一種火炬氣回收水封系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種火炬氣回收水封系統(tǒng)及方法。系統(tǒng)包括U型水封管和水封罐，火炬氣進口與水封罐之間設置有U型水封管，U型水封管一端連接水封罐，火炬氣進口至U型水封管之間的管線a上引出管線b，其上設置有控制閥A，連通火炬氣回收單元;U型水封管端口之間的管線上設置有爆破片；U型水封管底部管線上設置有并聯(lián)的控制閥B和控制閥C，控制閥B和控制閥C的另一端連接設置于水封罐內(nèi)底部的氣體分布器；水進口管線分成兩個：管線c和管線d，管線c上設置有控制閥D，與U型水封管底部管線連接；管線d上設置有控制閥E，與水封罐底部連接。本發(fā)明可以達到使用高效、不增加占地、減少配管、減少投資、全廠穩(wěn)定連續(xù)或長周期運行的目的。
【專利說明】一種火炬氣回收水封系統(tǒng)及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及石油化工火炬氣處理領域，進一步地說，是涉及一種火炬氣回收水封系統(tǒng)及方法。
【背景技術】
[0002]火炬是用來處理石油化工廠、煉油廠及其它工廠或裝置在事故及正常生產(chǎn)時排放的可燃氣體的特殊燃燒設施，是保證全廠安全生產(chǎn)、減少環(huán)境污染的一項重要措施。處理的方法是設法將可燃和可燃有毒氣體轉成不可燃的惰性氣體，將有害、有臭、有毒物質(zhì)轉化成為無害、無臭、無毒物質(zhì)然后排空。
[0003]石油化工廠、煉油廠及其它工廠或裝置的火炬氣排放分緊急事排放和正常生產(chǎn)排放，緊急事排放的特點是隨機的和排放量大且不穩(wěn)定，正常生產(chǎn)排放隨機性小且排放量相對較穩(wěn)定?；鹁娴奶幚砟芰κ前凑杖珡S事故排放量設計，正常排放的可燃氣體送至火炬頭燃燒，存在火炬負荷低而導致燜燒損壞火炬頭的現(xiàn)象，如果要避免燜燒則需要補充一定量的燃料氣。因此，基于環(huán)境保護、節(jié)約能源和延長火炬頭的使用壽命的出發(fā)點，對于低含硫、非劇毒的可燃氣體采用火炬氣回收裝置進行回收。
[0004]目前石化企業(yè)采取設置水封閥組，通過不同壓力值的設定，使正常排放的可燃放空氣體回收至氣柜回收裝置，當發(fā)生緊急事故大量放空工況時，放空氣體沖破水封，送至火炬燃燒處理。
[0005]現(xiàn)有水封閥組的結構是一個臥式罐中設置一個體積較小的立式水封筒，臥式罐通常規(guī)格為4mX7m( Φ XL)，設置在水封罐前。在罐外設兩個氣動閥，事故時開啟把水排到水封閥組罐的另一側。目前使用的水封閥組存在結構復雜、體積大、密封水量多。造成設備檢修比較困難、建設成本高，同時存在事故時消除水封速度慢，不利于緊急事故的排放。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明提供了 一種火炬氣回收水封系統(tǒng)及方法。可以在不增加設備的前提下，將水封閥組的設計進行簡化，即保證全廠火炬設施長周期穩(wěn)定運行，達到使用高效、不增加占地、減少配管、減少投資、全廠穩(wěn)定連續(xù)或長周期運行的目的。
[0007]本發(fā)明的目的之一是提供一種火炬氣回收水封系統(tǒng)。
[0008]包括U型水封管和水封罐，
[0009]火炬氣進口與水封罐之間設置有U型水封管，火炬氣進口至U型水封管之間的管線a上引出管線b，其上設置有控制閥A，連通火炬氣回收單元；
[0010]所述U型水封管端口之間的管線上設置有爆破片；u型水封管靠近水封管的豎管上設置有水封溢流管線，水封溢流管線連接水封罐的火炬氣進口管路，U型水封管底部管線上設置有并聯(lián)的控制閥B和控制閥C，控制閥B和控制閥C的另一端連接設置于水封罐內(nèi)底部的氣體分布器；[0011]水進口管線分成兩個:管線c和管線d，管線c上設置有控制閥D，與U型水封管底部管線連接；管線d上設置有控制閥E，與水封罐底部連接。
[0012]所述火炬氣進口管線上設置有溫度和壓力儀表。
[0013]所述控制閥D和U型水封管之間設置有旁路的孔板；
[0014]所述控制閥E和水封罐之間設置有旁路的孔板。
[0015]孔板的作用在于提供小流量的水，以保持U型管和水封罐內(nèi)的水量。
[0016]本發(fā)明的目的之二是提供一種火炬氣回收水封方法。
[0017]包括:
[0018](I)當正常排放時，U型水封管內(nèi)中充水至水封溢流管線的位置，控制閥A打開，可燃氣體通過控制閥A至火炬氣回收單元回收，火炬不燃燒；
[0019](2)當緊急排放時，關閉控制閥A，打開控制閥B和控制閥C撤掉水封，火炬氣通過U型管和水封溢流管線進入水封罐，然后送火炬燃燒。
[0020]步驟(2)中，當壓力超過設計壓力時，部分火炬氣通過控制閥B和控制閥C進入水封罐底部的氣體分布器；
[0021]通過控制閥D和旁路孔板調(diào)整U型水封管內(nèi)的液位；通過控制閥E和旁路孔板調(diào)整水封罐內(nèi)的液位；
[0022]所述控制閥B和控制閥C為百分之一百冗余設計；所謂冗余設計是:實際只需要一個閥，但為保證安全又增加了一個完全相同的閥，這兩個又是同時開或同時關，即使工作時其中的一個壞了，另一個也能保證正常系統(tǒng)正常工作。
[0023]步驟(2)中，當控制閥B和控制閥C均失靈時，火炬氣沖破爆破片后進入水封罐，然后送火炬燃燒。
[0024]本發(fā)明是通過以下技術方案來實現(xiàn)的:在不增加設備的前提下，其特點在于將水封閥組的設計進行簡化，并布置在放空氣體至水封罐的總管上，正常工況下放空氣體送至氣柜回收，即保證全廠火炬設施長周期穩(wěn)定運行。
[0025]在火炬設施的邊界設置測溫點和測壓點，根據(jù)壓力和溫度的測定值，放空氣體可通過控制閥至火炬氣回收設施進行儲存回收，作為石化企業(yè)全廠燃料氣的補充。
[0026]當存在大量氣體放空工況，單元邊界的測溫和測壓測量值超過設置值，氣體至火炬氣回收設施的控制閥關閉，放空氣體通過放空氣體U形管、放空氣體控制閥至放空氣體分布器，當控制閥失靈的情況下，大量可燃氣體通過爆破片至水封罐。爆破片前后的切斷閥和在火炬設施正常運行時為常開狀態(tài)。爆破片的設定值高于U型管的水封壓力值。
[0027]新鮮水自控制閥給放空氣體U形管補水，配管設計時，放空氣體U形管的低點比水封罐的正常水封液位高300mm以上，放空氣體U行管設水封溢流線至水封罐。正常時控制閥不打開，通過旁路的孔板給U形管不間斷補水，當達到U形管的水封設定值時，通過水封溢流管線排出，保證U形管的水封液位。
[0028]給水封罐補水通過罐內(nèi)液位控制的控制閥，正常時控制閥關閉，通過旁路的孔板給水封罐不間斷補水，當達到設定值時，通過溢流線排出至污水系統(tǒng)。當大量放空時，水封罐內(nèi)液位快速下降，則控制閥打開，快速補充水封罐內(nèi)的水，使得液位到達設定值。
[0029]具體地，
[0030]U型火炬氣回收水封系統(tǒng)，可燃放空氣體進入火炬設施之后，正常工況排放時:U型水封管中充水至規(guī)定的高度H，可燃氣體通過控制閥A至火炬氣回收單元回收，火炬不燃
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[0031]緊急事故工況時:溫度和壓力檢測信號(各3取I)通過UC-02關閉控制閥A、打開控制閥B和控制閥C撤掉U型管內(nèi)水封，放空氣體通過U型管進入水封罐后進入火炬燃燒；通過壓力信號(3取2)打開或關閉控制閥D ;控制閥B控制閥C為百分之一百冗余設計，同時開啟或關閉，爆破片作為控制閥B和控制閥C的安保措施，一旦控制閥B和控制閥C無法開啟則可燃氣體通過沖破爆破片進入水封罐后進入火炬燃燒。(3取I即三個溫度檢測值或三個壓力檢測值中只要一個達到規(guī)定值即起作用，3取2，指的是三個壓力檢測值中需要兩個達到規(guī)定值即起作用。)
[0032]新鮮水通過控制閥D和孔板給U型水封管補水保持需要的水位H，通過控制閥E和孔板給水封罐補水。水封罐內(nèi)的氣體分布器，用于防止事故排放時U型管內(nèi)氣體劇烈擾動水封罐內(nèi)的水而導致密封水被帶出。事故結束后系統(tǒng)自動恢復到正常狀態(tài)。
[0033]在火炬設施的邊界設置測溫點和測壓點，根據(jù)壓力和溫度的測定值，放空氣體可通過控制閥A至火炬氣回收設施進行儲存回收，作為石化企業(yè)全廠燃料氣的補充。
[0034]當存在大量氣體放空工況，單元邊界的測溫和測壓測量值超過設置值(石油化工廠是由許多不同功能區(qū)域組成的，每一個功能區(qū)域稱為一個“單元”，它們的分界稱為“單元邊界”。設置值，就是根據(jù)工藝設計需要控制的數(shù)值，不同工廠該值可能不同)，氣體至火炬設施的控制閥A關閉，控制閥B和控制閥C開啟及控制閥D關閉，放空氣體通過U形管進入水封罐，壓力超高時少部分放空氣體通過控制閥B和控制閥C至放空氣體分布器進入水封罐，控制閥B和控制閥C為百分之一百冗余設計。當控制閥B和控制閥C失靈的情況下，如果大量可燃氣體不能通過U型管至水封罐，則氣體沖破爆破片至水封罐。爆破片的設定值高于控制閥B和控制閥C的設定值。
[0035]新鮮水自控制閥D給U型水封管補水，正常時控制閥不打開，通過旁路的孔板給U形管不間斷補水，當達到U型水封管的水封設定值時，通過水封溢流管線排出，保證U型水封管的水封液位。
[0036]給水封罐補水通過罐內(nèi)液位控制的控制閥E，正常時控制閥E關閉，通過旁路的孔板給水封罐不間斷補水，當達到設定值時，通過溢流線排出至污水系統(tǒng)。當大量放空時，水封罐內(nèi)液位快速下降，則控制閥E打開，快速補充水封罐內(nèi)的水，使得液位到達設定值。
[0037]以上所述的設定值是本領域內(nèi)通常采用的，是根據(jù)根據(jù)工藝設計需要控制的數(shù)值，不同工廠該值可能不同，但都是本領域技術人員通過常規(guī)計算可以得到的。
[0038]本發(fā)明的效果是:
[0039](I)保證火炬設施的安全運行，保證石化企業(yè)裝置的安全運行。
[0040](2)以U型水封系統(tǒng)取代現(xiàn)有的水封閥組，即安全、便于維護、節(jié)省投資，又可以迅速消除水封壓力保障事故工況的安全排放。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0041]圖1本發(fā)明的U型火炬氣回收水封系統(tǒng)示意圖
[0042]附圖標記說明:
[0043]I爆破片；2U型水封管；3水封罐；4氣體分布器；5控制閥A;[0044]6控制閥B; 7控制閥C; 8控制閥D; 9控制閥E; 10水封溢流管線
[0045]H——U型水封管水封高度
[0046]h—U型水封管底部與水封罐水封液面要求的高差
[0047]Fl——來自裝置的火炬排放氣；F2——返回回收系統(tǒng)的火炬排放氣
[0048]F3——進入火炬燃燒的火炬排放氣；W——7jC
【具體實施方式】
[0049]下面結合實施例，進一步說明本發(fā)明。
[0050]實施例:
[0051]如圖1所示，一種火炬氣回收水封系統(tǒng)，包括U型水封管2和水封罐3，
[0052]火炬氣進口與水封罐3之間設置有U型水封管2，火炬氣進口至U型水封管2之間的管線a上引出管線b，其上設置有控制閥A5，連通火炬氣回收單元，U型水封管2的低點比水封罐3內(nèi)的液位高300mm;
[0053]所述U型水封管2端口之間的管線上設置有爆破片I #型水封管2靠近水封管的豎管上設置有水封溢流管線10，水封溢流管線10連接水封罐3的火炬氣進口管路；U型水封管2底部管線上設置有并聯(lián)的控制閥B6和控制閥C7，控制閥B6和控制閥C7的另一端連接設置于水封罐3內(nèi)底部的氣體分布器4 ；
[0054]水進口管線分成兩個:管線c和管線d，管線c上設置有控制閥D8，與U型水封管2底部管線連接；管線d上設置有控制閥E9，與水封罐底部連接。
[0055]所述火炬氣進口管線上設置有溫度和壓力儀表。
[0056]所述控制閥D8和U型水封管2之間設置有旁路的孔板。
[0057]所述控制閥E9和水封罐3之間設置有旁路的孔板。
[0058]在火炬設施的邊界設置測溫點和測壓點，根據(jù)壓力和溫度的測定值，放空氣體可通過控制閥A至火炬氣回收設施進行儲存回收，作為石化企業(yè)全廠燃料氣的補充。
[0059]當存在大量氣體放空工況，單元邊界的測溫和測壓測量值超過設置值，氣體至火炬氣回收設施的控制閥A關閉，放空氣體通過U形管、控制閥B或控制閥C至放空氣體分布器4，控制閥B和控制閥C為百分之一百冗余設計。當控制閥B和控制閥C失靈的情況下，大量可燃氣體不能通過U型管至水封罐，則氣體通過爆破片至水封罐。爆破片的設定值高于控制閥B和控制閥C的設定值。
[0060]新鮮水自控制閥D給放空氣體U形管補水，正常時控制閥D不打開，通過旁路的孔板給U形管不間斷補水，當達到U形管的水封設定值時，通過溢流線排出，保證U形管的水封液位。
[0061]給水封罐補水通過罐內(nèi)液位控制的控制閥E，正常時控制閥E關閉，通過旁路的孔板給水封罐不間斷補水，當達到設定值時，通過溢流線排出至污水系統(tǒng)。當大量放空時，水封罐內(nèi)液位快速下降，則控制閥E打開，快速補充水封罐內(nèi)的水，使得液位到達設定值。
【權利要求】
1.一種火炬氣回收水封系統(tǒng)，包括U型水封管和水封罐，其特征在于: 火炬氣進口與水封罐之間設置有U型水封管，火炬氣進口至U型水封管之間的管線a上引出管線b，其上設置有控制閥A，連通火炬氣回收單元，水封管的低點比水封罐內(nèi)的液位至少高300mm; 所述U型水封管端口之間的管線上設置有爆破片；U型水封管靠近水封管的豎管上設置有水封溢流管線，水封溢流管線連接水封罐的火炬氣進口管路；U型水封管底部管線上設置有并聯(lián)的控制閥B和控制閥C，控制閥B和控制閥C的另一端連接設置于水封罐內(nèi)底部的氣體分布器，控制閥B和控制閥C為百分之一百冗余設計； 水進口管線分成兩個:管線c和管線d，管線c上設置有控制閥D，與U型水封管底部管線連接；管線d上設置有控制閥E，與水封罐底部連接。
2.如權利要求1所述的火炬氣回收水封系統(tǒng)，其特征在于: 所述火炬氣進口管線上設置有溫度和壓力儀表。
3.如權利要求1所述的火炬氣回收水封系統(tǒng)，其特征在于: 所述控制閥D和U型水封管之間設置有旁路的孔板。
4.如權利要求1所述的火炬氣回收水封系統(tǒng)，其特征在于: 所述控制閥E和水封罐之間設置有旁路的孔板。
5.如權利要求2所述的火炬氣回收水封系統(tǒng)，其特征在于: 所述控制閥D和U型水封管之間設置有旁路的孔板； 所述控制閥E和水封罐之間設置有旁路的孔板。
6.采用如權利要求1飛之一所述的火炬氣回收水封系統(tǒng)的方法，包括: (1)當正常排放時，U型水封管內(nèi)充水至水封溢流管線的位置，控制閥A打開，可燃氣體通過控制閥A至火炬氣回收單元回收，火炬不燃燒； (2)當緊急排放時，關閉控制閥A，打開控制閥B和控制閥C撤掉水封，火炬氣通過U型管和水封溢流管線進入水封罐，然后送火炬燃燒。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于: 步驟(2)中，當火炬氣的入口壓力高于設定值時，部分火炬氣通過控制閥B和控制閥C進入水封罐底部的氣體分布器。
8.如權利要求6所述的方法，其特征在于: 通過控制閥D和旁路孔板調(diào)整U型水封管內(nèi)的液位；通過控制閥E和旁路孔板調(diào)整水封罐內(nèi)的液位。
9.如權利要求6所述的方法，其特征在于: 所述控制閥B和控制閥C為百分之一百冗余。
10.如權利要求6所述的方法，其特征在于: 步驟(2)中，當控制閥B和控制閥C均失靈時，火炬氣沖破爆破片后進入水封罐，然后送火炬燃燒。
【文檔編號】F23G7/06GK103527929SQ201210228188
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2012年7月2日 優(yōu)先權日:2012年7月2日
【發(fā)明者】趙廣明 申請人:中國石油化工集團公司, 中國石化工程建設有限公司