炼化厂火炬故障分析及预防措施

赵兴国 马成海 张春燕(青海油田分公司格尔木炼油厂， 青海 格尔木 816000)

炼化厂火炬故障分析及预防措施

赵兴国 马成海 张春燕(青海油田分公司格尔木炼油厂， 青海 格尔木 816000)

炼油火炬在日常使用中出现了不同程度的故障，如：燃料线断裂、蒸汽环管组件破损、燃烧器筒体外壁存在裂纹等。本文主要对炼油火炬存在的故障进行分析并提出预防措施，以提高火炬使用寿命。

炼化厂；火炬;故障分析;预防措施

1 概述

1.1 火炬系统概述

炼油厂炼油火炬系系统主要由燃烧器、分子密封器、火炬筒体、火炬塔架、水封罐、分液罐、燃料气系统、消烟蒸汽系统、点火系统等组成。

炼油火炬系统是炼油厂重要的安全环保设施，其主要作用是安全、及时燃烧各种工况下突然排放到火炬系统的大量瓦斯气，达到防止装置生产设备发生超压破坏的目的。

1.2 火炬系统工艺流程简介

低压瓦斯气送至火炬系统后，首先进入分液罐R901，将瓦斯气中携带的凝结液进行分离，随后在水封罐R902内突破水封，通过火炬筒体后在燃烧器处放空燃烧。(图1)

图1 火炬放空系统流程图

2 炼油火炬存在的故障

炼油火炬在连续运行3年后，2012年在大检修时进行检查维护，检查人员发现火炬三组长明灯线均出现不同程度的破损，便采取临时措施在泄漏处打卡具进行了简单处理。

2014年检修维护时，其中两组处理过的长明灯线与法兰根部撕裂，火炬顶部的蒸汽环管局部不同程度出现变形和开裂现象，已严重影响到火炬的安全平稳运行，但由于组件采购周期的问题无法进行整体更换。车间随即进行了修复，主要更换了两组长明灯线，重新固定了长明灯线、引火筒线。(图2、图3)

2016年检修时，更换了火炬顶部的蒸汽环管组件及两组长明灯线。经过仔细检查后发现燃烧器筒体外壁焊缝处出现裂纹，火炬内部蒸汽喷嘴也出现断裂现象。(图4)

3 故障原因分析

3.1 长明灯线断裂

火炬三组长明灯线材质为304不锈钢，在温度高达700～900℃的环境中长期使用， 304不锈钢发生脆化，管材的抗拉性下降，当在火炬顶部出现闪爆或火炬塔架整体剧烈振动时便发生断裂。

图2 长明灯线撕裂

图3 蒸汽环管开裂

图4 燃烧器筒体外壁焊缝裂纹

3.2 蒸汽环管组件破损

在装置生产异常，大量瓦斯气突然放烧时，岗位人员无法及时、正确调整消烟蒸汽用量，导致火焰在蒸汽环管处燃烧；燃料线离蒸汽环管组件较近，断裂后，火焰在裂口处燃烧，长期对蒸汽环管主线进行烘烤，由此造成蒸汽环管组件过烧，导致其变形、破损。

3.3 燃烧器筒体外壁存在裂纹

燃烧器筒体上部采用310SS不锈钢材质，下部采用304不锈钢材质，检查发现筒体裂纹集中在两种材质的焊缝处。

(文章题目：炼化厂火炬故障分析及预防措施）

筒体焊缝处裂纹密集，经分析，原因一是蒸汽环管变形后、破损后，蒸汽喷嘴的喷射方向发生变化，蒸汽作用减弱，无法使火焰远离燃烧器，致使燃烧器筒体温度升高。长期高温作用下，两种材质的焊缝处化学成分发生了变化，焊缝强度变弱。二是分子密封器失去作用，在火炬熄灭后，燃烧器处温度降低，形成负压，如果氮气未能及时密封住火炬入口，空气便会进入分子密封器，在下次点火时，燃烧器内部会发生闪爆，损坏燃烧器筒体。

4 预防措施

4.1 消烟蒸汽调整

当低压瓦斯放空量过大时，瓦斯气突破水封放空，燃烧器处火焰较大，此时瓦斯气燃烧不充分并伴随浓浓的黑烟。岗位人员调整操作时要注意蒸汽供给的次序，先开底部消烟蒸汽，将火焰吹离燃烧器，保证蒸汽能有效隔离火焰和燃烧器，再开上部消烟蒸汽，提高瓦斯气和空气的混合效果，使之达到充分燃烧、消烟的目的。当放空结束时，不应立刻切断两路消烟蒸汽的供给，需提供一定量的蒸汽用于降低燃烧器的温度。调节蒸汽用量时需密切关注火焰大小，避免瓦斯气量降低时火炬被蒸汽吹灭。

4.2 火炬点火操作

生产过程中如果火炬熄灭，需及时向分子密封器内通入氮气并点燃火炬，保证生产正常。

在火炬点火前，要先打开消烟蒸汽，以避免燃烧器发生干烧。打开氮气阀后，要保证氮气压力稳定、氮气管线畅通，使氮气正常进入分子密封器做为密封气，阻止空气进入火炬筒体，以防止火炬点火时筒体内部发生回火、闪爆，损坏燃烧器。

4.3 燃料气压力控制

由于天然气管网压力为3MPa，在使用天然气做为燃料气的气源时，应严格控制燃料线压力在0.7～1.5MPa范围内。压力过高容易导致长明灯线法兰泄漏；压力过低，长明灯下部的引射器吸入的空气量降低，无法充分地冷却长明灯管线内部，降低了长明灯的使用寿命。

4.4 检查维护

火炬在正常生产运行过程中无法进行维护检修。检修时就必须对火炬进行全面、细致的检查，更换已损坏的部件，消除漏点，保证火炬系统完好。

5 结论

日常生产时，要密切关注火炬系统的运行状况，如有异常，需及时查找并分析原因，制定合理的检维修计划，保证火炬系统长周期平稳运行。

[1]SHS01031-2004，《火炬维护检修规程》

[2]李常岭.火炬头损坏原因及改进[J].通用机械，2005，(04):46-47.