李樂飚

（泰州市沿江辦，江蘇泰州 225300）

地面焚燒爐的應(yīng)用

李樂飚

（泰州市沿江辦，江蘇泰州 225300）

通過(guò)對(duì)地面焚燒爐主要結(jié)構(gòu)和安裝工藝的介紹，指出了安裝中要注意的關(guān)鍵質(zhì)量控制點(diǎn)，同時(shí)說(shuō)明了地面焚燒爐相對(duì)高架火炬的主要優(yōu)勢(shì)。

地面焚燒爐；結(jié)構(gòu)；安裝工藝；特點(diǎn)

石油化工企業(yè)許多生產(chǎn)裝置在生產(chǎn)過(guò)程中或開停車狀態(tài)下或在火災(zāi)、停電、停水事故狀態(tài)下都會(huì)產(chǎn)生大量無(wú)法利用而必須排出的可燃?xì)怏w，這些廢棄的可燃火炬氣以往大都采用高架火炬來(lái)處理。地面焚燒爐尾氣放空系統(tǒng)，也稱為地面火炬，在國(guó)內(nèi)外已被廣泛應(yīng)用于石化和冶金行業(yè)，是一種新型的尾氣放空系統(tǒng)，有逐步取代高架火炬放空系統(tǒng)的趨勢(shì)。泰州石油化工總廠建設(shè)一套3萬(wàn)噸/年甲乙酮裝置，原有高架火炬放空系統(tǒng)已不能滿足排放要求，在進(jìn)行廣泛的分析和比較后，最終采用新建一套地面焚燒爐尾氣放空系統(tǒng)的方案。

1 地面焚燒爐的主要結(jié)構(gòu)

泰州石油化工總廠地面焚燒爐尾氣放空系統(tǒng)（見圖1）占地約34m×48m，主體設(shè)備地面焚燒爐是一座封閉式地面燃燒爐，燃燒室采用圓型爐膛，燃燒爐本體內(nèi)徑10m，高度33m。爐膛外殼用碳鋼制成，內(nèi)襯輕質(zhì)耐高溫陶瓷纖維毯，陶瓷纖維的熔點(diǎn)為1760℃，可使用在1200℃的環(huán)境中，不受下雨或燃燒室溫度急劇變化的影響，同時(shí)還具有良好的吸音降噪特性。

圖1 地面焚燒爐結(jié)構(gòu)示意圖

焚燒爐內(nèi)設(shè)有61臺(tái)特殊結(jié)構(gòu)的地面燃燒器。61臺(tái)地面燃燒器均勻分散布置在焚燒爐內(nèi)，可將大股的排放氣分成許多小股，以利于空氣混合，增加與空氣接觸面積，達(dá)到無(wú)煙燃燒。地面燃燒器還配設(shè)有蒸汽消煙噴嘴在排放氣燃燒時(shí)向高溫燃燒區(qū)域噴射一定量的蒸汽，既可消除碳黑，又可將一定量的空氣引射至燃燒區(qū)域，以進(jìn)一步確保焚燒爐完全無(wú)煙燃燒。

為適應(yīng)不同排放工況，焚燒爐燃燒系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)分級(jí)燃燒：第一級(jí)燃燒系統(tǒng)設(shè)置3臺(tái)燃燒器處理正常工況下小量排放氣；第二、第三和第四級(jí)燃燒系統(tǒng)分別設(shè)置6臺(tái)、18臺(tái)、34臺(tái)燃燒器處理大量排放或事故狀態(tài)下排放氣。

焚燒爐燃燒室內(nèi)設(shè)有3只長(zhǎng)明燈，3只長(zhǎng)明燈保持常燃，以便任何時(shí)刻有排放氣排放都能及時(shí)點(diǎn)燃，確保系統(tǒng)的安全燃燒。長(zhǎng)明燈配設(shè)兩種獨(dú)立的點(diǎn)火系統(tǒng)，一種為內(nèi)傳焰點(diǎn)火器，另一種為自動(dòng)直接電點(diǎn)火器，以確保焚燒爐點(diǎn)火絕對(duì)可靠。

燃燒室外圍設(shè)有一個(gè)外徑17m，高度7.5m的防熱輻射消音墻，可防止燃燒室底部側(cè)風(fēng)對(duì)地面燃燒器燃燒過(guò)程的影響。防熱輻射消音墻采用鋼筋混凝土制成，墻內(nèi)壁襯有輕質(zhì)耐高溫陶瓷纖維毯，可最大限度地降噪和防止熱輻射外漏，同時(shí)又可有效阻止操作人員進(jìn)入地面焚燒爐高溫區(qū)域。

2 地面焚燒爐的安裝工藝

地面焚燒爐的詳細(xì)安裝流程見圖2。

地面焚燒爐的主體是內(nèi)徑10m，高度30m的鋼制筒體。鑒于其高度高、直徑大的特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際情況，在施工方案的確立上，采用群柱倒裝法。

筒體立在3m高的鋼筋混凝土柱基上，首先要在鋼筋混凝土柱基上鋪設(shè)施工臨時(shí)平臺(tái)，以便施工操作。為保證筒體垂直度，確保施工安全，安裝之前，在基礎(chǔ)正中豎立了一根長(zhǎng)38米，Φ325的中心柱，中心柱用三根纜風(fēng)繩調(diào)整垂直和固定,并可承擔(dān)施工中的風(fēng)載荷。筒體最大吊裝重量為60噸，故采用12只10噸手拉葫蘆進(jìn)行倒裝，倒裝桅桿采用Φ325鋼管制作。

圖2 地面焚燒爐安裝流程

3 地面焚燒爐的安裝質(zhì)量控制

（1）爐體筒體達(dá)30m，對(duì)筒體的垂直度需嚴(yán)格控制，保證不能出現(xiàn)傾斜，否則，將會(huì)嚴(yán)重影響整體的安裝質(zhì)量。筒體起吊時(shí)要統(tǒng)一指揮，動(dòng)作同步，使各吊點(diǎn)受力均衡，保持筒體的垂直。

（2）筒體鋼板起吊前裁邊卷圓必須嚴(yán)格控制尺寸偏差，水平方向不得大于1mm；弧形樣板檢查圓周間隙不得超過(guò)4mm。

（3）爐體工作溫度較高，因此，嚴(yán)格控制筒體內(nèi)外壁防腐質(zhì)量非常重要。除銹、涂刷底漆和面漆都要嚴(yán)格把關(guān)、嚴(yán)格檢查。隔熱掛釘必須焊接牢固，蒙在陶瓷纖維毯上的不銹鋼絲網(wǎng)保護(hù)層應(yīng)搭接必要的寬度。

（4）燃燒器之間間隙較小，安裝爐內(nèi)管線和燃燒器前拉線定位，確保燃燒器在同一水平面并且間距相等，燃燒頭保持在一條直線上。

4 地面焚燒爐相對(duì)高架火炬的優(yōu)勢(shì)

（1）高架火炬由于火炬氣出口速度較快，其燃燒所產(chǎn)生的噪音是無(wú)法避免的，尤其在生產(chǎn)裝置大量排放或事故排放時(shí)，地面噪音高達(dá)90d b（分貝）以上，并且是很難消除的。地面焚燒爐燃燒過(guò)程完全封閉，內(nèi)襯有輕質(zhì)耐火耐高溫陶瓷纖維毯，具有良好的吸音降噪特性。

（2）高架火炬無(wú)法保證將大量的廢氣瞬間完全燃燒而形成黑煙，特別是在事故排放時(shí)更加嚴(yán)重，對(duì)環(huán)境大氣產(chǎn)生嚴(yán)重污染。地面焚燒爐采用梅花形多孔結(jié)構(gòu)地面燃燒器，可將大股火炬氣分成許多小股，以利其和空氣的混合，增加和空氣的接觸面積，達(dá)到無(wú)煙燃燒。

（3）高架火炬頭點(diǎn)火器處于百十米的高空，容易被風(fēng)吹熄，其燃燒穩(wěn)定性相對(duì)較差，對(duì)高架火炬的安全放空有很大的影響。地面焚燒爐內(nèi)設(shè)置有高效節(jié)能型長(zhǎng)明燈。長(zhǎng)明燈采用引射技術(shù)，不但燃料耗量小，而且燃燒充分，火焰剛性好，不受惡劣氣候影響，能抵御50m/s大風(fēng)及暴風(fēng)雨雪，保證了長(zhǎng)明燈的運(yùn)行可靠及良好的節(jié)能效果。

（4）高架火炬比較適合某一特定的工況，不能適應(yīng)較大的負(fù)荷范圍。在正常排放量時(shí)高架火炬可滿足處理的要求，但在處理小排量廢氣時(shí)，高架火炬無(wú)法保證其能夠正常燃燒，完全分解。地面焚燒爐系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)分級(jí)燃燒以提高對(duì)排放氣排放量變化的適應(yīng)性：第一級(jí)燃燒器常開以處理正常排放氣量；當(dāng)大排量工況或事故狀態(tài)時(shí)，第二、三、四級(jí)燃燒器投入使用；分級(jí)燃燒是通過(guò)氣動(dòng)切斷閥來(lái)實(shí)現(xiàn)的，氣動(dòng)切斷閥的啟閉由排放氣管道壓力信號(hào)來(lái)自動(dòng)控制。

（5）高架火炬在正常運(yùn)行時(shí)，為保證廢氣的正常燃燒和完全分解，常常使用注入蒸汽或強(qiáng)制鼓風(fēng)等手段，需要消耗大量的蒸汽或電力，運(yùn)行費(fèi)用較高。地面焚燒爐在地面燃燒，高溫?zé)釤煔庠诎瘟ψ饔孟?，從圓柱形地面燃燒爐頂部排出。燃燒區(qū)域由于拔力的作用形成負(fù)壓，外界空氣能夠自動(dòng)從圓柱形地面燃燒爐底部源源不斷地進(jìn)入燃燒區(qū)域內(nèi)，保證火炬氣燃燒，運(yùn)行費(fèi)用較低。

（6）高架火炬高處的火炬頭及長(zhǎng)明燈給維護(hù)帶來(lái)極大的不便。地面焚燒爐除封閉體較高外，其余的設(shè)施均在地面上，檢修方便。

（7）根據(jù)國(guó)家有關(guān)規(guī)范，高架火炬防火間距必須大于90m。地面焚燒爐由于燃燒發(fā)生在地面，不會(huì)發(fā)生火雨，主要依據(jù)輻射熱計(jì)算確定防火間距占地面積小，可靠近庫(kù)區(qū)邊緣附近設(shè)置。

[1]郭祖樑.石油化工工程師實(shí)用技術(shù)手冊(cè)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005.

[2]GB 50160-2008,石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范[S].

[3]GB 50461-2008,石油化工靜設(shè)備安裝工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].

On the Application of the Ground Incinerator

LI Le-biao
（Taizhou Development Office of the Lower Reaches of the Yangtze River,Taizhou Jiangsu 225300,China）

This paper introduced the main structure and the installation process of the ground incinerator.The critical quality control points in the installation were analyzed.And the main advantages of the ground incinerator over the elevated torch were also clarified.

ground incinerator;structure;installation process;feature

TE963

A

1671-0142（2011）05-0069-02

李樂飚（1975-）,男,江蘇泰州人,工程師.

（責(zé)任編輯劉 紅）