天然氣高架火炬中長明燈監(jiān)測的應(yīng)用

天然氣高架火炬中長明燈監(jiān)測的應(yīng)用

目前，由于技術(shù)條件的限制，大部分公司在施工開始時(shí)使用高火燃燒處理生產(chǎn)中產(chǎn)生的氣體。隨著社會(huì)對產(chǎn)品需求的增加,很多企業(yè)對各自的產(chǎn)能進(jìn)行升級,由于產(chǎn)能的增加高架火炬的污染排放更是成倍增長,同時(shí)高架火炬帶來的噪聲污染和光污染對周邊的居民生活產(chǎn)生不利影響。隨著國家對環(huán)境保護(hù)的要求越來越高,以及各化工企業(yè)環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),目前新建的項(xiàng)目大都摒棄了排放不達(dá)標(biāo)的高架火炬,采用更加環(huán)保的地面火炬。同時(shí)對運(yùn)行中排放不達(dá)標(biāo)的火炬、燃燒器等設(shè)備進(jìn)行技術(shù)升級?；鹁媸腔て髽I(yè)安全生產(chǎn)的最后一道屏障,當(dāng)生產(chǎn)出現(xiàn)異常,運(yùn)行設(shè)備中的大量有毒有害、易燃易爆的原料、中間體及產(chǎn)品等通過系統(tǒng)安全聯(lián)鎖會(huì)排放至火炬處理,經(jīng)燃燒變成CO1火焰監(jiān)測器的應(yīng)用地面火炬的長明燈安裝在占地面積巨大的火炬圍欄內(nèi)部,在火炬系統(tǒng)運(yùn)行過程中,圍欄內(nèi)部全封閉運(yùn)行,嚴(yán)禁人員進(jìn)入圍欄。長明燈運(yùn)行要求能夠經(jīng)受天氣環(huán)境的劇烈變化,無論是大風(fēng)還是大雨都能夠長期保持明火,穩(wěn)定運(yùn)行。一旦長明燈熄滅需要立刻重新點(diǎn)燃,以確保當(dāng)有害氣體排放至火炬時(shí)能夠被點(diǎn)燃,從而變成無害的CO目前行業(yè)中對長明燈在地面火炬中的監(jiān)測手段有兩種:一種是利用火焰監(jiān)測器直接監(jiān)測長明燈的火焰來判斷長明燈的運(yùn)行狀態(tài);另一種是通過熱電偶監(jiān)測長明燈的溫度,間接監(jiān)測長明燈的運(yùn)行狀態(tài)。火焰監(jiān)測器的應(yīng)用特點(diǎn)有:a.火焰監(jiān)測器需要安裝在靠近火焰的位置,對于是否有火焰應(yīng)反應(yīng)靈敏迅速。長明燈的位置緊靠火炬頭,溫度比較高,環(huán)境條件差,而火焰監(jiān)測器屬于精密儀表,這種環(huán)境不利于長期運(yùn)行。b.火焰監(jiān)測器的監(jiān)測鏡頭需要正對長明燈的火焰中心,但由于天氣條件的影響,有大風(fēng)時(shí)火焰位置會(huì)偏離,監(jiān)測信號時(shí)有時(shí)無,使系統(tǒng)難以判斷長明燈的狀態(tài)。c.當(dāng)火炬有大排放時(shí),火焰監(jiān)測器不能識(shí)別是火炬的火焰還是長明燈的火焰,容易對監(jiān)測結(jié)果造成影響。d.由于長明燈安裝位置的限制,當(dāng)火焰監(jiān)測器故障時(shí)維修人員無法干預(yù),只能等工廠大修時(shí)進(jìn)入火炬圍欄進(jìn)行維修,這樣的結(jié)果是一旦火焰監(jiān)測器故障,對應(yīng)的長明燈的狀態(tài)監(jiān)測將處于失控狀態(tài)。e.火焰監(jiān)測器的價(jià)格比較高,在苛刻環(huán)境下故障率較高,造成運(yùn)行成本增加。盡管火焰監(jiān)測器反應(yīng)靈敏,信號實(shí)時(shí)更新迅速,但是監(jiān)測手段存在上述諸多不足,應(yīng)用受到局限。熱電偶與火焰監(jiān)測器相比,對于火焰的狀態(tài)變化反應(yīng)較慢,實(shí)時(shí)性方面比較差,但是熱電偶監(jiān)測長明燈火焰具有更多的優(yōu)點(diǎn):a.熱電偶對自身的運(yùn)行環(huán)境沒有太苛刻的要求,能夠長期適應(yīng)火炬的運(yùn)行環(huán)境;b.熱電偶的工作端安裝在火焰中心位置,只要長明燈處于燃燒狀態(tài)就能監(jiān)測到其運(yùn)行狀況,不受自然環(huán)境影響;c.由于熱電偶監(jiān)測的是溫度,不受主火炬火焰的影響,不會(huì)造成監(jiān)測假象和偏差;d.當(dāng)熱電偶出現(xiàn)故障時(shí),特殊設(shè)計(jì)的安裝導(dǎo)軌可以實(shí)現(xiàn)在線回收與更換,可以保持對長明燈不間斷監(jiān)測;e.熱電偶價(jià)格比較低,經(jīng)濟(jì)實(shí)用。鑒于以上優(yōu)點(diǎn),熱電偶在火炬長明燈狀態(tài)監(jiān)測中得到的應(yīng)用更廣泛。2系統(tǒng)的在線安裝與可實(shí)現(xiàn)在線運(yùn)行地面火炬的結(jié)構(gòu)是:由火炬氣的排放總管引出多個(gè)排放支管沿水平方向進(jìn)入巨大的矩形火炬圍欄,圍欄內(nèi)的火炬支管垂直向上引出火炬頭,沿著排放支管延伸的方向上裝有多個(gè)火炬頭,第1個(gè)火炬頭處裝有長明燈。長明燈負(fù)責(zé)將排放至火炬的火炬氣引燃,從而使火炬氣在火炬圍欄內(nèi)安靜地燃燒,不會(huì)造成噪聲和光污染。同時(shí)由于多個(gè)火炬頭的分散分布使火炬氣燃燒更加充分,從而最大限度地減少大氣污染。長明燈安裝在火炬圍欄內(nèi),在火炬運(yùn)行過程中,出于安全考慮嚴(yán)格禁止人員進(jìn)入圍欄工作。當(dāng)長明燈在圍欄內(nèi)熄滅或者熱電偶運(yùn)行出現(xiàn)故障時(shí),及時(shí)恢復(fù)長明燈的功能是保證火炬安全運(yùn)行的關(guān)鍵。而長明燈是通過熱電偶監(jiān)測其運(yùn)行狀態(tài),這樣一來熱電偶又成為長明燈運(yùn)行的關(guān)鍵。當(dāng)熱電偶運(yùn)行故障時(shí),能夠及時(shí)維修成為重中之重。熱電偶的更換需要在火炬運(yùn)行時(shí),維修人員不進(jìn)入火炬圍欄的前提下完成。這就要求熱電偶的設(shè)計(jì)在滿足火炬在線運(yùn)行的前提下能夠?qū)崿F(xiàn)安裝與回收功能。由于長明燈的位置距離火炬圍欄比較遠(yuǎn),要想在圍欄外把熱電偶的工作端裝到長明燈的火焰處,需要為熱電偶提供穿行用的導(dǎo)軌,如圖1所示,導(dǎo)軌固定安裝在槽盒內(nèi)部,槽盒的作用是保護(hù)安裝導(dǎo)軌,使導(dǎo)軌保持水平且不會(huì)使導(dǎo)軌在長距離產(chǎn)生彎曲。由于熱電偶的冷端與熱端距離較遠(yuǎn),致使熱電偶本身比較長,一般長度為30m,最長可達(dá)80m,需要將它卷起成盤運(yùn)輸和存放,安裝使用時(shí)需要專用設(shè)備矯直。長明燈熱電偶的安裝需要使它在固定導(dǎo)軌內(nèi)穿行,該作業(yè)僅靠人力無法完成,需要電動(dòng)穿行設(shè)備矯直并直接送入導(dǎo)軌。矯直機(jī)正向工作時(shí),把熱電偶拉直并送入軌道,一直送到導(dǎo)軌終端(長明燈火焰位置處)以實(shí)現(xiàn)在線安裝功能;熱電偶故障需要更換時(shí),矯直機(jī)反向工作,把熱電偶由軌道內(nèi)拉出,實(shí)現(xiàn)在線回收。熱電偶導(dǎo)軌的終端在長明燈火焰處,當(dāng)熱電偶穿行至導(dǎo)軌終端時(shí)由于機(jī)械阻力停止穿行。此時(shí)熱電偶的工作端剛好在火焰處,通過測量火焰的溫度來判斷長明燈的運(yùn)行狀態(tài)。正常運(yùn)行時(shí)長明燈的溫度一般在700℃左右,如果溫度降至200℃以下,則可判斷長明燈已經(jīng)熄滅,點(diǎn)火系統(tǒng)通過邏輯判斷,自動(dòng)把長明燈再次點(diǎn)燃。圖2為長明燈、熱電偶末端導(dǎo)軌以及火炬頭的位置示意圖。當(dāng)熱電偶故障需要更換時(shí),在火炬圍欄外側(cè)只需使電動(dòng)矯直機(jī)反向運(yùn)行便可將熱電偶從導(dǎo)軌內(nèi)抽出