材料对于低发热值火炬,火炬头从上向下1.5米的范围,必须使用耐温℃的耐热不锈钢,包括火炬头上部、聚火块、防风罩、常明灯、内传焰点火管、高空点火器、支架等。火炬头的下半部分使用一般不锈钢即可。对于火炬气低发热值≥kcal/Nm3的火炬头,从上向下5.0米的范围,建议使用耐温℃的不锈钢,包括聚火块、防风罩、常明灯、内传焰点火管、高空点火器、中心蒸汽管、外部蒸汽管、外部伴烧器。其它地方可以使用普通不锈钢。3.2耐热不锈钢参数常用耐热钢牌号:0Cr25Ni20。标准:《承压设备用不锈钢钢板及钢带》GB-。●国内牌号0Cr25Ni20。美国牌号S,又称,用于耐高温炉管、火炬的制造。●化学成份:C:≤0.08,Si:≤1.,Mn:≤2.00,P:≤0.,S:≤0.,Ni:≤19.00-22.00,Cr:≤24.00-26.00●力学性能:抗拉强度σb(MPa)≥,屈服强度σ0.2(MPa)≥,伸长率δ5(%)≥40,断面收缩率ψ(%)≥50,硬度HB≤HB。能耐℃高温。熔点在℃~℃●金相组织:组织特征为奥氏体型。●交货状态:一般以热处理状态交货,其热处理种类在合同中注明;未注明者,按不热处理状态交货。耐热不锈钢板的价格大约是普通不锈钢板价格的%偏高一点。

3.3超级奥氏体不锈钢L(00Cr20Ni25Mo4.5Cu,UNS:N08,EN:1.)是一种含碳量很低的高合金化的奥氏体不锈钢,在稀硫酸中有很好抗腐蚀性,专为腐蚀条件苛刻的环境而设计。具有较高的铬含量和足够的镍含量,铜的加入使它具有很强的抗酸能力,尤其对氯化物间隙腐蚀和应力腐蚀崩裂有高度抗性,不易出现蚀损斑和裂缝,抗点蚀能力略优与其他钢种,具有良好的可加工性和可焊性,高温使用温度在-度。

4、分子封4.1分子封的作用:在有火炬气排放时,利用另外一股气体的力量,阻止可燃气体和空气的混合气体返回到火炬系统的内部,以避免发生爆炸事故!4.2分子封的结构:分子封的结构至少有三种。其中迷宫式分子封的结构如下(采用比空气轻的气体如氮气时用):另外一种迷宫式分子封的结构,采用比空气重的气体如二氧化碳时用。还有曲折密封器、动态密封器(《石油化工设计手册第四卷》第~页是火炬篇)。4.3分子封的材料:分子封的材料一般是16MnR。连接法兰可以是20#钢。对于酸性气分子封,需要采用不锈钢材料。由于分子封的自重比较大,造价高,很多情况下,少量的腐蚀性气体绕过分子封,直接连接到火炬头的下部,效果也很好。4.4迷宫式分子封的常见问题(1)结冰堵塞:在高寒地区,分子封如果没有保温、伴热措施,火炬气中的水分会凝结下来,从而结冰堵塞分子封。这个后果是非常严重的。防止办法:随气温的变化分别采取保温措施或伴热保温措施即可。分子封做成斜底,最低处开一个DN的排污口,也是一个比较好的办法。(2)钟罩脱落:事故的后果很严重。防止办法:按规范设计、按设计制造,不要偷工减料即可。当然,分子封的材料也很重要。如果火炬气是有腐蚀性的气体,分子封就要用相应的不锈钢材料(例如:、L)。有些火炬厂家非常聪明,在分子封钟罩的下面,焊了几个支座,在分子封的上部,焊了几块挡板,就是分子封出了问题,让钟罩也掉不下来、上不去,避免更大事故的发生。(3)钟罩腐蚀:陕西渭河化肥厂进口火炬,多年后检修时发现钟罩腐蚀掉了。原因可能是新上的气化炉操作有问题,使排放气中含有空气,火炬经常发生爆鸣。爆鸣就是小爆炸,小爆炸导致分子封钟罩温度升高,和氧气发生腐蚀性反应。防止办法:改进气化炉的操作,使排放气中不含或尽量少含空气。(4)杂物堵塞:有些火炬头口径很大,内存耐火材料。时间长了,耐火材料脱落,会堵塞分子封。火炬气中的灰尘、火炬气燃烧后产生的灰尘,也会堵塞分子封。

防止办法:分子封设一到二个检修手孔。堵塞严重,只有拆下检修。

5、火炬筒体5.1火炬筒体的作用:让火炬气通过,将火炬头、分子封的重量传递给立式水封罐或火炬筒体的基础。5.2火炬筒体的结构:火炬筒体就是一个钢制的直筒子。两端是法兰,通常下面是与立式水封罐相连,上面是与分子封相连。5.3火炬筒体的材料:火炬筒体的材料要根据火炬气的性质决定。最常用的是碳钢。也有碳钢加厚、不锈钢的。对于醋酸火炬,还要使用优质不锈钢L。5.4火炬筒体的问题:目前,火炬筒体问题比较少。发现有一个火炬筒体被撕裂。问题分析:(1)氮气供应不够,使分子封失去了阻火、防爆的作用;(2)火炬筒体材料选用不对,腐蚀减薄,失去应有的强度;

(3)火炬筒体设计壁厚不够。只要按规范设计,火炬筒体不应该发生问题。

6、水封罐6.1水封罐的种类:有立式、卧式水封罐两种。这两种水封罐作用一样,不存在那个更好的说法。只是每个业主的喜好不同而已。立式水封罐可能会节省一些管道材料、节约一些占地面积、节约一些土建基础费用。6.2水封罐的作用:不论立式、卧式水封罐的作用都是一样:防止火炬系统发生回火、爆炸事故。水封罐也有分液的作用。水封罐的计算方法与分液罐一样。6.3水封罐的液位如何控制(1)补水:对于水源充足的地区,建议用长流水进行水封罐补水,每个水封罐补水流量3.0m3/h。对于水源紧张的地区,建议用控制阀进行水封罐自动补水,控制阀的开关由自控液位计控制。高液位关闭进水自控阀门,低液位打开自控进水阀门。注意:就地液位计与自控液位计要分开设置,如果合而为一,一旦损坏,将无法观察水封罐的液位。(2)水封罐的保温伴热:高寒地区,水封罐需要保温伴热。关于伴热,直接将蒸汽通到水封罐内,做一圈底部开孔的环管。这样就不需要冷凝水管道、疏水器、阀门、管道等,也不需要冷凝水回收,很省事。

6.4水封罐的材料:根据火炬气的性质决定。一般为碳钢。也有不锈钢的。

7、分液罐7.1分液罐的作用:应能分离出排放气体中直径μm-μm的液滴。以防止下火雨。分液罐的作用就是要防止下火雨。但是,下火雨的现象还是经常发生,这是为什么?可能有以下几个原因:(1)设计时,分液罐的尺寸就选小了。(2)低价中标。很多私企、民企,甚至一些国营企业,他们招标的原则就是:低价中标。有些火炬供货商为了拿到合同,有意将水封罐的尺寸算小。(3)企业管理问题。有些企业管理混乱,操作人员素质低,将不该排到火炬的重组份排到了火炬。(4)企业扩产。也有不少企业扩大生产能力后,火炬装置利旧。但是,却没有考虑到火炬装置的处理能力不够。(5)排放量太大。随着装置能力的不断扩大,比如炼油厂,从几十万吨到几百万吨、从几百万吨到一千万吨、到一千多万吨;甲醇厂,从几万吨到10万吨、20万吨、30万吨、60万吨、万吨,单套装置能力还在增加。火炬气的排放量巨大!分液罐(包括水封罐)计算出来的尺寸大的自己都不敢相信!大的几乎无法制造!大的造价巨大!在这种情况下,只好人为的缩小分液罐的尺寸。平常也相安无事,遇到极端工况,可能就要下火雨。(6)生产装置内部的改变。原来,煤制甲醇、煤制合成氨。一贯使用氨做制冷剂,那时,下火雨的可能性极小(虽然甲醇有排放的可能,实际操作几乎没有见到过。而且甲醇燃烧时耗氧量较小,不易下火雨)。近来,有些业主,将制冷剂改为丙烯。在内蒙、新疆这些高寒地区,丙烯就很容易下火雨。

7.2分液罐的材料:根据火炬气的性质决定。一般为碳钢,也有不锈钢的。

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