1. 裝置(zhi)簡介(jie)
火(huo)炬(ju)(ju)(ju)是處理石油(you)化工廠、煉油(you)廠當發生事(shi)故時(shi)或在(zai)正常生產中排放大量易(yi)燃(ran)、有毒、有腐蝕性氣體用的(de)。火(huo)炬(ju)(ju)(ju)形式可分為高(gao)空火(huo)炬(ju)(ju)(ju)和地(di)面火(huo)炬(ju)(ju)(ju)。火(huo)炬(ju)(ju)(ju)形式的(de)選擇(ze)應根據火(huo)炬(ju)(ju)(ju)系(xi)統(tong)的(de)設計處理量、項(xiang)目所(suo)在(zai)地(di)的(de)總圖布(bu)置(zhi)以及環境(jing)保護的(de)要求等因素確定。
地(di)(di)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)系統由火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)的(de)內外(wai)設(she)備(bei)組成(cheng)，火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)的(de)內部(bu)有(you)成(cheng)排(pai)(pai)的(de)高(gao)壓(ya)燃(ran)(ran)燒器(qi)(qi)和低(di)壓(ya)燃(ran)(ran)燒器(qi)(qi)，所有(you)的(de)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)管(guan)(guan)線(xian)埋在地(di)(di)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)下以避免燃(ran)(ran)燒過(guo)程中的(de)熱輻(fu)射(she)；圍(wei)(wei)墻(qiang)將(jiang)燃(ran)(ran)燒器(qi)(qi)與外(wai)部(bu)輔(fu)助設(she)備(bei)分隔(ge)開(kai)(kai)，考慮到空氣的(de)流進，金屬(shu)圍(wei)(wei)欄(lan)(lan)的(de)底部(bu)被架(jia)空，但(dan)仍(reng)可(ke)以通過(guo)在圍(wei)(wei)欄(lan)(lan)的(de)支撐結(jie)構(gou)上增加面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)板來(lai)(lai)屏(ping)蔽掉熱量。每個燃(ran)(ran)燒室的(de)設(she)計原理相(xiang)同，每級燃(ran)(ran)燒器(qi)(qi)的(de)操作通過(guo)壓(ya)力來(lai)(lai)控制，利(li)用緊閉切斷蝶閥開(kai)(kai)／關來(lai)(lai)達到分級燃(ran)(ran)燒的(de)目(mu)的(de)，通過(guo)使(shi)用釋壓(ya)裝(zhuang)置如(ru)防爆閥或防爆針以保證安全。每一級設(she)有(you)兩個長明(ming)燈(deng)，點(dian)火(huo)(huo)(huo)系統與高(gao)架(jia)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)相(xiang)同，多個長明(ming)燈(deng)確保安全，不(bu)(bu)需(xu)要蒸(zheng)汽和強制通風，即可(ke)達到100％燃(ran)(ran)燒。無(wu)論何時，如(ru)果火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)氣的(de)壓(ya)力不(bu)(bu)足，可(ke)能需(xu)要少量的(de)蒸(zheng)汽。燃(ran)(ran)燒室周圍(wei)(wei)安裝(zhuang)垂(chui)直金屬(shu)圍(wei)(wei)欄(lan)(lan)，此吸(xi)熱圍(wei)(wei)欄(lan)(lan)將(jiang)地(di)(di)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)熱輻(fu)射(she)隔(ge)離在內，使(shi)其不(bu)(bu)向四周擴散，圍(wei)(wei)欄(lan)(lan)外(wai)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)的(de)輻(fu)射(she)熱低(di)于(yu)(yu)1.6kW／㎡。地(di)(di)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)的(de)主要部(bu)件包括：多點(dian)的(de)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)燃(ran)(ran)燒；長明(ming)燈(deng)、排(pai)(pai)放點(dian)火(huo)(huo)(huo)器(qi)(qi)和火(huo)(huo)(huo)焰檢測(ce)器(qi)(qi)；支持結(jie)構(gou)和輔(fu)助設(she)備(bei)；分液罐；液體密封；管(guan)(guan)道(dao)系統；輔(fu)助設(she)備(bei)。地(di)(di)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)不(bu)(bu)能用于(yu)(yu)有(you)毒物質的(de)焚(fen)燒。地(di)(di)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)周圍(wei)(wei)最小無(wu)障礙區的(de)半(ban)徑為76～152m，且應設(she)圍(wei)(wei)墻(qiang)以確保安全。
高架火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)即采(cai)用豎立的火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)筒(tong)體(ti)將燃(ran)燒器(qi)（又稱火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)頭(tou)）高架于(yu)空中，火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)氣通過火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)筒(tong)體(ti)進入(ru)燃(ran)燒器(qi)，燃(ran)燒后的煙氣直接進入(ru)空氣中，隨氣流(liu)擴散至遠處。根據火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)筒(tong)體(ti)的支(zhi)撐形式(shi)(shi)，高架火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)又可分為塔架式(shi)(shi)、半塔架式(shi)(shi)、自支(zhi)撐式(shi)(shi)、拉線式(shi)(shi)，如圖2.42所示。高架火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)主要包括(kuo)分液罐(guan)(guan)（也稱排放罐(guan)(guan)，有(you)(you)的火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)系統(tong)不止(zhi)一個）、密封罐(guan)(guan)（大(da)多用水封，稱為水封罐(guan)(guan)）、火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)收集管線、火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)筒(tong)體(ti)、火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)頭(tou)、氣體(ti)密封、長(chang)明燈及監(jian)測長(chang)明燈的熱電器(qi)、清煙裝置、航標(biao)指(zhi)示燈、點火(huo)(huo)設施、監(jian)視(shi)電視(shi)（一般離火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)有(you)(you)一定(ding)距(ju)離）。
高(gao)(gao)(gao)架(jia)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)和地(di)(di)面(mian)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)的(de)(de)區別：地(di)(di)面(mian)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)處(chu)理量(liang)比高(gao)(gao)(gao)架(jia)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)小，不能燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)有(you)毒(du)氣體。地(di)(di)面(mian)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)開啟(qi)過早會產(chan)生(sheng)回火(huo)(huo)現象(xiang)，開啟(qi)過晚會造(zao)成憋壓。高(gao)(gao)(gao)架(jia)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)由于火(huo)(huo)炬(ju)(ju)氣出口速度較快，其燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)所產(chan)生(sheng)的(de)(de)噪聲是(shi)無(wu)法避免(mian)的(de)(de)。高(gao)(gao)(gao)架(jia)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)在放(fang)空燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)時(shi)，火(huo)(huo)炬(ju)(ju)頭處(chu)所產(chan)生(sheng)巨大火(huo)(huo)焰造(zao)成的(de)(de)熱輻(fu)射對高(gao)(gao)(gao)架(jia)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)附近的(de)(de)工作人(ren)員及設(she)備有(you)很(hen)大的(de)(de)影響。環保方(fang)面(mian)看(kan)，地(di)(di)面(mian)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)比高(gao)(gao)(gao)架(jia)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)好(hao)，從投資及維護方(fang)面(mian)來看(kan)，地(di)(di)面(mian)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)成本較高(gao)(gao)(gao)，但(dan)是(shi)運行成本低且維修方(fang)便。
高架火(huo)炬典型工(gong)藝流程示意圖見(jian)圖2.43。
2．火(huo)炬系統的設計
①. 不同(tong)處(chu)理的介(jie)質(zhi)和不同(tong)工(gong)作條件(jian)有不同(tong)的火炬(ju)系統
在開車(che)、正常(chang)運行、停車(che)和事故時(shi)排(pai)放(fang)的(de)(de)氣體均要送(song)火(huo)炬(ju)處理。以各(ge)種情(qing)況下最(zui)大排(pai)放(fang)量來進(jin)行火(huo)炬(ju)系統處理能(neng)力(li)的(de)(de)設(she)計，同(tong)時(shi)要保(bao)證在一個寬(kuan)的(de)(de)流(liu)量范(fan)圍(wei)內系統運行良好。火(huo)炬(ju)系統本身要保(bao)證生產裝置安全運行，并(bing)應(ying)考慮對(dui)環境的(de)(de)影(ying)響，消除和盡量減少(shao)對(dui)大氣的(de)(de)污染、噪(zao)聲等。當兩火(huo)炬(ju)集中布置時(shi)，火(huo)炬(ju)的(de)(de)間距應(ying)使一個火(huo)炬(ju)燃燒最(zui)大氣量時(shi)所產生的(de)(de)輻射熱，不(bu)影(ying)響另一個火(huo)炬(ju)檢修工作的(de)(de)進(jin)行。火(huo)炬(ju)的(de)(de)防空標志和燈光保(bao)護應(ying)按有關規(gui)定(ding)執(zhi)行。
②. 安(an)全閥和控制閥的排(pai)放系(xi)統管(guan)道
安全閥(fa)和(he)控制閥(fa)排放(fang)系統按有關規(gui)定來設(she)計。該排放(fang)系統若(ruo)與(yu)火(huo)炬(ju)系統相(xiang)連，其管(guan)道(dao)材(cai)質不(bu)能(neng)(neng)低于碳鋼，對于可(ke)能(neng)(neng)產生低溫和(he)高溫的(de)(de)部分要(yao)做(zuo)應力分析(xi)計算，選用適宜(yi)的(de)(de)材(cai)質和(he)進行(xing)相(xiang)應的(de)(de)加工處理。排放(fang)管(guan)道(dao)最好從(cong)上方與(yu)火(huo)炬(ju)系統總管(guan)45°相(xiang)連，以免產生排氣、排液死(si)角。
③. 火炬總管到(dao)分(fen)離器要有一定坡(po)度以便排液，坡(po)向分(fen)離器坡(po)度不小于2‰，對于排液死角要設排液口并(bing)將排出液回(hui)收儲存(cun)。
④. 要考慮(lv)溫(wen)度對管(guan)(guan)路的影響，設置(zhi)溫(wen)度補償的膨脹節，一(yi)般用環形(xing)的，特殊情況下用波紋(wen)形(xing)膨脹器。如果總(zong)管(guan)(guan)與(yu)總(zong)管(guan)(guan)相(xiang)(xiang)接或總(zong)管(guan)(guan)與(yu)支(zhi)管(guan)(guan)相(xiang)(xiang)接，其(qi)接頭處材(cai)質取(qu)兩者材(cai)質高(gao)者，且其(qi)長度在接頭處上游(you)至少要有(you)5m。
⑤. 為避免火炬系統發生(sheng)內爆炸(zha)或產(chan)生(sheng)其他不(bu)安全因(yin)素，火炬氣(qi)(qi)總(zong)管的上游最遠端(duan)設有固定的吹(chui)(chui)掃設施，該吹(chui)(chui)掃設施包括一(yi)個(ge)(ge)流量計、一(yi)個(ge)(ge)止回閥和(he)一(yi)個(ge)(ge)手動調節閥門(men)。所有的火炬總(zong)管都應設氮氣(qi)(qi)吹(chui)(chui)掃用軟管接(jie)口。常用的吹(chui)(chui)掃氣(qi)(qi)首選為可燃(ran)氣(qi)(qi)體（如燃(ran)料(liao)氣(qi)(qi)），但對于低溫(wen)管線，吹(chui)(chui)掃氣(qi)(qi)在最低溫(wen)度時應不(bu)發生(sheng)部分或全部冷凝，對此一(yi)般(ban)采用氮氣(qi)(qi)吹(chui)(chui)掃。
⑥. 火炬氣(qi)分(fen)離罐（分(fen)液罐）
每根火(huo)炬排(pai)(pai)放(fang)氣(qi)總管(guan)都應設(she)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)罐(guan)(guan)，用(yong)以(yi)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)氣(qi)體(ti)夾帶(dai)的(de)(de)(de)(de)(de)液(ye)(ye)(ye)(ye)(ye)滴(di)(di)或可能(neng)發生的(de)(de)(de)(de)(de)兩(liang)相流中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)液(ye)(ye)(ye)(ye)(ye)相。為(wei)(wei)防(fang)止產(chan)生“火(huo)雨”，分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)罐(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)能(neng)力為(wei)(wei)至少將不(bu)小于(yu)400μm的(de)(de)(de)(de)(de)液(ye)(ye)(ye)(ye)(ye)滴(di)(di)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)下(xia)來，最好將不(bu)小于(yu)150μm的(de)(de)(de)(de)(de)液(ye)(ye)(ye)(ye)(ye)滴(di)(di)也分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)下(xia)來，盡量減少液(ye)(ye)(ye)(ye)(ye)滴(di)(di)夾帶(dai)。分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)罐(guan)(guan)選用(yong)直徑(jing)一般為(wei)(wei)其長度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)1／3～1／2，并為(wei)(wei)火(huo)炬總管(guan)尺(chi)寸的(de)(de)(de)(de)(de)3～4.5倍。分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)罐(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)尺(chi)寸是以(yi)排(pai)(pai)放(fang)物流中(zhong)最大排(pai)(pai)液(ye)(ye)(ye)(ye)(ye)量計(ji)算(suan)，儲存10～30min的(de)(de)(de)(de)(de)排(pai)(pai)液(ye)(ye)(ye)(ye)(ye)量，一般取20min。如果已另外(wai)設(she)置(zhi)(zhi)了單獨的(de)(de)(de)(de)(de)液(ye)(ye)(ye)(ye)(ye)相收集系統，或者在最大火(huo)炬負荷的(de)(de)(de)(de)(de)緊急情況下(xia)也不(bu)會(hui)有大量的(de)(de)(de)(de)(de)兩(liang)相流排(pai)(pai)出(chu)，此時可以(yi)讓排(pai)(pai)放(fang)物流不(bu)經分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)罐(guan)(guan)，只設(she)一個(ge)(ge)與液(ye)(ye)(ye)(ye)(ye)體(ti)收集系統相連的(de)(de)(de)(de)(de)集液(ye)(ye)(ye)(ye)(ye)管(guan)就(jiu)可以(yi)了。有的(de)(de)(de)(de)(de)項目(mu)火(huo)炬氣(qi)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)罐(guan)(guan)（分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)液(ye)(ye)(ye)(ye)(ye)罐(guan)(guan)）為(wei)(wei)臥式，有的(de)(de)(de)(de)(de)項目(mu)為(wei)(wei)立式，分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)罐(guan)(guan)（分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)液(ye)(ye)(ye)(ye)(ye)罐(guan)(guan)）的(de)(de)(de)(de)(de)布置(zhi)(zhi)高度(du)(du)影響著整個(ge)(ge)裝置(zhi)(zhi)管(guan)廊(lang)的(de)(de)(de)(de)(de)布置(zhi)(zhi)高度(du)(du)，在配(pei)管(guan)設(she)計(ji)時，應盡量降低分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)罐(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)布置(zhi)(zhi)高度(du)(du)。
⑦. 火(huo)炬(ju)氣(qi)水(shui)封罐(guan)
水(shui)封(feng)(feng)(feng)(feng)罐(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)作(zuo)用是防止(zhi)回火(huo)(huo)現象的(de)(de)(de)發生(sheng)（防止(zhi)回火(huo)(huo)的(de)(de)(de)設施還有速度(du)封(feng)(feng)(feng)(feng)、分子(zi)封(feng)(feng)(feng)(feng)等(deng)(deng)(deng)），假(jia)設發生(sheng)回火(huo)(huo)，火(huo)(huo)焰通過火(huo)(huo)炬(ju)(ju)氣出口(kou)進入(ru)水(shui)封(feng)(feng)(feng)(feng)罐(guan)(guan)(guan)后因為入(ru)口(kou)管(guan)(guan)(guan)道(dao)在水(shui)面以下，因此杜絕了火(huo)(huo)焰的(de)(de)(de)繼續(xu)傳(chuan)播。火(huo)(huo)炬(ju)(ju)氣水(shui)封(feng)(feng)(feng)(feng)罐(guan)(guan)(guan)有溢流管(guan)(guan)(guan)，據API 521和SH 3009要求(qiu)，溢流管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)水(shui)封(feng)(feng)(feng)(feng)高(gao)(gao)(gao)度(du)應大(da)于等(deng)(deng)(deng)于1.75倍(bei)水(shui)封(feng)(feng)(feng)(feng)罐(guan)(guan)(guan)內(nei)氣相空間(jian)的(de)(de)(de)最(zui)大(da)操作(zuo)壓力（表(biao)壓），溢流管(guan)(guan)(guan)口(kou)徑(jing)最(zui)小為DN50，其高(gao)(gao)(gao)點(dian)處管(guan)(guan)(guan)道(dao)下部內(nei)表(biao)面應與要求(qiu)的(de)(de)(de)水(shui)封(feng)(feng)(feng)(feng)液面處于同一高(gao)(gao)(gao)度(du)。圖(tu)2.44所示為某布置的(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)差要求(qiu)。如果(guo)溢流管(guan)(guan)(guan)布置偏(pian)高(gao)(gao)(gao)，則水(shui)封(feng)(feng)(feng)(feng)罐(guan)(guan)(guan)偏(pian)高(gao)(gao)(gao)，導致(zhi)水(shui)封(feng)(feng)(feng)(feng)罐(guan)(guan)(guan)連(lian)接的(de)(de)(de)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)管(guan)(guan)(guan)偏(pian)高(gao)(gao)(gao)，導致(zhi)長距離管(guan)(guan)(guan)廊偏(pian)高(gao)(gao)(gao)等(deng)(deng)(deng)。
