[發明專利]FCS火炬監控管理系統

有效

• 申請號: 201310282824.8
• 申請日: 2013-07-05
• 公開（公告）號: CN103335319A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 陶培榮;盛良
• 申請（專利權）人: 上海輕葉工程科技有限公司
• 主分類號: F23G7/06
• 分類號: F23G7/06;F23N5/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陳斌

技術領域

本發明涉及石化工業，尤其涉及火炬及其監控管理系統。

背景技術

石油化工工業早已成為國民經濟的不可或缺的組成部分。然而，其生產控制設施仍需不斷改進，以減少污染、提高生產效率。

例如，對于石化企業中使用的火炬而言，現有的火炬控制系統往往分成多個部分操作，例如火炬頭崗位、氣柜崗位、壓縮機崗位、火炬氣脫硫崗位、全廠瓦斯平衡崗位。而這些部分又由多個儀表系統進行控制（分為多個可編程邏輯控制器（PLC）控制)系統復雜、管理分散、操作人員增加。同時，火炬的這些控制部分都由其各自的設備制造廠帶來（例如火炬頭廠帶來現場小PLC，壓縮機廠也自己帶PLC，等等）。這些不同型號、不同功能的PLC在一個系統中運行帶來很多隱患，例如造成故障增加，系統不匹配，可靠性減少，同時達不到安全等級等等。由于火炬系統是全廠安全排放口，所以一旦故障，要么造成全廠停車，要么造成安全事故。因而，火炬系統的故障率和安全性必須得到保障。

此外，過去火炬系統控制是靠操作工手動操作來完成的。例如，火炬的長明燈手工點火時間太長，容易引起內爆；火炬的消煙蒸汽的量是操作人員根據火炬的火焰與煙量來手動調節的，消煙效果差，所以石化廠火炬要冒黑煙，并且污染大氣，造成環保問題。

另外，在現有火炬中，還存在以下缺陷：在火炬頭進行燃燒時，會因火炬管道內產生負壓造成火炬回火事故；對于現有的常規氣柜控制，一旦火炬氣放空，進氣柜火炬氣就切斷，火炬氣就不進氣柜回收，造成火炬氣浪費并產生火炬氣排放問題；煉廠酸性氣（主要組分是H₂S，CO，CO₂，氨及PP等可燃氣體，這些統稱為酸性氣）破解不充分，排放到大氣中會造成嚴重污染，等等。

因而，需要集成度更高、安全性更強、無污染且控制更加方便且有效的火炬及其相應地控制監控管理方法和系統。本發明不限于解決以上旨在作為示例示出的各個問題。

發明內容

本發明提供了一種FCS火炬監控管理系統，用于將現有火炬的各控制部分的小PLC系統整合成一個大的三重化的安全系統，從而提高了系統的集成度，簡化了火炬的控制，降低了故障率并提高了安全性。所述FCS火炬監控管理系統包括火炬子系統、分液水封罐子系統、氣柜子系統、壓縮機子系統、脫硫子系統、汽化器子系統。所述火炬子系統用于控制對火炬氣進行放空燃燒。所述分液水封罐子系統用于控制對火炬氣進行的氣液分離，阻止火炬氣放空。所述氣柜子系統用于控制氣柜對經氣液分離的火炬氣的回收。所述壓縮機子系統用于控制對所回收的火炬氣的抽取加壓。所述脫硫子系統用于控制對加壓后的火炬氣進行的脫硫處理。所述汽化器子系統用于控制對脫硫的火炬氣的儲存。在本發明中，這些子系統由于是塊狀結構，因而能彼此獨立操作，互不干擾，能很方便地進行獨立操作切換、調試，可靠性、靈活性大大提高。

所述火炬子系統還包括自動點火模塊，所述自動點火模塊根據包括以下各項中的至少一個的參數進行自動聯鎖點火，一旦參與聯鎖的參數超限，立即自動點燃長明燈：火炬氣管道壓力、流量、氣柜高度。所述自動點火模塊還對長明燈點燃進行監控，一旦長明燈點燃后，FCS系統對長明燈燃燒狀態進行監控，如果任意一支長明燈熄滅，FCS馬上報警，并且采取再次自動點火，保證長明燈在燃燒狀態。

所述火炬子系統還包括消煙蒸汽優化控制模塊，所述消煙蒸汽優化控制模塊用于監視火炬氣流量變化及火炬氣組分分子量變化，以根據測量到的結果來控制消煙蒸汽的流量。所述消煙蒸汽優化控制模塊還用于：使中心噴射蒸汽抬升火焰高度，降低火炬頭溫度；引射（空氣）蒸汽，將助燃空氣送到火焰中心供氧，并稀釋烴，抑制聚合反應，同時縮短火焰高度及托高火焰；以及使火炬氣充分均勻混合與擴散。

所述火炬子系統還包括防回火模塊。所述防回火模塊采用向管道輸入瓦斯方法，進行自動補充瓦斯，達到微正壓控制克服回火。

所述氣柜子系統還將進氣柜的切斷閥改為自動連續式控制，并通過氣柜進口蝶閥控制氣柜活塞上升、下降的速度在安全狀態下。

所述氣柜子系統還包括高、低壓支路雙向流量計，所述雙向流量計正、反向量程比相差大（1：40）壓降小。如此，對火炬氣的分子量、密度、雷諾度進行補償，保證其測量精度。從而，FCS控制系統根據高、低壓管道雙向流量會進行自動報警，自動聯鎖（通過高、低管道支路切斷蝶閥）防止高、低壓互竄的現象。