煉化廠火炬故障分析及預(yù)防措施

趙興國 馬成海 張春燕(青海油田分公司格爾木煉油廠， 青海 格爾木 816000)

煉化廠火炬故障分析及預(yù)防措施

趙興國 馬成海 張春燕(青海油田分公司格爾木煉油廠， 青海 格爾木 816000)

煉油火炬在日常使用中出現(xiàn)了不同程度的故障，如：燃料線斷裂、蒸汽環(huán)管組件破損、燃燒器筒體外壁存在裂紋等。本文主要對煉油火炬存在的故障進(jìn)行分析并提出預(yù)防措施，以提高火炬使用壽命。

煉化廠；火炬;故障分析;預(yù)防措施

1 概述

1.1 火炬系統(tǒng)概述

煉油廠煉油火炬系系統(tǒng)主要由燃燒器、分子密封器、火炬筒體、火炬塔架、水封罐、分液罐、燃料氣系統(tǒng)、消煙蒸汽系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)等組成。

煉油火炬系統(tǒng)是煉油廠重要的安全環(huán)保設(shè)施，其主要作用是安全、及時(shí)燃燒各種工況下突然排放到火炬系統(tǒng)的大量瓦斯氣，達(dá)到防止裝置生產(chǎn)設(shè)備發(fā)生超壓破壞的目的。

1.2 火炬系統(tǒng)工藝流程簡介

低壓瓦斯氣送至火炬系統(tǒng)后，首先進(jìn)入分液罐R901，將瓦斯氣中攜帶的凝結(jié)液進(jìn)行分離，隨后在水封罐R902內(nèi)突破水封，通過火炬筒體后在燃燒器處放空燃燒。(圖1)

圖1 火炬放空系統(tǒng)流程圖

2 煉油火炬存在的故障

煉油火炬在連續(xù)運(yùn)行3年后，2012年在大檢修時(shí)進(jìn)行檢查維護(hù)，檢查人員發(fā)現(xiàn)火炬三組長明燈線均出現(xiàn)不同程度的破損，便采取臨時(shí)措施在泄漏處打卡具進(jìn)行了簡單處理。

2014年檢修維護(hù)時(shí)，其中兩組處理過的長明燈線與法蘭根部撕裂，火炬頂部的蒸汽環(huán)管局部不同程度出現(xiàn)變形和開裂現(xiàn)象，已嚴(yán)重影響到火炬的安全平穩(wěn)運(yùn)行，但由于組件采購周期的問題無法進(jìn)行整體更換。車間隨即進(jìn)行了修復(fù)，主要更換了兩組長明燈線，重新固定了長明燈線、引火筒線。(圖2、圖3)

2016年檢修時(shí)，更換了火炬頂部的蒸汽環(huán)管組件及兩組長明燈線。經(jīng)過仔細(xì)檢查后發(fā)現(xiàn)燃燒器筒體外壁焊縫處出現(xiàn)裂紋，火炬內(nèi)部蒸汽噴嘴也出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。(圖4)

3 故障原因分析

3.1 長明燈線斷裂

火炬三組長明燈線材質(zhì)為304不銹鋼，在溫度高達(dá)700～900℃的環(huán)境中長期使用， 304不銹鋼發(fā)生脆化，管材的抗拉性下降，當(dāng)在火炬頂部出現(xiàn)閃爆或火炬塔架整體劇烈振動時(shí)便發(fā)生斷裂。

圖2 長明燈線撕裂

圖3 蒸汽環(huán)管開裂

圖4 燃燒器筒體外壁焊縫裂紋

3.2 蒸汽環(huán)管組件破損

在裝置生產(chǎn)異常，大量瓦斯氣突然放燒時(shí)，崗位人員無法及時(shí)、正確調(diào)整消煙蒸汽用量，導(dǎo)致火焰在蒸汽環(huán)管處燃燒；燃料線離蒸汽環(huán)管組件較近，斷裂后，火焰在裂口處燃燒，長期對蒸汽環(huán)管主線進(jìn)行烘烤，由此造成蒸汽環(huán)管組件過燒，導(dǎo)致其變形、破損。

3.3 燃燒器筒體外壁存在裂紋

燃燒器筒體上部采用310SS不銹鋼材質(zhì)，下部采用304不銹鋼材質(zhì)，檢查發(fā)現(xiàn)筒體裂紋集中在兩種材質(zhì)的焊縫處。

(文章題目：煉化廠火炬故障分析及預(yù)防措施）

筒體焊縫處裂紋密集，經(jīng)分析，原因一是蒸汽環(huán)管變形后、破損后，蒸汽噴嘴的噴射方向發(fā)生變化，蒸汽作用減弱，無法使火焰遠(yuǎn)離燃燒器，致使燃燒器筒體溫度升高。長期高溫作用下，兩種材質(zhì)的焊縫處化學(xué)成分發(fā)生了變化，焊縫強(qiáng)度變?nèi)酢６欠肿用芊馄魇プ饔?，在火炬熄滅后，燃燒器處溫度降低，形成?fù)壓，如果氮?dú)馕茨芗皶r(shí)密封住火炬入口，空氣便會進(jìn)入分子密封器，在下次點(diǎn)火時(shí)，燃燒器內(nèi)部會發(fā)生閃爆，損壞燃燒器筒體。

4 預(yù)防措施

4.1 消煙蒸汽調(diào)整

當(dāng)?shù)蛪和咚狗趴樟窟^大時(shí)，瓦斯氣突破水封放空，燃燒器處火焰較大，此時(shí)瓦斯氣燃燒不充分并伴隨濃濃的黑煙。崗位人員調(diào)整操作時(shí)要注意蒸汽供給的次序，先開底部消煙蒸汽，將火焰吹離燃燒器，保證蒸汽能有效隔離火焰和燃燒器，再開上部消煙蒸汽，提高瓦斯氣和空氣的混合效果，使之達(dá)到充分燃燒、消煙的目的。當(dāng)放空結(jié)束時(shí)，不應(yīng)立刻切斷兩路消煙蒸汽的供給，需提供一定量的蒸汽用于降低燃燒器的溫度。調(diào)節(jié)蒸汽用量時(shí)需密切關(guān)注火焰大小，避免瓦斯氣量降低時(shí)火炬被蒸汽吹滅。

4.2 火炬點(diǎn)火操作

生產(chǎn)過程中如果火炬熄滅，需及時(shí)向分子密封器內(nèi)通入氮?dú)獠Ⅻc(diǎn)燃火炬，保證生產(chǎn)正常。

在火炬點(diǎn)火前，要先打開消煙蒸汽，以避免燃燒器發(fā)生干燒。打開氮?dú)忾y后，要保證氮?dú)鈮毫Ψ€(wěn)定、氮?dú)夤芫€暢通，使氮?dú)庹＿M(jìn)入分子密封器做為密封氣，阻止空氣進(jìn)入火炬筒體，以防止火炬點(diǎn)火時(shí)筒體內(nèi)部發(fā)生回火、閃爆，損壞燃燒器。

4.3 燃料氣壓力控制

由于天然氣管網(wǎng)壓力為3MPa，在使用天然氣做為燃料氣的氣源時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制燃料線壓力在0.7～1.5MPa范圍內(nèi)。壓力過高容易導(dǎo)致長明燈線法蘭泄漏；壓力過低，長明燈下部的引射器吸入的空氣量降低，無法充分地冷卻長明燈管線內(nèi)部，降低了長明燈的使用壽命。

4.4 檢查維護(hù)

火炬在正常生產(chǎn)運(yùn)行過程中無法進(jìn)行維護(hù)檢修。檢修時(shí)就必須對火炬進(jìn)行全面、細(xì)致的檢查，更換已損壞的部件，消除漏點(diǎn)，保證火炬系統(tǒng)完好。

5 結(jié)論

日常生產(chǎn)時(shí)，要密切關(guān)注火炬系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，如有異常，需及時(shí)查找并分析原因，制定合理的檢維修計(jì)劃，保證火炬系統(tǒng)長周期平穩(wěn)運(yùn)行。

[1]SHS01031-2004，《火炬維護(hù)檢修規(guī)程》

[2]李常嶺.火炬頭損壞原因及改進(jìn)[J].通用機(jī)械，2005，(04):46-47.