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自卸捆绑式火炬系统在炼厂中的应用

来源:用户上传      作者: 钱春燕 刘斌

  摘 要:针对临濮输油管线某站35KV供电系统采用固定电容器组无功补偿,缺少动态无功调节手段,在供电峰谷期间功率因数波动较大,反复出现过补和欠补偿,35kV系统电压高低变化大,影响设备运行问题,为解决无功过(欠)补偿,稳定系统电压,本文以QAC高压功率因数自动补偿装置为例,浅析高压无功功率因数自动综合控制技术的应用。
  关键词:无功补偿;功率因数;自动补偿;实时控制
  中图分类号:V228.2+5 文献标识码:A
  1 概述
  呼和浩特石化公司500 万吨/年炼油扩能改造工程,新建3 套火炬用于新建装置正常、事故火炬气的排放和燃烧。3 套火炬分别为高压火炬、低压火炬、酸性气火炬。3 套火炬共用一个塔架,采用可拆卸塔架结构,塔架根开24 米,高度145 米。火炬界区内主要包括火炬头、火炬筒体、分液罐、水封罐、火炬塔架、地面内传焰点火器、高空电点火装置、低压防爆配电柜、防爆配电柜、仪表接线箱、界区内火炬气及公用工程、自控仪表工程、电气工程、土建及结构工程等。
  2 自卸式捆绑火炬的结构形式
  2.1 为方便火炬的拆装,各火炬集中布置在火炬塔架的一侧,该火炬塔架侧面是垂直的,以便各火炬的安装和拆卸。
  2.2 火炬筒体共分成7 段,每段长约21 米。各段筒体之间通过法兰连接。
  2.3 蒸汽、燃料气等各种公用工程管道全部敷设在火炬筒体上,与火炬筒体一样相应分成7 段,每段之间通过法兰连接。
  2.4 塔架和筒体之间设有H 型导轨,火炬筒体上安装有导向支脚,导向支脚可方便地在H 型导轨中滑动。
  2.5 火炬筒体固定在一基础支座上,基础支座底部有一铰支座,火炬筒体可绕铰支座在90°范围内自由翻转。
  2.6 火炬筒体的安装和拆卸是通过安装在地面的卷扬机来完成。安装时自上而下倒装,先安装火炬头及最上段筒体,最后安装最下段筒体。拆下检修时正好相反。
  2.7 整个安装和拆卸过程均在40 米高度以下完成。
  3、火炬塔架
  火炬塔架用于支撑H 型导轨和火炬筒体,并满足火炬筒体的装卸要求。火炬塔架的一个侧面保持竖直,其余三个侧面均为斜面。保持竖直的侧面用于支撑H 型导轨,火炬筒体将沿着H 型导轨上下滑动。
  火炬塔架为四边形桁架钢管结构,变截面体系。各主要构件之间采用法兰联接,其余构件之间采用螺栓联接。在塔架的竖直侧面上对应每一根火炬筒体均设有供提升或放下筒体用的提升吊耳,供在回转过程中用于回转筒体用的回转吊耳。也是可拆卸式筒体在装卸过程中需要使用到的关键部件。
  4、火炬点火系统
  火炬单元设两套独立的点火系统,可确保火炬点火的可靠性。一套是地面内传焰点火系统;另一套是高空电点火系统。高压火炬、低压火炬头上各配设4 支高效、节能型长明灯,酸性气火炬头上配设2 支高效、节能型长明灯,长明灯保持常燃。
  此处着重介绍自动点火系统:
  自动点火系统由触发单元、控制单元、点火单元、执行单元和检测单元五大部分构成。高空点火枪燃料气管线上的气动切断阀和高能点火发生器作为点火执行单元;长明灯热电偶作为火焰检测单元。自动点火系统实现显示、报警、自动点火和巡检等功能。
  控制单元根据火炬气的压力信号,判断是否有火炬气排放;同时根据长明灯温度信号决定是否应发出点火信号。若有火炬气排放,亦即有火炬气压力信号,不管长明灯处于何种状态,控制单元都将发出点火指令:打开长明灯燃料气管线上的气直动切断阀和高空点火枪燃料气管线上的气直动切断阀,触发高空电点火装置点燃高空点火枪,高空点火枪的火焰随后引燃长明灯。当长明灯热电偶检测到长明灯已燃后,点火控制单元将切断高空点火枪燃料气管线上的气动切断阀,同时停止点火。自动点火系统回到巡检状态。
  若控制单元在延时后,仍未接到火焰检测单元发出的长明灯"有火"反馈,则表明点火失败,此时将继续点火程序。经若干次点火程序后,依然无法检测到长明灯"有火"反馈,系统将发出报警信号。
  5.1自动点火系统具有以下功能:
  5.1.1自动巡检点火触发信号。若火焰检测单元检测到长明灯熄灭,则发出点火指令重新点燃长明灯。
  5.1.2自动判断点火是否成功。点火成功后自动切断高空点火枪的燃料气供应和高能点火发生器的电源供应;如遇点火故障,则发出报警信号。
  5.1.3 显示长明灯工作状态。自动实现定期点火(即使无点火触发信号),检验点火程序和点火系统各部分的运行情况,点火时间间隔可在程序中设定。
  6、自动化控制
  6.1 长明灯设热电偶,温度信号送PLC 柜,作为判断其工作状况的依据。
  6.2 消烟蒸汽的调节由操作人员于机柜室内根据火炬运行情况,通过遥操蒸汽管线上的气动调节阀实现。
  6.3 各水封罐设现场液位计、液位变送器、现场温度计和压力表。液位信号送PLC 和装置DCS,实现高、低液位报警,控制新鲜水管线上气动调节阀的开度。
  6.4 高压火炬、低压火炬分液罐设现场液位计、液位变送器、现场温度计和压力表。液位信号送PLC 和装置DCS,实现高、低液位报警,用于控制排凝管线上的凝液泵。凝液泵手动开,自动关。
  6.5 高空点火装置的点火:高空点火装置的点火可实现现场手动控制、PLC 控制室和装置DCS 远程遥操控制。
  6.6 火炬界区内设可燃气体报警仪,模拟信号送PLC 控制室和装置DCS 实现报警。
  6.7 密封氮气连续吹扫的控制由自力式调压阀和限流孔板实现。紧急吹扫通过放空气管路上的流量信号和温度信号由PLC 自动控制。
  6.8 新鲜水管线上设气动调节阀控制新鲜水流量;调节阀的开度根据水封罐内的液位信号进行控制。
  7、自卸式火炬所解决的问题
  自卸式捆绑高架火炬,包括火炬头和由多段筒体组成的火炬筒体,每段筒体在两端分别设置有用于筒体之间首尾连接的第一连接元件,火炬头的底部设置有第一连接元件;其装卸系统包括卷扬机、塔架、绳和所述火炬以及设置在塔架的侧面上的导轨,火炬的每段筒体包括用于与导轨可滑移地连接的支撑元件;其中的卷扬机包括用于提升每段筒体的提升卷扬机,每段筒体包括用于通过绳与提升卷扬机连接的第二连接元件;利用该装卸系统分段装卸该高架火炬的火炬筒体和火炬头,从而实现了多个火炬集中捆绑设置,又能满足故障火炬的检修工作不影响其他火炬的燃烧。
  参考文献
  [1]余化.浅析大型煤化工项目火炬系统设计 【J】.化肥设计,2012(08).
  [2]詹世平.快速确定火炬系统配管尺寸 【J】.大连大学学报,1992(12).
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