内传焰点火在石油化工火炬中的应用

程哲 陈展雄

摘 要：本文对对内传焰点火的工作原理进行了介绍，阐述了内传焰点火系统的构成、点火和调试步骤，并根据工程经验分析内传焰点火系统中出现的常见故障以及解决方案。

关键词：内传焰点火；火炬

火炬设施是石油化工企业重要的安全与环保设施之一，用以处理生产装置及辅助设施正常、开停车、事故及紧急情况下排放的可燃性气体，以保护相关设备、设施和人员安全[1]。

火炬单元一般设两套独立的点火系统，可实现长明灯的自动点火、远程遥操点火和现场就地点火。一套是地面内传焰点火系统；另一套是电点火系统。在正常操作状态时，若长明灯上的热电偶检测到长明灯熄灭（温度低信号），若点火控制处于自动状态，系统可自动实现长明灯的点火操作。当电点火系统发生故障而不能正常点火时，作为安全保障的内传焰点火系统就显得尤为重要。当需要现场点火时，操作人员则可通过地面内传焰点火器及时将熄灭的长明灯重新点燃[2]。

1 地面内传焰点火器的组成

地面内传焰点火器由仪表空气管线、点火用燃料气管线、空气/燃气混合器和点火控制盘组成，如图1所示。

1.1 地面内传焰点火器上的各路管线

地面内传焰点火器共设两路管线，自上而下分别是仪表空气管线和点火用燃料气管线。仪表空气管线和点火用燃料气管线上均设有自力式调压阀组，用于分别稳定空气/燃气混合器入口前的压力。

1.2 空气/燃料气混合器

仪表空气和燃料气在燃料气-空气混合器内混合形成可燃性混合气体后按下点火按钮，点火电嘴喷出电火花引燃混合气，引燃后的火焰在引火管内以爆燃形式传递到长明灯上，点燃长明灯的出口燃料气。

1.3 点火控制盘

地面内传焰点火器的点火主要通过点火发生器、点火嘴和高压软导杆来实现。

点火发生器是将AC220V电压转换成高压脉冲波的装置。由于高压回路与低压回路容易产生短路，因此整个点火发生器用特殊材料封浇而成。

当点火发生器产生的脉冲波送到点火嘴时，在点火嘴内产生电火花，用于引燃可燃性混合气。

2 点火与调试

火炬设施是石油化工企业重要的安全与环保设施之一，而内传焰点火系统是火炬系统的一重重要安全保障，所以点火前的的准备工作和正确的点火步骤是显得尤为重要[3-4]。

2.1 调试和点火前的准备工作

1） 置换：为了保障安全性，必须确认工艺管线氮气置换结束，密封用氮气已引进。

2） 排凝：为了防止因为积水导致的点火失败，打开内传焰点火器两路管线底部的排凝阀，和长明灯管线底部的排凝阀，排除管线内的凝液。

3） 吹扫：对内传焰点火器的两条管线用压缩空气进行吹扫，确认管线畅通无泄漏。

4） 点火发生器检查：将电源开关置于“ON”，电源开关指示灯亮。按下手动点火按钮，确认是否有打火声音，若没有打火声音，可能是点火发生器损坏，须更换。

5） 電嘴检查：按下手动点火按钮，从混合器石英玻璃窗口察看电嘴是否发出火花。如火嘴没有喷出火花，说明点火嘴出现故障，须卸下电火嘴，消除点火嘴的结碳。

6） 界区可燃气检测：点火前必须确认装置无排放气及围栏内无可燃气聚积，合格后方可进行点火。

2.2 地面内传焰点火器的调试

地面内传焰点火器的燃料气最佳配比会因为现场燃料气组分的变化以及现场管线的走向出现变化，所以点火调试不光要能够点着火，还需要找出相对合理的燃料气配比。

在准备工作结束后，可按以下步骤手动调试出点火用燃料气和仪表空气的配比：

1） 保持并确认空气和燃料气总阀处于关闭状态。确认四个排凝阀处于关闭状态。

2） 打开位于引火气出口后端任意一个内传焰引火支管上的球阀（其它球阀均关闭）。

3） 放松两只自力式调压阀（空气和燃料气）的锁紧螺母，向上调节压力设定螺杆，使调压阀后的压力值尽量降低。

4） 打开压缩空气管线上的空气阀1、2和3，关闭空气旁通阀。

5） 打开空气总阀，向下调整空气调压阀，使空气管路中的压力表2的指示值保持在某个经验值。

6） 打开燃料气管线上的燃料气阀1、2和3，关闭燃料气旁通阀。

7） 打开燃料气总阀。

8） 按下手动点火按钮并保持，同时调节燃料气调节阀，使燃料气管线上的压力表4的指示值逐渐升高，一旦燃料气/空气混合物被点燃（有爆燃声）即停止调节，记录下此时空气压力表2和燃料气压力表4的显示值（可以确定空气与燃气的比例）作为今后地面内传焰点火器点火时的参照值。

9） 关闭燃料气总阀，用压缩空气吹扫内传焰管线一段时间后关闭空气总阀。

10） 如果混合物没有被点燃，可通过调整空气调节阀，适当降低或升高仪表空气的压力，再重复步骤7～10，直至成功点燃为止。

11） 保持两台自力式调压阀的开启度，关闭其它阀门。至此，燃料气和压缩空气的配比调试完毕。

12） 对于不同的燃料气，重复以上步骤直到找到合适的配比值。

2.3 地面内传焰点火器的点火

准备工作结束后，对长明灯进行手动点火：

1） 打开欲点长明灯对应内传焰管线上的球阀（其它球阀均关闭）。

2） 打开欲点长明灯管线上的切断阀，引入燃料气。

3） 打开地面内传焰点火器仪表空气总阀和燃料气总阀，等待一段时间。

4） 按下地面内传焰点火器控制箱上的点火按钮。

确认长明灯是否点燃，如果未点燃则重复上述步骤；如果已点燃则关闭燃料气总阀，用压缩空气吹扫内传焰管线一分钟后关闭压缩空气总阀和内传焰管线上的球阀。

3 常见故障以及处理

在内传焰点火系统的调试以及点火过程中，经常会出现一些及其容易被忽视的细节，从而增加成功点火的困难度，甚至直接导致点火的失败[5]。以下几点是本人是实践过程中遇到过的一些情况。

1） 内传焰管线过长或者连续急弯

在施工的过程中，如果不注意，可能会出现连续两个90°急弯等情况，这样很容易对火球的传输造成阻碍，从而阻碍内传焰对长明灯的引燃。所以在施工管理中应该合理规划内传焰管线的走向。

2） 两支或者两支以上长明灯同时点火

内传焰管线的出口距离长明灯燃料气还有一段距离，如果没有足够的推力，不能让内传焰管线内的火球引燃长明灯的燃料气管线，而两支或者多支长明灯同时点火很容易造成这种情况。为了保证点火顺利进行，必须保证每次只点一支长明灯（内传焰管线上的球阀只开一台）。

3） 两次点火间隔太短

如果點火间隔太短，容易出现两种：一种情况是混合后的燃料气来不及传送到长明灯处就已被点燃，导致火球不能传输到长明灯处；另一种情况是上一次长明灯火球传出的火焰，被后续传来的火球给吹灭。无论哪种情况，都能导致点火的失败。

4） 相关管线内凝液没有被排出

内传焰点火的过程中，如果管线内凝液没有排出容易导致燃料气配比的变化，或者内传焰传输的不畅。

其他还有一些其他方面的原因容易导致点火失败，比如说长明灯点火枪的风门没有调节妥当，长明灯被积雪或者积水堵住等情况，需要在现场对具体情况具体分析。

4 结语

火炬设施，给安全生产竖立了一道坚强的后盾。尽管自动点火系统已经广泛应用于火炬设施，但一旦自动点火系统发生故障，作为另一道安全保障的内传焰点火系统就发挥出了及其重要的作用。点火前做好充分的准备工作，严格遵循点火步骤，合理排除内传焰点火中容易出现的故障，才能让这道保障发挥出更加坚实的作用。

参考文献：

[1] 周篷，蒋林，等.放空火炬高频点火系统设计[J] .微型机与应用，2017，4：4-6.

[2] 任松，王海波，等.适用于高/低压放空的新型火炬点火系统[J].天然气与石油，2016，1：23-25.

[3] 王新胜.火炬点火装置的性能及在生产运行中调试方法和技巧[J] .中小企业管理与科技，2011，16：313-314.

[4] 赵延平，吴拯亚，等.高酸气田集输站场火炬点火系统故障分析及优化[J].化学工程与装备，2014，12：121-122.

[5] 张进.扬子乙烯装置火炬点火系统改造[J].乙烯工业，2013，2：28-32.