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石化装置火炬点火系统电控系统改造

王凤军

大庆油田化工有限公司轻烃分馏分公司  黑龙江省大庆市   163411

摘要：本文详述了轻烃分馏分公司火炬点火系统电控系统技术改造过程，通过改造，实现火炬自动点火和火焰自动检测，控

制室内设置触摸屏，进行显示和声光报警，保证火炬连续燃烧，充分燃烧，减少环境污染，对同类石化企业具有较好的示范

作用。

关键词：火炬；  自动点火；  火焰自动监测； 电仪；  改造；

1  引言

轻烃分馏分公司火炬点火装置于99年从意大利成套引进，有高空自动点火装置和地面点火器两种点火设施。高空点火系统已损坏无法使用，目前火炬只能使用地面点火器点火，且只有一路爆燃管能点火，另一路已经无法工作。因地面点火器采用现场的手动阀门调整燃料气和压缩空气的压力、流量及其配比，点火需在现场操作，过程繁琐、费时、费力、成功率低，尤其在严寒等恶劣天气现场操作非常困难，有时半天点不着。常明灯不能及时点燃，点火时容易发生爆炸事故，存在很大的安全隐患。在火炬头部高温区工作的火焰探头及信号电缆已经烧坏，常明灯熄灭不能及时发现。直接排放尾气不仅污染环境、影响安全生产而且可能出现安全事故，尤其是硫化氢剧毒气体的直接放空会造成更严重的环境污染，因此，进行火炬点火系统改造十分必要。

2  火炬点火系统改造方案

2.1 火炬参数

1）、火炬高度:       60米。

2）、火炬头高度:     5米。

3）、火炬头连接方式: 法兰连接。

4）、口     径：     DN650 。

5）、防爆等级：      dⅡBT4。

6）、点火燃气压力：  0.1-0.8MPa。

7）、火炬最大排放量:        吨/小时。

8）、环境温度:           -40℃～35℃。

9）、火炬塔架结构图: 见设计图纸。

2.2技术要求

安装新的火炬全自动点火系统和监火系统，并将火炬长明灯的燃烧状态信号引入轻烃分馏装置DCS上和控制室的自动点火仪表盘上，操作人员在控制室和现场都能实现自动、半自动和硬手动点火，并适时在装置DCS控制系统和自动点火柜上了解火焰的燃烧状态，当长明灯意外熄灭时火炬点火系统自动报警，并可按自动、半自动和手动方式启动点火系统点燃长明灯。燃料气线增加压力变送器，将压力信号引入控制室自动点火柜上，进行压力指示和报警。

2.3所需主要设备及参数 （见下表）

2.4改造方案

目前新建火炬的点火系统均采用高空点火系统，地面点火器因操作困难、点火成功率低已很少使用，

防爆点火控制箱

防爆点火控制箱

高空点火器

高压发生器

     低压点火变压器

火焰探测器

火焰变送器

电磁阀

电接点压力表

新上火炬高空点火器2套，采用高低压并用的点火方式，点火电极及点火棒安装在火炬头下4米处，避开了高温区，可安全、及时、可靠点燃火炬及常明灯，火炬头以下15米内采用高温合金不锈钢、石英高温高压绝缘子，耐高温、抗火雨，可有效避免出现短路和断路的故障，两套高空点火器，四路点火线路，多路保障，可确保点火成功，百发百中。

新上远距离火炬火焰探测器3套，可安装在火炬地面的高架装置如灯杆上，远离高温区。具有灵敏度高、反应快、探测距离远、性能稳定、寿命长的特点。3套火焰探测装置在距火炬15到30米处灯杆等合适位置和角度安装，并在火炬周围120度均布，探头对准火炬常明灯火焰，并将火炬长明灯的燃烧状态信号及时反馈到控制室的PLC自动点火柜和DCS上。

新上的火炬自动点火系统在控制室和现场都能实现自动、半自动和硬手动点火，火炬和常明灯的燃烧状态可在控制室自动点火柜上和装置DCS上显示，值班人员能在控制室适时了解火炬的运行状态，当常明灯意外熄灭时火炬自动点火系统自动报警并自动启动高空点火器点燃常明灯，当切换到手动状态时用手动按钮启动高空点火系统点燃常明灯。

原有火炬头和常明灯不动，继续使用。原有地面点火器保留备用。

2.5 安装方案

2.5.1火炬点火系统中的触摸屏plc自动点火仪：在仪表室的控制柜上开440*180的安装孔，按设计接线图接线。

2.5.2高空点火器2套：点火器安装在施工图表注的位置，并固定牢固；在点火器的正下方15米处安装一套高压接线端子，点火器与高压接线端子的耐高温导线在适当位置用支撑绝缘子支撑，防止耐高温导线的摆动，增加可靠性；2台高压发生器固定在火炬塔架下的仪表防护箱内；高压发生器与高压接线端子之间的GRVZ/100KVФ10专用高压电缆用DN50 镀锌电缆保护管作防护。

2.5.3紫外线火焰探测器3套：在火炬地面的管架适当位置（此位置的选择要考虑方便安装与维修）固定3只紫外火焰探测器，并装在仪表防护箱内，火焰信号线RVVP 4×1.0用用DN25镀锌电缆保护管作防护。

2.5.4电缆的铺设：RVVP4×1.0电缆2根、KVVR 2×1.5电缆2根，按施工图铺设。

3  操作过程

常明灯平时处于燃烧状态，当常明灯意外熄灭时，安装在火炬地面的火焰探测器将火炬常明灯熄灭信号输入到控制室PLC自动点火控制柜，系统自动启动点火程序，或在控制室或火炬现场按下点火控制柜上的点火按钮，点火程序自动控制高压发生器产生15KV高压使高空点火器工作，点火电极产生高强电弧，点火棒达到1200℃，燃气电磁阀同时自动打开，点火燃气在高空点火器内部与空气自动混合，遇电弧被引燃，此火焰在传火筒内向上传递，并从高空点火器头部喷出，引燃火炬常明灯。点火完成时，点火燃气电磁阀自动关闭，高空点火器停止点火。

当火炬常明灯点燃后，装在火炬地面的火焰探测器将火炬常明灯有火焰信号输出到控制室并在DCS系统和PLC自动点火控制盘的触摸显示屏上显示火炬常明灯的燃烧状态，火炬自动点火系统工艺自控流程图如图1所示。

4  系统功能特点

4.1本次改造采用高低压两种方式高空点火器，两套高空点火器，四路点火保障，高空点火

器耐高温、耐腐蚀、点火可靠、寿命长。

4.2彩色触摸屏动态显示火炬流程和常明灯火焰状态；

4.3控制室和现场均可实现自动、半自动/手动、硬手动三种点火方式。

4.4控制室设置常明灯熄火报警。

5  应用效果

5.1改造后提高了硬件的可靠性，实现了火炬系统的本质安全。

5.2实现一键式自动点火，避免了人工操作存在的安全隐患。

5.3使用plc点火控制仪，提高了火炬点火、火焰监测及控制系统的科技含量，降低工人劳

动强度。

5.4准确监测和控制火焰的大小，节约节要了天然气和电能，降低了倾听加工成本。

5.5由于使用高低压点火器，使用时间3年以上，延长了火炬系统的使用寿命，维修量下降，节约了大量的维修费用。

6  结论

大庆油田化工有限公司轻烃分馏分公司轻烃锅火炬点火系统电仪改造后使用方便、运行稳定、可靠性高，取得较好效果。随着高低压点火产品的技术进步，价格的逐渐降低，其性能价格比将十分突出，容易被用户所接受，是石油化工企业火炬点火系统提高自动化水平、节能降耗的首选，具有较好的应用前景。