火炬系统的优化操作

小水

摘要：介绍了青岛炼化公司火炬系统概况，公司从
降低火炬气排放量、提高火炬排放安全性、保证足够的火
炬气回收能力等方面开展了工作，并对存在问题提出改进
建议。
关键词：火炬系统；点火系统；优化操作；火炬气；回收
对于炼油厂来说，火炬系统的意义主要有两个方面：
一是作为炼油厂的最后一道安全屏障，满足各工艺装置开
停车、停电、停仪表风等事故状态下火炬气安全排放的要
求；二是满足各工艺装置在正常生产时安全阀和泄压阀小
流量泄漏、计划中小修火炬气正常排放以及燃料气、氢气
系统过剩时排放气体的回收。事故状态下，能够稳定燃烧
并不造成憋压是火炬系统的基本要求；正常生产时，能够
完全回收火炬气，消灭火炬长明灯是工厂降低加工损耗、
精细化管理的需要。据不完全统计，2008 年国内炼油企业
中，低压瓦斯排放最高占全厂综合加工损失的22%，全年
排放量达到21 512 t。因此，做好火炬及火炬气回收系统操
作具有重要意义。
1 火炬系统概况
1.1 工艺流程
青岛炼化公司全厂放空系统分为3 个管网，分别对应
3 个火炬头。高压放空管网（DN 1000）单独对应一套分液
罐、水封罐和1# 主火炬头，接受来自加氢处理反应部分、
气体分馏装置和氢气管网压控的放空气体。低压放空管网
(由一条DN 1400 和一条DN 1100 管线在分液罐前汇合)
对应一套分液罐、水封罐和2# 主火炬头，接受来自除以上
部分以外其他14 套工艺装置、储运系统、燃料气压控等的
放空气体；其中DN 1100 管线接受来自催化裂化和焦化装
置的放空气体。酸性气火炬为一个独立的系统，对应酸性
气水封分液罐和3# 火炬头，接受硫磺联合装置紧急情况
下的放空酸性气。
高压放空系统在进入分液罐之前，引出一条DN700
支线经阀2、阀3 进入20 000 m3 气柜进行火炬气回收；低
压放空系统两条管线在进入分液罐之前，各引出一条
DN700 支线，汇合后经阀1、阀3 进入20 000 m3 气柜进行
火炬气回收。为防止放空系统管网形成负压，设计从火炬
气压缩机出口管线（DN 200） 引出放空管网补压线(DN
150),在高、低压放空管线进入火炬气凝液罐之前经阀4、
阀5 进行补压，保证两个放空系统管网压力不低于2 kPa。
在正常生产时，火炬气回收系统启用，高、低压放空系
统水封罐的水封高度为1 000 mm，火炬处于熄灭状态，装
置正常排放或阀门内漏的瓦斯气进入气柜，经压缩机压缩
至1.1 MPa 后送至干气脱硫装置。在装置开停工或事故状
态下，水封罐泄水封阀组联锁打开，水封高度降至固定水
封400 mm，同时联锁关闭阀1 或阀2，并启动高空自动点
火系统点燃火炬长明灯，实现放空气体安全排放。当压力、
温度检测信号满足正常工况设定条件时，水封高度重新提
高到1 000 mm，开始进行火炬气回收。高、低压火炬系统
流程示意如图1 所示。
图1 火炬系统流程示意
钟湘生陈文武
（中国石化青岛炼油化工有限责任公司，山东青岛266500）
火炬系统的优化操作
生产与环境
安全
健康
环境
、和
编辑倪桂才
30 2010 年第10 卷第4 期
表1 火炬设计参数
2 降低火炬气排放量
2.1 实现装置火炬气有序排放
消灭火炬长明灯，关键在于从源头抓起，控制好装置
气体排放。青岛炼化公司优化全厂操作，基本实现了控制
全厂火炬气排放量3 000～3 500 m3/h，火炬压缩机（回收
能力1 800 m3/h·台）开1 台的目标。生产调度及时掌握各
装置的火炬气排放情况，对可能排放的阀门在DCS 上监
控阀门开启时间；同时加强对火炬气体的组成分析，及时
对可能排放瓦斯的装置进行排查，实现了装置火炬气的有
序排放。例如，某天的火炬气组成见表2，根据分析结果很
快确定为加氢装置安全阀内漏，采取措施后放空量减少约
800 m3/h。
2.2 优化装置瓦斯排放流程
对部分装置中可以不排入火炬系统的瓦斯气优化流
程，直接加以利用，从源头上减少火炬气流量。例如：将连续
重整装置脱异戊烷塔顶瓦斯气由排火炬改为去制氢转化炉
做燃料，减少火炬气约350 m3/h；将溶剂再生装置闪蒸气体
由排火炬改为直接去焚烧炉燃烧，减少火炬气约180 m3/h
等。
2.3 做好燃料气、氢气系统平衡
优化全厂燃料气管网、氢气管网操作，抓好燃料气、氢
气平衡，杜绝管网燃料气、氢气向火炬系统放空，降低火炬
气回收系统的负荷。燃料气平衡是炼油厂生产难点之一，
公司实际加工原油重于设计原油，燃料气产量较大，生产
中主要采用适时调整开工锅炉负荷，调整催化、焦化装置
处理量，调整催化装置反应温度等手段实现燃料气平衡。
通过适时调整制氢、重整、加氢处理、柴油加氢等临氢生产
装置负荷实现氢气平衡。
3 提高火炬排放安全性
3.1 设定可靠的工艺联锁
为保证装置事故状态大量放空时，火炬系统能够安
全、及时点燃放空气体，保护气柜，公司对火炬系统的工艺
联锁进行了科学合理的设定。火炬系统联锁条件及联锁动
作关系，如表3 所示。
3.2 提高点火系统可靠性
a）解决燃料气带液问题。火炬长明灯、高空点火器所
用燃料气为全厂燃料气管网的末端，而且燃料气耗量较
小，因此火炬部分燃料气中带液较为严重，影响点火的成
功率。根据现场情况，在燃料气过滤器底部增加一DN 15
跨线至火炬分液罐前，平时保持该跨线阀门开1/3，使燃料
气中带液进入火炬分液罐，有效解决了燃料气的带液问
题，提高了点火的成功率。
b）解决高压发生器受潮问题。开工初期，火炬高空点
火器多次发生因高压发生器受潮不能打火而点不燃长明
灯的情况。在每个高压发生器外增加一密封良好的防潮
箱，保证了高压发生器的正常工作。
c）定期进行点火系统试运。规定每天夜班对所有长
明灯进行试点，并对发现的问题进行记录，要求点火一次
成功率达到80%以上。
d）定期进行燃料气管线贯通、吹扫。每周对长明灯、
高空点火器、爆鸣管用蒸汽或氮气进行贯通吹扫一次，保
证管线畅通，提高点火可靠性。
3.3 保证火炬头运行安全
火炬头的安全、长周期运行，要保证以下两点。
a）火炬气回收时，要保证流体密封氮气量足够而且
连续[1]，防止因空气进入火炬筒体与可燃气体混合后达到
爆炸极限，遇明火后在火炬头处发生闪爆，影响火炬头的
长周期运行[2]。按照有关标准要求，吹扫气体的流量应能