地面放空火炬系统主要由控制阀、地面火炬(由燃烧器组、防辐射隔热罩和防护墙组成)、地面火炬自动点火系统组成。
地面火炬系统可将气体放空燃烧火焰完全控制在防辐射隔热罩内,外界看不到火
焰。能最大限度的减少热辐射、噪音对工作人员和周围设备的影响地面火炬主要由基础、安全防护墙、燃烧器组、防辐射隔热罩、点火系统组成。
石化火炬保温、地面火炬保温陶瓷纤维炉衬设计方案:
以山东某火炬为例详解:
(1)地面火炬保温的主要设计参数:
地面火炬设计能力为 60t/h;
地面火炬炉膛直径Φ11.5m(内衬内径) ,高度 27m(燃烧炉体净高) ;
地面火炬防风墙直径Φ17m(内衬内径) ,高度 7.5m 高(防风墙高度) 。
(2)地面火炬系统可及时、安全、可靠地处理生产装置在正常或事故状态
下排放的火炬气,并满足国家现行标准和环保要求。
(3)为适应不同工况和火炬气流量变化的要求,地面火炬设施采用分级燃
烧,共分四级。
(4)地面火炬燃烧炉Φ11.5m,总高 30m,燃烧炉本体外壳用碳钢制成。并
可长期使用在 1200℃的环境中,不受下雨或温度急速变化的影响,同时还具有
良好的吸音降噪特性。燃烧炉本体外壁面温度要低于 100℃。
整个火炬的内部温度随着高度上升是逐步下降的。把整个火炬分为两段,高
温段和低温段(出口处) ,高温段 10 米,低温段 17 米。根据温度的不同,设计
相应材质的保温材料。
地面火炬保温全纤维炉衬保温结构推荐如下:
(1 1 )高温段:火炬底部一段。总隔热层厚度设计为 250mm,其中平铺毯厚
度 30mm, (2 层 20mm 压缩) ,热面层陶纤折叠模块厚度为 220mm。选用最高工作
温度达 1260℃的 HLGX-389 高纯型陶瓷纤维折叠模块,结构形式采用人字架和穿
筋锚固方式,材质确定为 1Cr18Ni9Ti。背衬层陶纤毯选用两层厚 20mm HLGX-212
标准型甩丝耐火纤维毯错缝铺设。
(2 2 )低温段:火炬烟气出口处。总隔热层厚度设计为 250mm,其中平铺毯
厚度 30mm, (2 层 20mm 压缩) ,热面层陶纤折叠模块厚度为 220mm。选用长期工
作温度1100℃的 HLGX-289标准型陶瓷纤维折叠模块, 结构形式采用人字架和穿
筋锚固方式,材质确定为 1Cr18Ni9Ti。背衬层陶纤毯选用两层厚 20mmHLGX-212
标准型甩丝耐火纤维毯错缝铺设。
(3 3 )抗冲刷固化剂:火炬内部水汽较大,陶瓷纤维模块表面涂刷 2 遍固化
剂,即可以耐水汽,又可以抗高风速的烟气冲刷。
(4 4 )兵列式排列结构:陶纤折叠模块的排列方式采用"兵列式"-沿模块
压缩尺寸顺向排列,见下图。纤维模块列间采用一层厚度 20mm 的陶纤毯对折后
压缩,并用"U"型钉保持 500~700mm 的间距穿插到纤维模块上固定以补偿纤维
不膨胀面可能产生的收缩,该结构可以避免"拼花地板式"排列方式中,纤维模
块因边角部位膨胀不均导致出现"花心"的现象,取得的绝热效果。炉顶部
位背衬层安装时采用快速卡片配合模块用螺栓进行临时固定。
地面火炬保温耐火材料应用陶瓷纤维毯和陶瓷纤维模块的优势:
a a 、质量轻:地面火炬保温专用陶瓷纤维材料是传统耐火材料重量的 1/30~
1/10, 从而大大减轻了地面火炬保温结构的重量负荷, 降低地面火炬的项目成本;
b b 、防辐射:火炬防辐射隔热罩是由耐高温有机硅涂料和耐火纤维的复合结
构组成,从而使筒体表面最高温度不超过 200℃,耐候性延长至 15 年。
c c 、抗热震性好:能应对石化地面火炬燃烧炉保温耐火层因为开关机和事故
废气排放间歇燃烧造成的急冷急热变化。 火炬筒体的轻质耐高温陶瓷纤维衬里由
于优良的回弹性,预压缩的耐火模块安装完毕解除打包带后,随即形成一个密不
透风的整体耐火层,无须预留膨胀缝。
d d 、化学稳定性强:陶瓷纤维是无机非金属材料,具有极强的化学稳定性,
不易受到地面火炬保温层内部苛刻燃烧氛围的影响。
e e 、减少噪声污染:陶瓷纤维毯是由超细无机纤维交织而成的无规则多孔隙
耐火材料,具备优异的消声降噪吸音减排的环保性能,因此火炬气的燃烧过程犹
如在一个性能良好的消声器中进行,运行噪声非常低,从而大大优化了厂区生产
环境。
f f 、抗恶劣天气:圆柱形地面燃烧炉的外壳用碳钢制成,内衬有轻质耐火耐
高温陶瓷纤维毯。陶瓷纤维的耐火度大于 1580℃,可持续使用在 1200℃的环境
中,不受下雨筒体内部温度急速变化的影响,同时具有良好的吸音降噪特性。
g g 、安全防风墙:圆柱形地面燃烧炉外围设有防风墙,可防止炉体底部侧风
对地面燃烧过程的影响。防风墙为钢筋混凝土结构,墙内衬有轻质耐火耐高温陶
瓷纤维毯,可最大限度地降噪和防止热辐射外漏,同地又可有效阻止操作人员进
入地面火炬的高温区域。
石化火炬保温、地面火炬保温的其它部位保温:
(1 1 )水封罐陶瓷纤维保温:为防止水封罐冬季结冰,水封罐外部采用陶瓷
纤维毯或岩棉材料保温(根据具体工作环境选择合适保温厚度) ,内部设置蒸汽
盘管作为伴热措施。