1. 裝置簡(jian)介(jie)
火炬(ju)是(shi)處理石油化工廠、煉油廠當發生(sheng)事(shi)故(gu)時(shi)或在正常生(sheng)產中(zhong)排放(fang)大量易燃、有(you)毒(du)、有(you)腐蝕性氣(qi)體用(yong)的。火炬(ju)形式(shi)可分為高(gao)空火炬(ju)和地面火炬(ju)。火炬(ju)形式(shi)的選擇應根據火炬(ju)系統的設計處理量、項目所在地的總圖(tu)布置以及環(huan)境保護的要求等因素確定(ding)。
地面(mian)火炬(ju)(ju)系統由火炬(ju)(ju)的(de)(de)(de)內(nei)外(wai)設(she)(she)(she)備組成，火炬(ju)(ju)的(de)(de)(de)內(nei)部(bu)有(you)成排的(de)(de)(de)高(gao)壓(ya)(ya)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)器和(he)低壓(ya)(ya)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)器，所有(you)的(de)(de)(de)火炬(ju)(ju)管線埋在地面(mian)下(xia)以(yi)避免燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)過(guo)程中的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)輻射(she)；圍(wei)(wei)墻將燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)器與外(wai)部(bu)輔助設(she)(she)(she)備分(fen)隔開，考慮到空氣(qi)的(de)(de)(de)流進，金(jin)(jin)屬圍(wei)(wei)欄(lan)的(de)(de)(de)底(di)部(bu)被架空，但仍可以(yi)通(tong)(tong)過(guo)在圍(wei)(wei)欄(lan)的(de)(de)(de)支撐結構上增加面(mian)板來屏蔽(bi)掉熱(re)(re)(re)量。每個(ge)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)室的(de)(de)(de)設(she)(she)(she)計原理(li)相(xiang)同，每級燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)器的(de)(de)(de)操作通(tong)(tong)過(guo)壓(ya)(ya)力(li)來控(kong)制(zhi)，利用緊閉切斷蝶閥開／關來達到分(fen)級燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)，通(tong)(tong)過(guo)使用釋壓(ya)(ya)裝置如(ru)防(fang)爆閥或防(fang)爆針以(yi)保證(zheng)安(an)全(quan)。每一級設(she)(she)(she)有(you)兩個(ge)長(chang)明(ming)燈，點火系統與高(gao)架火炬(ju)(ju)相(xiang)同，多個(ge)長(chang)明(ming)燈確(que)保安(an)全(quan)，不(bu)需(xu)要蒸汽和(he)強制(zhi)通(tong)(tong)風，即(ji)可達到100％燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)。無論何(he)時，如(ru)果火炬(ju)(ju)氣(qi)的(de)(de)(de)壓(ya)(ya)力(li)不(bu)足，可能需(xu)要少量的(de)(de)(de)蒸汽。燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)室周圍(wei)(wei)安(an)裝垂直金(jin)(jin)屬圍(wei)(wei)欄(lan)，此吸熱(re)(re)(re)圍(wei)(wei)欄(lan)將地面(mian)熱(re)(re)(re)輻射(she)隔離在內(nei)，使其不(bu)向四(si)周擴散，圍(wei)(wei)欄(lan)外(wai)面(mian)的(de)(de)(de)輻射(she)熱(re)(re)(re)低于(yu)1.6kW／㎡。地面(mian)火炬(ju)(ju)的(de)(de)(de)主要部(bu)件包括：多點的(de)(de)(de)火炬(ju)(ju)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)；長(chang)明(ming)燈、排放點火器和(he)火焰檢測器；支持結構和(he)輔助設(she)(she)(she)備；分(fen)液罐；液體密封；管道系統；輔助設(she)(she)(she)備。地面(mian)火炬(ju)(ju)不(bu)能用于(yu)有(you)毒物質的(de)(de)(de)焚燒(shao)(shao)(shao)(shao)。地面(mian)火炬(ju)(ju)周圍(wei)(wei)最(zui)小無障礙區的(de)(de)(de)半徑為76～152m，且(qie)應設(she)(she)(she)圍(wei)(wei)墻以(yi)確(que)保安(an)全(quan)。
高架火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)即采用(yong)豎立的(de)(de)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)筒(tong)體(ti)將燃燒(shao)器（又稱(cheng)(cheng)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)頭）高架于空中，火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)氣(qi)通過火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)筒(tong)體(ti)進(jin)入燃燒(shao)器，燃燒(shao)后的(de)(de)煙氣(qi)直接進(jin)入空氣(qi)中，隨氣(qi)流擴(kuo)散至(zhi)遠(yuan)處。根據火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)筒(tong)體(ti)的(de)(de)支(zhi)撐(cheng)形式(shi)，高架火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)又可分為塔架式(shi)、半塔架式(shi)、自支(zhi)撐(cheng)式(shi)、拉(la)線式(shi)，如圖2.42所(suo)示。高架火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)主要包(bao)括分液罐（也稱(cheng)(cheng)排放(fang)罐，有的(de)(de)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)系統不止(zhi)一(yi)個）、密(mi)(mi)封(feng)罐（大(da)多用(yong)水封(feng)，稱(cheng)(cheng)為水封(feng)罐）、火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)收集管(guan)線、火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)筒(tong)體(ti)、火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)頭、氣(qi)體(ti)密(mi)(mi)封(feng)、長明燈及監測長明燈的(de)(de)熱電器、清煙裝置、航(hang)標指(zhi)示燈、點火(huo)(huo)(huo)設施、監視電視（一(yi)般離(li)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)有一(yi)定距(ju)離(li)）。
高(gao)架(jia)火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)和(he)地面(mian)(mian)(mian)火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)的(de)(de)(de)區(qu)別(bie)：地面(mian)(mian)(mian)火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)處理量比高(gao)架(jia)火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)小，不能燃(ran)燒有毒氣(qi)體(ti)。地面(mian)(mian)(mian)火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)開啟(qi)過(guo)早會(hui)產(chan)生(sheng)回火(huo)(huo)(huo)(huo)現象，開啟(qi)過(guo)晚會(hui)造(zao)成憋壓(ya)。高(gao)架(jia)火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)由于火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)氣(qi)出口速度較快，其燃(ran)燒所產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)噪聲是(shi)無法避免(mian)的(de)(de)(de)。高(gao)架(jia)火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)在放空燃(ran)燒時，火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)頭處所產(chan)生(sheng)巨大火(huo)(huo)(huo)(huo)焰造(zao)成的(de)(de)(de)熱輻射(she)對高(gao)架(jia)火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)附近的(de)(de)(de)工作人員及設備有很大的(de)(de)(de)影響(xiang)。環保方面(mian)(mian)(mian)看(kan)，地面(mian)(mian)(mian)火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)比高(gao)架(jia)火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)好，從投(tou)資及維護方面(mian)(mian)(mian)來看(kan)，地面(mian)(mian)(mian)火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)成本較高(gao)，但(dan)是(shi)運行成本低且維修方便。
高架(jia)火(huo)炬典型工藝流程(cheng)示(shi)意(yi)圖見圖2.43。
2．火炬系統(tong)的設(she)計
①. 不(bu)同處理的(de)介(jie)質和不(bu)同工作條(tiao)件有(you)不(bu)同的(de)火(huo)炬(ju)系統
在(zai)開車(che)、正常運行(xing)(xing)、停車(che)和事故時排放(fang)的(de)氣體(ti)均要(yao)送火(huo)(huo)炬(ju)處(chu)理(li)。以(yi)各種情(qing)況下最(zui)大(da)排放(fang)量(liang)來進行(xing)(xing)火(huo)(huo)炬(ju)系統處(chu)理(li)能力的(de)設計，同時要(yao)保(bao)(bao)(bao)證在(zai)一個寬(kuan)的(de)流量(liang)范圍內系統運行(xing)(xing)良好。火(huo)(huo)炬(ju)系統本身要(yao)保(bao)(bao)(bao)證生產裝置(zhi)安(an)全運行(xing)(xing)，并應(ying)(ying)考慮對環(huan)境的(de)影響，消除和盡(jin)量(liang)減(jian)少對大(da)氣的(de)污染、噪(zao)聲等。當兩火(huo)(huo)炬(ju)集中布置(zhi)時，火(huo)(huo)炬(ju)的(de)間(jian)距應(ying)(ying)使(shi)一個火(huo)(huo)炬(ju)燃燒最(zui)大(da)氣量(liang)時所產生的(de)輻射熱，不影響另一個火(huo)(huo)炬(ju)檢修工作的(de)進行(xing)(xing)。火(huo)(huo)炬(ju)的(de)防空(kong)標志(zhi)和燈光保(bao)(bao)(bao)護(hu)應(ying)(ying)按有關規定執行(xing)(xing)。
②. 安全閥和控(kong)制閥的排放系統(tong)管道
安全閥和控制閥排放(fang)(fang)系統(tong)按有關規定來設計。該排放(fang)(fang)系統(tong)若與火(huo)炬系統(tong)相連(lian)(lian)，其管(guan)道(dao)材質(zhi)不能低于碳鋼，對(dui)于可能產(chan)生低溫和高溫的部分(fen)要做應力分(fen)析計算，選用(yong)適(shi)宜的材質(zhi)和進行相應的加(jia)工處理。排放(fang)(fang)管(guan)道(dao)最好從上方與火(huo)炬系統(tong)總管(guan)45°相連(lian)(lian)，以免產(chan)生排氣(qi)、排液死角。
③. 火炬總管(guan)到分(fen)離器(qi)要(yao)有一定坡(po)度以便(bian)排(pai)液，坡(po)向分(fen)離器(qi)坡(po)度不小于(yu)2‰，對于(yu)排(pai)液死角(jiao)要(yao)設(she)排(pai)液口并(bing)將排(pai)出液回收(shou)儲存。
④. 要(yao)考慮溫度(du)對管路的影響，設(she)置溫度(du)補償的膨(peng)脹(zhang)(zhang)節，一般用環形的，特殊情況下用波紋形膨(peng)脹(zhang)(zhang)器。如果總(zong)管與(yu)總(zong)管相接或總(zong)管與(yu)支管相接，其接頭(tou)處材(cai)質取(qu)兩(liang)者材(cai)質高(gao)者，且其長度(du)在接頭(tou)處上游至少(shao)要(yao)有(you)5m。
⑤. 為避免火炬系統發生(sheng)內爆炸或產生(sheng)其他(ta)不安(an)全因素(su)，火炬氣總管(guan)的上游最遠端設(she)有固定(ding)的吹(chui)(chui)掃(sao)(sao)設(she)施，該吹(chui)(chui)掃(sao)(sao)設(she)施包括一(yi)個流(liu)量(liang)計(ji)、一(yi)個止(zhi)回閥(fa)和一(yi)個手動調(diao)節閥(fa)門(men)。所有的火炬總管(guan)都應設(she)氮氣吹(chui)(chui)掃(sao)(sao)用(yong)(yong)軟管(guan)接口。常用(yong)(yong)的吹(chui)(chui)掃(sao)(sao)氣首選為可燃氣體（如(ru)燃料氣），但(dan)對于低溫管(guan)線，吹(chui)(chui)掃(sao)(sao)氣在最低溫度時應不發生(sheng)部(bu)分或全部(bu)冷凝，對此一(yi)般采用(yong)(yong)氮氣吹(chui)(chui)掃(sao)(sao)。
⑥. 火炬氣分(fen)離罐（分(fen)液罐）
每根(gen)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)排(pai)放(fang)氣(qi)(qi)總管(guan)都(dou)應設(she)分(fen)(fen)(fen)離(li)罐(guan)(guan)(guan)，用以分(fen)(fen)(fen)離(li)氣(qi)(qi)體夾帶的(de)(de)液(ye)(ye)滴或可(ke)能發生的(de)(de)兩(liang)相(xiang)(xiang)流中的(de)(de)液(ye)(ye)相(xiang)(xiang)。為防止產生“火(huo)(huo)(huo)雨”，分(fen)(fen)(fen)離(li)罐(guan)(guan)(guan)的(de)(de)分(fen)(fen)(fen)離(li)能力為至少將不小于400μm的(de)(de)液(ye)(ye)滴分(fen)(fen)(fen)離(li)下(xia)來(lai)(lai)，最(zui)(zui)好將不小于150μm的(de)(de)液(ye)(ye)滴也分(fen)(fen)(fen)離(li)下(xia)來(lai)(lai)，盡(jin)(jin)量減少液(ye)(ye)滴夾帶。分(fen)(fen)(fen)離(li)罐(guan)(guan)(guan)選用直(zhi)徑(jing)一般為其長度的(de)(de)1／3～1／2，并(bing)為火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)總管(guan)尺寸的(de)(de)3～4.5倍。分(fen)(fen)(fen)離(li)罐(guan)(guan)(guan)的(de)(de)尺寸是以排(pai)放(fang)物流中最(zui)(zui)大(da)(da)排(pai)液(ye)(ye)量計算，儲存10～30min的(de)(de)排(pai)液(ye)(ye)量，一般取20min。如果已(yi)另外設(she)置(zhi)了單獨的(de)(de)液(ye)(ye)相(xiang)(xiang)收集(ji)系統(tong)，或者在最(zui)(zui)大(da)(da)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)負(fu)荷(he)的(de)(de)緊急情(qing)況下(xia)也不會有(you)大(da)(da)量的(de)(de)兩(liang)相(xiang)(xiang)流排(pai)出(chu)，此時可(ke)以讓(rang)排(pai)放(fang)物流不經分(fen)(fen)(fen)離(li)罐(guan)(guan)(guan)，只設(she)一個(ge)與(yu)液(ye)(ye)體收集(ji)系統(tong)相(xiang)(xiang)連的(de)(de)集(ji)液(ye)(ye)管(guan)就(jiu)可(ke)以了。有(you)的(de)(de)項目(mu)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)氣(qi)(qi)分(fen)(fen)(fen)離(li)罐(guan)(guan)(guan)（分(fen)(fen)(fen)液(ye)(ye)罐(guan)(guan)(guan)）為臥(wo)式，有(you)的(de)(de)項目(mu)為立(li)式，分(fen)(fen)(fen)離(li)罐(guan)(guan)(guan)（分(fen)(fen)(fen)液(ye)(ye)罐(guan)(guan)(guan)）的(de)(de)布置(zhi)高(gao)度影響著整個(ge)裝置(zhi)管(guan)廊的(de)(de)布置(zhi)高(gao)度，在配管(guan)設(she)計時，應盡(jin)(jin)量降低分(fen)(fen)(fen)離(li)罐(guan)(guan)(guan)的(de)(de)布置(zhi)高(gao)度。
⑦. 火炬氣水封(feng)罐
水(shui)(shui)(shui)封(feng)(feng)(feng)(feng)罐(guan)的(de)(de)作用是防止回(hui)火(huo)(huo)(huo)現象的(de)(de)發生（防止回(hui)火(huo)(huo)(huo)的(de)(de)設(she)施(shi)還有速度(du)封(feng)(feng)(feng)(feng)、分(fen)子封(feng)(feng)(feng)(feng)等），假設(she)發生回(hui)火(huo)(huo)(huo)，火(huo)(huo)(huo)焰(yan)通過火(huo)(huo)(huo)炬(ju)氣出口(kou)進入水(shui)(shui)(shui)封(feng)(feng)(feng)(feng)罐(guan)后因為入口(kou)管(guan)(guan)道在水(shui)(shui)(shui)面(mian)以下，因此杜絕了火(huo)(huo)(huo)焰(yan)的(de)(de)繼續(xu)傳播。火(huo)(huo)(huo)炬(ju)氣水(shui)(shui)(shui)封(feng)(feng)(feng)(feng)罐(guan)有溢流(liu)(liu)管(guan)(guan)，據API 521和SH 3009要(yao)求(qiu)(qiu)，溢流(liu)(liu)管(guan)(guan)的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)封(feng)(feng)(feng)(feng)高(gao)度(du)應大于(yu)等于(yu)1.75倍水(shui)(shui)(shui)封(feng)(feng)(feng)(feng)罐(guan)內氣相空間的(de)(de)最大操作壓(ya)(ya)力（表(biao)壓(ya)(ya)），溢流(liu)(liu)管(guan)(guan)口(kou)徑最小為DN50，其(qi)高(gao)點處(chu)管(guan)(guan)道下部內表(biao)面(mian)應與要(yao)求(qiu)(qiu)的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)封(feng)(feng)(feng)(feng)液面(mian)處(chu)于(yu)同(tong)一高(gao)度(du)。圖2.44所示為某布(bu)置的(de)(de)高(gao)差要(yao)求(qiu)(qiu)。如(ru)果溢流(liu)(liu)管(guan)(guan)布(bu)置偏(pian)高(gao)，則(ze)水(shui)(shui)(shui)封(feng)(feng)(feng)(feng)罐(guan)偏(pian)高(gao)，導致水(shui)(shui)(shui)封(feng)(feng)(feng)(feng)罐(guan)連接的(de)(de)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)管(guan)(guan)偏(pian)高(gao)，導致長(chang)距離管(guan)(guan)廊偏(pian)高(gao)等。
