火炬控制系统FCS技术说明.doc

关于火炬控制系统FCS技术说明 火炬控制系统FCS包括火炬头部分控制、火炬气分液罐液位控制、火炬气水封罐部分。包括压力点火自动联锁、微正压控制、消烟蒸汽控制、长明灯自动点火控制及相应的联锁报警，同时还包括气柜自动控制、压缩机自动控制、火炬气脱硫自动控制、炼厂燃料气压力平衡自动控制，所以FCS包括整个火炬系统自动控制。 火炬系统在正常情况下是关闭的，但是在炼厂紧急情况或者发生事故（停电，爆燃时）是进行放空燃烧的，而紧急情况往往是各装置例如加氢裂化、催化裂化、常减压等装置在紧急停车的情况下，也是在SIS（安全系统事故状态下），紧急排放时才进行放空燃烧，而此时火炬必须按要求进行工作，否则会发生不可预见事故。例如中石化茂名石化火炬原因造成乙烯炉子爆炸。青岛由于火炬放空原因造成分液罐闪爆事故。所以，火炬是在全厂安全事故状态或者开、停车时才进行工作的。根据2004年国家发改委发布SH/T 3018-2003（石油化工安全仪表系统设计规范）要求，火炬控制系统是一个安全系统与一个控制系统。现在中石化福建乙烯炼油一体化火炬就是一个安全系统（SIS）与控制系统（DCS）二个系统。中石油钦州炼厂火炬也是安全系统加上控制系统。FCS火炬控制系统是一个安全与控制一体化系统，包括了安全与DCS系统，其安全要求达到国家发改委SH/T 3018-2003，并且有安全认证 TUV 6级，达到SIL3安全等级。 FCS一体化系统比常规SIS与DCS有如下好处： 安全联锁与控制在一个平台上，达到一体化使系统更加可靠，简单、操作方便、价格便宜。 过去火炬头制造厂自带一个供点火用的小型PLC，此小型PLC达不到国家发改委SH/T 3018-2003 要求，而FCS只需一个点火模块就代替了一个小PLC，并且更加可靠。 火炬控制系统操作归储运部门管，过去往往分成多个部分操作。例如火炬头岗位、气柜岗位、压缩机岗位、火炬气脱硫岗位、全厂燃料气岗位，而这些部分又由多个仪表系统进行控制（分为多个PLC控制），造成系统复杂、管理分散、操作人员增加，现在FCS一体化，以上6个部分都在一个FCS平台上操作，只需要一个岗位，这样不仅使控制系统简单，管理也方便，又减少操作工的数量。 储运火炬6个部分（火炬头、分液水封、气柜、压缩机、脱硫、全厂燃料气平衡）组成它们之间是互相关联，互相制约，只要一个部分不正常都会影响其他部分，FCS将各部分一体化在一个平台上操作，由一个操作岗位操作。这样使火炬这个大系统更加操作方便，平衡.所以FCS不管从操作或者管理上更加方便，更加科学。 FCS有火炬气消烟蒸汽优化控制平台，现在火炬在中央控制室或者储运操作室操作，操作人员无法看到火炬火焰，如果通过火焰电视监测，在晚上或者大雾天气也看不清楚火炬燃烧状况，所以火炬操作工无法操作消烟蒸汽阀，(这在天津石化已暴露)而FCS系统有火炬消烟蒸汽优化软件，它根据火炬气平均分子量变化来改变消烟蒸汽与火炬气流量的比例。 FCS软件消烟蒸汽量与火炬气流量是一个比值K，而这个比例K是随着火炬气平均分子量大小在变，我们叫它为变比值控制。过去安装火炬气超声波流量计，进行火炬气流量与消烟蒸汽流量比例控制，由于没有考虑分子量变化，所以消烟目的没有达到，现在将分子量变化来改变消烟蒸汽与火炬气流量，可以达到优化消烟的目的，这在国外已经是很成熟的方案，而火炬气流量计是美国GE专门为火炬设计，在全世界使用了几千台，并且很成功。 FCS还包括酸性气与掺和燃料气的热值控制。H2S燃烧在1000℃才能充分燃烧，所以酸性气火炬放空要掺和燃料气，而酸性气组分比较复杂，有时有很多氮气，不能保证燃烧要求，同时会影响环保，FCS提供一个在线热值分析仪，将掺和好的酸性气热值控制在2000大卡左右，保证在酸性气火炬燃烧的同时节约燃料气。过去不管酸性气组分、流量大小、只要一放酸性气就把燃料气阀门全开，由于过量燃料气不仅会浪费能源，同时造成酸性气火炬温度高，烧坏火炬头。（因为酸性气火炬没有蒸汽冷却） FCS气柜优化设计，FCS气柜优化软件能够计算出气柜的上升、下降速率，并且可以算出气柜活塞的水平状态，FCS在气柜安全状态下大量回收火炬气。在超量排放情况下，FCS将气柜进口蝶阀开度控制气柜活塞上升速度(安全状态)达到最大限度回收火炬气。这种优化控制可以将火炬气增加回收量5万吨/年（以1000万吨/年加工原油量炼厂），这种优化控制在中石化高化公司炼油厂火炬与中石化上海石化火炬气柜应用有多年的业绩。现场FCS优化气柜在常减压、催化裂化开停车时火炬气不放空烧掉，进行回收利用。 按国家标准，火炬气含氧量大于3%，不进气柜，不进压缩机，FCS配有专门测量火炬气含氧量的在线分析仪，当火炬气含氧量大于3%时，停止回收保证安全。 火炬气高压、低压、PX各支路调节切断阀 FCS系统在火炬气