1. 裝置(zhi)簡介
火(huo)炬(ju)是處理石(shi)油化工廠、煉油廠當發生事故時或在(zai)正常(chang)生產中排放大量(liang)(liang)易燃、有(you)毒、有(you)腐蝕性氣體(ti)用的(de)。火(huo)炬(ju)形(xing)(xing)式可分為高空(kong)火(huo)炬(ju)和地面火(huo)炬(ju)。火(huo)炬(ju)形(xing)(xing)式的(de)選(xuan)擇應根據火(huo)炬(ju)系(xi)統(tong)的(de)設計處理量(liang)(liang)、項目所在(zai)地的(de)總(zong)圖布置以及環境保(bao)護的(de)要求等(deng)因素確定。
地(di)面(mian)(mian)(mian)(mian)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)系(xi)統(tong)由火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)(de)內外設(she)(she)備(bei)(bei)組(zu)成，火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)(de)內部(bu)有(you)成排(pai)的(de)(de)高壓(ya)燃(ran)燒(shao)(shao)器和(he)低(di)壓(ya)燃(ran)燒(shao)(shao)器，所(suo)有(you)的(de)(de)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)管線埋(mai)在(zai)地(di)面(mian)(mian)(mian)(mian)下(xia)以(yi)(yi)避免燃(ran)燒(shao)(shao)過程(cheng)中(zhong)的(de)(de)熱輻(fu)射(she)；圍(wei)墻(qiang)將(jiang)燃(ran)燒(shao)(shao)器與外部(bu)輔助設(she)(she)備(bei)(bei)分(fen)隔開(kai)，考慮到(dao)空氣的(de)(de)流進，金屬(shu)圍(wei)欄(lan)的(de)(de)底部(bu)被架空，但(dan)仍可以(yi)(yi)通(tong)過在(zai)圍(wei)欄(lan)的(de)(de)支撐結構上增(zeng)加面(mian)(mian)(mian)(mian)板來(lai)屏蔽掉熱量。每(mei)個燃(ran)燒(shao)(shao)室(shi)的(de)(de)設(she)(she)計(ji)原理(li)相(xiang)同(tong)，每(mei)級燃(ran)燒(shao)(shao)器的(de)(de)操(cao)作通(tong)過壓(ya)力來(lai)控制(zhi)，利用緊閉切斷(duan)蝶閥開(kai)／關來(lai)達到(dao)分(fen)級燃(ran)燒(shao)(shao)的(de)(de)目的(de)(de)，通(tong)過使(shi)用釋壓(ya)裝置如防爆(bao)閥或防爆(bao)針以(yi)(yi)保證安(an)全(quan)。每(mei)一級設(she)(she)有(you)兩個長明燈(deng)，點火(huo)(huo)(huo)系(xi)統(tong)與高架火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)相(xiang)同(tong)，多個長明燈(deng)確(que)保安(an)全(quan)，不需要(yao)蒸(zheng)汽和(he)強制(zhi)通(tong)風，即可達到(dao)100％燃(ran)燒(shao)(shao)。無(wu)論何時(shi)，如果火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)氣的(de)(de)壓(ya)力不足(zu)，可能需要(yao)少量的(de)(de)蒸(zheng)汽。燃(ran)燒(shao)(shao)室(shi)周圍(wei)安(an)裝垂直(zhi)金屬(shu)圍(wei)欄(lan)，此吸熱圍(wei)欄(lan)將(jiang)地(di)面(mian)(mian)(mian)(mian)熱輻(fu)射(she)隔離(li)在(zai)內，使(shi)其不向四周擴(kuo)散，圍(wei)欄(lan)外面(mian)(mian)(mian)(mian)的(de)(de)輻(fu)射(she)熱低(di)于(yu)1.6kW／㎡。地(di)面(mian)(mian)(mian)(mian)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)(de)主要(yao)部(bu)件包括：多點的(de)(de)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)燃(ran)燒(shao)(shao)；長明燈(deng)、排(pai)放點火(huo)(huo)(huo)器和(he)火(huo)(huo)(huo)焰檢(jian)測器；支持結構和(he)輔助設(she)(she)備(bei)(bei)；分(fen)液罐；液體密封；管道(dao)系(xi)統(tong)；輔助設(she)(she)備(bei)(bei)。地(di)面(mian)(mian)(mian)(mian)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)不能用于(yu)有(you)毒物質的(de)(de)焚(fen)燒(shao)(shao)。地(di)面(mian)(mian)(mian)(mian)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)周圍(wei)最小(xiao)無(wu)障礙區的(de)(de)半徑(jing)為76～152m，且(qie)應設(she)(she)圍(wei)墻(qiang)以(yi)(yi)確(que)保安(an)全(quan)。
高(gao)(gao)(gao)架(jia)(jia)(jia)(jia)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)即采用(yong)豎立的(de)(de)(de)(de)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)筒(tong)體(ti)將燃(ran)燒器(qi)(qi)（又(you)稱火(huo)(huo)炬(ju)(ju)頭）高(gao)(gao)(gao)架(jia)(jia)(jia)(jia)于空中(zhong)，火(huo)(huo)炬(ju)(ju)氣(qi)通(tong)過火(huo)(huo)炬(ju)(ju)筒(tong)體(ti)進入燃(ran)燒器(qi)(qi)，燃(ran)燒后的(de)(de)(de)(de)煙氣(qi)直接(jie)進入空氣(qi)中(zhong)，隨(sui)氣(qi)流擴(kuo)散至遠處。根(gen)據火(huo)(huo)炬(ju)(ju)筒(tong)體(ti)的(de)(de)(de)(de)支撐形式，高(gao)(gao)(gao)架(jia)(jia)(jia)(jia)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)又(you)可分(fen)為塔架(jia)(jia)(jia)(jia)式、半塔架(jia)(jia)(jia)(jia)式、自支撐式、拉線(xian)式，如圖2.42所示。高(gao)(gao)(gao)架(jia)(jia)(jia)(jia)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)主要包(bao)括分(fen)液罐(guan)(guan)（也稱排放罐(guan)(guan)，有(you)的(de)(de)(de)(de)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)系統不止一個）、密封(feng)罐(guan)(guan)（大多用(yong)水封(feng)，稱為水封(feng)罐(guan)(guan)）、火(huo)(huo)炬(ju)(ju)收(shou)集管線(xian)、火(huo)(huo)炬(ju)(ju)筒(tong)體(ti)、火(huo)(huo)炬(ju)(ju)頭、氣(qi)體(ti)密封(feng)、長明燈(deng)及監測長明燈(deng)的(de)(de)(de)(de)熱電(dian)器(qi)(qi)、清(qing)煙裝置、航標指示燈(deng)、點火(huo)(huo)設施、監視(shi)電(dian)視(shi)（一般離火(huo)(huo)炬(ju)(ju)有(you)一定距離）。
高架(jia)(jia)(jia)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)和地面火(huo)(huo)炬(ju)(ju)的區別：地面火(huo)(huo)炬(ju)(ju)處(chu)理量比(bi)(bi)高架(jia)(jia)(jia)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)小，不能燃燒有毒氣體。地面火(huo)(huo)炬(ju)(ju)開啟過早會產生(sheng)(sheng)回火(huo)(huo)現象(xiang)，開啟過晚(wan)會造成憋壓。高架(jia)(jia)(jia)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)由于火(huo)(huo)炬(ju)(ju)氣出口(kou)速度較(jiao)(jiao)快，其燃燒所(suo)產生(sheng)(sheng)的噪(zao)聲是無(wu)法避(bi)免的。高架(jia)(jia)(jia)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)在放空燃燒時，火(huo)(huo)炬(ju)(ju)頭處(chu)所(suo)產生(sheng)(sheng)巨大火(huo)(huo)焰(yan)造成的熱(re)輻射對高架(jia)(jia)(jia)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)附近的工作(zuo)人員(yuan)及設備有很大的影響。環(huan)保方(fang)面看，地面火(huo)(huo)炬(ju)(ju)比(bi)(bi)高架(jia)(jia)(jia)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)好，從投(tou)資(zi)及維護方(fang)面來看，地面火(huo)(huo)炬(ju)(ju)成本(ben)(ben)較(jiao)(jiao)高，但是運行(xing)成本(ben)(ben)低(di)且維修方(fang)便。
高架(jia)火(huo)炬(ju)典型(xing)工藝流程示(shi)意(yi)圖見圖2.43。
2．火炬系統的(de)設計
①. 不(bu)(bu)同(tong)處(chu)理的(de)介(jie)質和(he)不(bu)(bu)同(tong)工作(zuo)條件有不(bu)(bu)同(tong)的(de)火炬系統
在(zai)開車、正常運行(xing)、停車和事故時排(pai)放(fang)的(de)氣體均要(yao)送火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)處理。以(yi)各種情況下最大(da)排(pai)放(fang)量來進(jin)行(xing)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)系(xi)統(tong)處理能力的(de)設(she)計，同時要(yao)保(bao)證在(zai)一(yi)個寬的(de)流(liu)量范(fan)圍內系(xi)統(tong)運行(xing)良好(hao)。火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)系(xi)統(tong)本身要(yao)保(bao)證生(sheng)產(chan)(chan)裝置安全運行(xing)，并應(ying)(ying)考慮(lv)對環境的(de)影響，消(xiao)除和盡量減少對大(da)氣的(de)污染、噪聲等。當兩(liang)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)集中布置時，火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)的(de)間距應(ying)(ying)使一(yi)個火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)燃燒最大(da)氣量時所產(chan)(chan)生(sheng)的(de)輻(fu)射熱，不(bu)影響另一(yi)個火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)檢修工作的(de)進(jin)行(xing)。火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)的(de)防空標志(zhi)和燈(deng)光(guang)保(bao)護(hu)應(ying)(ying)按(an)有關(guan)規定執行(xing)。
②. 安全(quan)閥和控制閥的排放系統(tong)管道
安(an)全(quan)閥(fa)和控制閥(fa)排(pai)放(fang)系(xi)統(tong)按(an)有(you)關規定來設(she)計。該排(pai)放(fang)系(xi)統(tong)若與(yu)火炬(ju)系(xi)統(tong)相連，其管道(dao)材(cai)質不能低(di)于(yu)碳鋼，對(dui)于(yu)可能產生低(di)溫和高溫的(de)部分(fen)要做應力(li)分(fen)析計算，選(xuan)用適宜的(de)材(cai)質和進(jin)行相應的(de)加工處理(li)。排(pai)放(fang)管道(dao)最(zui)好從上(shang)方(fang)與(yu)火炬(ju)系(xi)統(tong)總管45°相連，以免產生排(pai)氣、排(pai)液死角。
③. 火炬(ju)總管到分(fen)離(li)器(qi)要有一(yi)定(ding)坡度(du)以(yi)便排(pai)液(ye)，坡向分(fen)離(li)器(qi)坡度(du)不小于(yu)2‰，對(dui)于(yu)排(pai)液(ye)死角要設(she)排(pai)液(ye)口并將(jiang)排(pai)出液(ye)回收(shou)儲存。
④. 要考慮溫(wen)(wen)度對管(guan)路的影(ying)響，設置溫(wen)(wen)度補(bu)償的膨脹節，一(yi)般用環形的，特殊(shu)情況下用波紋形膨脹器。如果(guo)總管(guan)與總管(guan)相(xiang)接(jie)或(huo)總管(guan)與支管(guan)相(xiang)接(jie)，其接(jie)頭處(chu)材質(zhi)取兩者材質(zhi)高者，且其長度在接(jie)頭處(chu)上游至(zhi)少要有5m。
⑤. 為避免火炬系統(tong)發生內爆炸或產(chan)生其(qi)他不(bu)安(an)全因素(su)，火炬氣(qi)總(zong)(zong)管(guan)的(de)上游(you)最遠(yuan)端設有(you)固定的(de)吹(chui)掃(sao)(sao)設施，該吹(chui)掃(sao)(sao)設施包括一個流量計、一個止回閥和一個手(shou)動調(diao)節閥門(men)。所(suo)有(you)的(de)火炬總(zong)(zong)管(guan)都應(ying)設氮氣(qi)吹(chui)掃(sao)(sao)用軟(ruan)管(guan)接口。常用的(de)吹(chui)掃(sao)(sao)氣(qi)首選為可燃(ran)氣(qi)體（如(ru)燃(ran)料氣(qi)），但對于(yu)低溫管(guan)線，吹(chui)掃(sao)(sao)氣(qi)在最低溫度時應(ying)不(bu)發生部分或全部冷(leng)凝，對此一般采用氮氣(qi)吹(chui)掃(sao)(sao)。
⑥. 火炬氣分離罐(guan)（分液罐(guan)）
每根火(huo)炬排(pai)放(fang)氣(qi)(qi)總(zong)管(guan)(guan)都(dou)應設分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離罐，用以(yi)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離氣(qi)(qi)體(ti)夾帶(dai)的(de)(de)(de)(de)液(ye)(ye)(ye)滴或(huo)可(ke)能發(fa)生的(de)(de)(de)(de)兩(liang)(liang)相(xiang)流中的(de)(de)(de)(de)液(ye)(ye)(ye)相(xiang)。為(wei)防(fang)止(zhi)產(chan)生“火(huo)雨”，分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離罐的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離能力為(wei)至(zhi)少將(jiang)不小于(yu)400μm的(de)(de)(de)(de)液(ye)(ye)(ye)滴分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離下來，最好將(jiang)不小于(yu)150μm的(de)(de)(de)(de)液(ye)(ye)(ye)滴也分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離下來，盡量(liang)減少液(ye)(ye)(ye)滴夾帶(dai)。分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離罐選(xuan)用直徑一(yi)般(ban)為(wei)其長度的(de)(de)(de)(de)1／3～1／2，并為(wei)火(huo)炬總(zong)管(guan)(guan)尺寸(cun)的(de)(de)(de)(de)3～4.5倍。分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離罐的(de)(de)(de)(de)尺寸(cun)是(shi)以(yi)排(pai)放(fang)物(wu)流中最大(da)排(pai)液(ye)(ye)(ye)量(liang)計(ji)算(suan)，儲存10～30min的(de)(de)(de)(de)排(pai)液(ye)(ye)(ye)量(liang)，一(yi)般(ban)取20min。如果已另(ling)外設置(zhi)了(le)單獨的(de)(de)(de)(de)液(ye)(ye)(ye)相(xiang)收(shou)集(ji)系(xi)統(tong)，或(huo)者在最大(da)火(huo)炬負荷的(de)(de)(de)(de)緊急情況下也不會(hui)有大(da)量(liang)的(de)(de)(de)(de)兩(liang)(liang)相(xiang)流排(pai)出，此時可(ke)以(yi)讓(rang)排(pai)放(fang)物(wu)流不經分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離罐，只設一(yi)個與液(ye)(ye)(ye)體(ti)收(shou)集(ji)系(xi)統(tong)相(xiang)連(lian)的(de)(de)(de)(de)集(ji)液(ye)(ye)(ye)管(guan)(guan)就可(ke)以(yi)了(le)。有的(de)(de)(de)(de)項(xiang)目火(huo)炬氣(qi)(qi)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離罐（分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)液(ye)(ye)(ye)罐）為(wei)臥式，有的(de)(de)(de)(de)項(xiang)目為(wei)立式，分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離罐（分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)液(ye)(ye)(ye)罐）的(de)(de)(de)(de)布(bu)(bu)置(zhi)高(gao)度影響著(zhu)整(zheng)個裝置(zhi)管(guan)(guan)廊的(de)(de)(de)(de)布(bu)(bu)置(zhi)高(gao)度，在配管(guan)(guan)設計(ji)時，應盡量(liang)降低分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離罐的(de)(de)(de)(de)布(bu)(bu)置(zhi)高(gao)度。
⑦. 火炬(ju)氣水封罐
水(shui)封(feng)(feng)罐(guan)的作用是防止(zhi)回(hui)(hui)火(huo)(huo)現象的發生(sheng)（防止(zhi)回(hui)(hui)火(huo)(huo)的設施還(huan)有(you)(you)速度(du)封(feng)(feng)、分子封(feng)(feng)等），假設發生(sheng)回(hui)(hui)火(huo)(huo)，火(huo)(huo)焰(yan)通(tong)過(guo)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)氣(qi)(qi)出(chu)口(kou)進(jin)入(ru)水(shui)封(feng)(feng)罐(guan)后(hou)因為入(ru)口(kou)管(guan)道在水(shui)面以(yi)下，因此杜絕了火(huo)(huo)焰(yan)的繼續傳(chuan)播。火(huo)(huo)炬(ju)(ju)氣(qi)(qi)水(shui)封(feng)(feng)罐(guan)有(you)(you)溢(yi)(yi)流(liu)管(guan)，據API 521和SH 3009要(yao)求，溢(yi)(yi)流(liu)管(guan)的水(shui)封(feng)(feng)高(gao)(gao)(gao)度(du)應(ying)大(da)于等于1.75倍水(shui)封(feng)(feng)罐(guan)內氣(qi)(qi)相(xiang)空間的最大(da)操作壓力（表壓），溢(yi)(yi)流(liu)管(guan)口(kou)徑最小為DN50，其高(gao)(gao)(gao)點處(chu)管(guan)道下部(bu)內表面應(ying)與要(yao)求的水(shui)封(feng)(feng)液面處(chu)于同一高(gao)(gao)(gao)度(du)。圖2.44所示為某(mou)布置(zhi)的高(gao)(gao)(gao)差要(yao)求。如果溢(yi)(yi)流(liu)管(guan)布置(zhi)偏高(gao)(gao)(gao)，則水(shui)封(feng)(feng)罐(guan)偏高(gao)(gao)(gao)，導致水(shui)封(feng)(feng)罐(guan)連接的火(huo)(huo)炬(ju)(ju)管(guan)偏高(gao)(gao)(gao)，導致長距離(li)管(guan)廊偏高(gao)(gao)(gao)等。
