1. 裝置簡介
火(huo)炬(ju)(ju)是處理石油(you)化工(gong)廠、煉油(you)廠當發生事故(gu)時或在正常(chang)生產中排放大(da)量易燃、有毒(du)、有腐蝕性(xing)氣體用的。火(huo)炬(ju)(ju)形式可分為高空(kong)火(huo)炬(ju)(ju)和地(di)面火(huo)炬(ju)(ju)。火(huo)炬(ju)(ju)形式的選擇(ze)應根據火(huo)炬(ju)(ju)系統的設計處理量、項目所在地(di)的總圖布置以(yi)及(ji)環(huan)境保護的要求等因素確定。
地(di)(di)面(mian)(mian)(mian)(mian)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)系統由火(huo)(huo)炬(ju)(ju)的內(nei)外(wai)(wai)設(she)(she)備組成(cheng)(cheng)，火(huo)(huo)炬(ju)(ju)的內(nei)部(bu)(bu)有(you)成(cheng)(cheng)排(pai)的高壓(ya)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)器(qi)和(he)低(di)壓(ya)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)器(qi)，所有(you)的火(huo)(huo)炬(ju)(ju)管線(xian)埋在(zai)地(di)(di)面(mian)(mian)(mian)(mian)下以避免燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)過程中的熱(re)(re)輻(fu)射(she)；圍(wei)墻(qiang)將燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)器(qi)與外(wai)(wai)部(bu)(bu)輔助(zhu)設(she)(she)備分(fen)隔(ge)開，考慮到(dao)(dao)空氣的流進，金屬(shu)圍(wei)欄(lan)(lan)的底部(bu)(bu)被(bei)架空，但仍可(ke)以通(tong)(tong)過在(zai)圍(wei)欄(lan)(lan)的支撐結構(gou)上增(zeng)加面(mian)(mian)(mian)(mian)板來屏(ping)蔽掉熱(re)(re)量。每個(ge)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)室(shi)的設(she)(she)計原理相同，每級(ji)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)器(qi)的操作通(tong)(tong)過壓(ya)力來控制(zhi)，利用(yong)緊閉切斷蝶閥開／關來達(da)到(dao)(dao)分(fen)級(ji)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)的目的，通(tong)(tong)過使用(yong)釋壓(ya)裝(zhuang)置如防(fang)爆(bao)閥或防(fang)爆(bao)針以保證安(an)(an)全(quan)。每一級(ji)設(she)(she)有(you)兩個(ge)長明(ming)燈(deng)，點火(huo)(huo)系統與高架火(huo)(huo)炬(ju)(ju)相同，多個(ge)長明(ming)燈(deng)確保安(an)(an)全(quan)，不需要蒸汽和(he)強制(zhi)通(tong)(tong)風，即可(ke)達(da)到(dao)(dao)100％燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)。無(wu)論何時，如果火(huo)(huo)炬(ju)(ju)氣的壓(ya)力不足，可(ke)能需要少量的蒸汽。燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)室(shi)周圍(wei)安(an)(an)裝(zhuang)垂直金屬(shu)圍(wei)欄(lan)(lan)，此吸熱(re)(re)圍(wei)欄(lan)(lan)將地(di)(di)面(mian)(mian)(mian)(mian)熱(re)(re)輻(fu)射(she)隔(ge)離在(zai)內(nei)，使其不向四周擴散(san)，圍(wei)欄(lan)(lan)外(wai)(wai)面(mian)(mian)(mian)(mian)的輻(fu)射(she)熱(re)(re)低(di)于1.6kW／㎡。地(di)(di)面(mian)(mian)(mian)(mian)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)的主要部(bu)(bu)件包括：多點的火(huo)(huo)炬(ju)(ju)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)；長明(ming)燈(deng)、排(pai)放點火(huo)(huo)器(qi)和(he)火(huo)(huo)焰檢測器(qi)；支持結構(gou)和(he)輔助(zhu)設(she)(she)備；分(fen)液罐(guan)；液體(ti)密封；管道系統；輔助(zhu)設(she)(she)備。地(di)(di)面(mian)(mian)(mian)(mian)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)不能用(yong)于有(you)毒(du)物質的焚燒(shao)(shao)(shao)。地(di)(di)面(mian)(mian)(mian)(mian)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)周圍(wei)最小無(wu)障(zhang)礙(ai)區的半徑(jing)為76～152m，且應設(she)(she)圍(wei)墻(qiang)以確保安(an)(an)全(quan)。
高(gao)架(jia)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)即采用(yong)豎立的(de)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)筒(tong)體(ti)將燃(ran)燒(shao)器(qi)（又稱(cheng)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)頭(tou)）高(gao)架(jia)于空中，火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)氣(qi)通(tong)過火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)筒(tong)體(ti)進入(ru)燃(ran)燒(shao)器(qi)，燃(ran)燒(shao)后(hou)的(de)煙氣(qi)直接進入(ru)空氣(qi)中，隨氣(qi)流(liu)擴散至遠處。根據火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)筒(tong)體(ti)的(de)支(zhi)撐形式，高(gao)架(jia)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)又可分(fen)為塔架(jia)式、半(ban)塔架(jia)式、自支(zhi)撐式、拉(la)線式，如(ru)圖2.42所示。高(gao)架(jia)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)主要包括分(fen)液罐(guan)（也稱(cheng)排放罐(guan)，有的(de)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)系(xi)統不止一(yi)(yi)個）、密(mi)封罐(guan)（大多用(yong)水封，稱(cheng)為水封罐(guan)）、火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)收集管線、火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)筒(tong)體(ti)、火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)頭(tou)、氣(qi)體(ti)密(mi)封、長明(ming)燈及監測(ce)長明(ming)燈的(de)熱(re)電器(qi)、清(qing)煙裝置、航(hang)標指示燈、點火(huo)(huo)(huo)設施、監視電視（一(yi)(yi)般離火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)有一(yi)(yi)定距離）。
高(gao)架(jia)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)和地面(mian)(mian)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)的(de)區別：地面(mian)(mian)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)處理量比高(gao)架(jia)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)小，不能(neng)燃燒有毒氣(qi)體。地面(mian)(mian)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)開啟(qi)過(guo)早會(hui)產(chan)生回火(huo)(huo)(huo)現象，開啟(qi)過(guo)晚會(hui)造(zao)成憋(bie)壓。高(gao)架(jia)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)由于火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)氣(qi)出口(kou)速度較(jiao)快，其燃燒所產(chan)生的(de)噪聲是無法避免的(de)。高(gao)架(jia)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)在放空(kong)燃燒時，火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)頭處所產(chan)生巨大(da)火(huo)(huo)(huo)焰造(zao)成的(de)熱(re)輻(fu)射(she)對(dui)高(gao)架(jia)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)附(fu)近的(de)工作人(ren)員及(ji)設備(bei)有很大(da)的(de)影響。環(huan)保方(fang)(fang)面(mian)(mian)看(kan)，地面(mian)(mian)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)比高(gao)架(jia)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)好，從投資及(ji)維護(hu)方(fang)(fang)面(mian)(mian)來看(kan)，地面(mian)(mian)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)成本(ben)較(jiao)高(gao)，但是運行成本(ben)低且維修方(fang)(fang)便。
高架(jia)火(huo)炬典型工藝流程(cheng)示意圖見圖2.43。
2．火炬系(xi)統的設(she)計
①. 不同(tong)處理(li)的介質和不同(tong)工作條件有不同(tong)的火炬系統
在(zai)開車、正常運行、停車和事故時排放(fang)的氣體均要送火炬(ju)處(chu)理(li)(li)。以(yi)各種情況下最大(da)排放(fang)量(liang)來進(jin)行火炬(ju)系統(tong)(tong)處(chu)理(li)(li)能力的設計，同時要保證(zheng)在(zai)一(yi)個寬的流量(liang)范(fan)圍內系統(tong)(tong)運行良好(hao)。火炬(ju)系統(tong)(tong)本(ben)身(shen)要保證(zheng)生(sheng)產裝(zhuang)置安全運行，并應考慮對環境的影響(xiang)，消除和盡量(liang)減少對大(da)氣的污(wu)染、噪聲等。當兩火炬(ju)集(ji)中布置時，火炬(ju)的間距應使一(yi)個火炬(ju)燃(ran)燒最大(da)氣量(liang)時所產生(sheng)的輻射熱，不影響(xiang)另(ling)一(yi)個火炬(ju)檢修工作的進(jin)行。火炬(ju)的防空標志和燈光保護(hu)應按有關規定執行。
②. 安(an)全閥和控制閥的排(pai)放系統管道
安(an)全閥(fa)和控制(zhi)閥(fa)排(pai)放(fang)系統按有關規定來設(she)計。該排(pai)放(fang)系統若與火(huo)炬系統相連，其管道(dao)材質不能低于碳鋼(gang)，對(dui)于可(ke)能產生(sheng)(sheng)低溫和高溫的(de)部(bu)分要做應力分析(xi)計算，選用適宜的(de)材質和進行相應的(de)加工處理。排(pai)放(fang)管道(dao)最(zui)好從上方與火(huo)炬系統總管45°相連，以免產生(sheng)(sheng)排(pai)氣(qi)、排(pai)液死角。
③. 火(huo)炬總管(guan)到分(fen)離器(qi)要有一定坡(po)度(du)以便排(pai)液(ye)(ye)(ye)，坡(po)向分(fen)離器(qi)坡(po)度(du)不小于2‰，對于排(pai)液(ye)(ye)(ye)死角要設排(pai)液(ye)(ye)(ye)口并將(jiang)排(pai)出液(ye)(ye)(ye)回收儲存。
④. 要考(kao)慮溫(wen)度(du)對管路的影響，設置(zhi)溫(wen)度(du)補償的膨脹節，一般用環形的，特殊情況下用波紋形膨脹器。如果總(zong)(zong)管與總(zong)(zong)管相接(jie)或(huo)總(zong)(zong)管與支管相接(jie)，其接(jie)頭處材質取兩者材質高者，且其長度(du)在(zai)接(jie)頭處上游至少(shao)要有5m。
⑤. 為(wei)(wei)避(bi)免火(huo)炬系統發(fa)(fa)生內(nei)爆炸或產生其他不安全因素(su)，火(huo)炬氣(qi)(qi)總(zong)管(guan)(guan)的上(shang)游最遠端設(she)有固定的吹掃(sao)(sao)設(she)施，該吹掃(sao)(sao)設(she)施包括一個(ge)流(liu)量計、一個(ge)止(zhi)回閥(fa)和一個(ge)手動調(diao)節閥(fa)門。所有的火(huo)炬總(zong)管(guan)(guan)都應設(she)氮(dan)氣(qi)(qi)吹掃(sao)(sao)用軟管(guan)(guan)接口。常用的吹掃(sao)(sao)氣(qi)(qi)首選為(wei)(wei)可燃氣(qi)(qi)體(ti)（如燃料氣(qi)(qi)），但(dan)對于低溫管(guan)(guan)線，吹掃(sao)(sao)氣(qi)(qi)在(zai)最低溫度時應不發(fa)(fa)生部分(fen)或全部冷凝(ning)，對此(ci)一般(ban)采用氮(dan)氣(qi)(qi)吹掃(sao)(sao)。
⑥. 火炬氣分離(li)罐（分液罐）
每根火炬排放氣(qi)總管(guan)(guan)都(dou)應設分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)(li)(li)罐(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)，用以(yi)(yi)分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)(li)(li)氣(qi)體夾帶(dai)的(de)(de)(de)液(ye)(ye)(ye)(ye)滴(di)或(huo)可(ke)能發(fa)生的(de)(de)(de)兩(liang)相(xiang)(xiang)流中(zhong)的(de)(de)(de)液(ye)(ye)(ye)(ye)相(xiang)(xiang)。為(wei)(wei)防止產生“火雨(yu)”，分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)(li)(li)罐(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)(li)(li)能力為(wei)(wei)至少將不(bu)小于400μm的(de)(de)(de)液(ye)(ye)(ye)(ye)滴(di)分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)(li)(li)下來，最好將不(bu)小于150μm的(de)(de)(de)液(ye)(ye)(ye)(ye)滴(di)也分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)(li)(li)下來，盡(jin)量減少液(ye)(ye)(ye)(ye)滴(di)夾帶(dai)。分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)(li)(li)罐(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)選用直徑(jing)一般為(wei)(wei)其長度(du)的(de)(de)(de)1／3～1／2，并為(wei)(wei)火炬總管(guan)(guan)尺(chi)寸(cun)的(de)(de)(de)3～4.5倍(bei)。分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)(li)(li)罐(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)尺(chi)寸(cun)是以(yi)(yi)排放物流中(zhong)最大(da)排液(ye)(ye)(ye)(ye)量計(ji)算，儲(chu)存(cun)10～30min的(de)(de)(de)排液(ye)(ye)(ye)(ye)量，一般取20min。如果已另(ling)外設置了單獨的(de)(de)(de)液(ye)(ye)(ye)(ye)相(xiang)(xiang)收集(ji)(ji)系統(tong)，或(huo)者在最大(da)火炬負荷(he)的(de)(de)(de)緊急情況下也不(bu)會有大(da)量的(de)(de)(de)兩(liang)相(xiang)(xiang)流排出(chu)，此(ci)時(shi)可(ke)以(yi)(yi)讓(rang)排放物流不(bu)經分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)(li)(li)罐(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)，只設一個與液(ye)(ye)(ye)(ye)體收集(ji)(ji)系統(tong)相(xiang)(xiang)連的(de)(de)(de)集(ji)(ji)液(ye)(ye)(ye)(ye)管(guan)(guan)就可(ke)以(yi)(yi)了。有的(de)(de)(de)項目火炬氣(qi)分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)(li)(li)罐(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)（分(fen)(fen)(fen)(fen)液(ye)(ye)(ye)(ye)罐(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)）為(wei)(wei)臥式，有的(de)(de)(de)項目為(wei)(wei)立式，分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)(li)(li)罐(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)（分(fen)(fen)(fen)(fen)液(ye)(ye)(ye)(ye)罐(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)）的(de)(de)(de)布置高(gao)度(du)影響著整個裝置管(guan)(guan)廊的(de)(de)(de)布置高(gao)度(du)，在配管(guan)(guan)設計(ji)時(shi)，應盡(jin)量降低分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)(li)(li)罐(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)布置高(gao)度(du)。
⑦. 火炬(ju)氣水封罐
水(shui)封罐的作用是防止(zhi)回火(huo)現象的發(fa)生（防止(zhi)回火(huo)的設施還有速度封、分子(zi)封等(deng)），假設發(fa)生回火(huo)，火(huo)焰(yan)通過(guo)火(huo)炬(ju)氣出口(kou)進(jin)入水(shui)封罐后因為(wei)入口(kou)管(guan)(guan)道(dao)在水(shui)面以下(xia)(xia)，因此杜絕了(le)火(huo)焰(yan)的繼(ji)續傳(chuan)播。火(huo)炬(ju)氣水(shui)封罐有溢(yi)(yi)(yi)流(liu)(liu)管(guan)(guan)，據API 521和SH 3009要求(qiu)(qiu)，溢(yi)(yi)(yi)流(liu)(liu)管(guan)(guan)的水(shui)封高(gao)(gao)度應大(da)于等(deng)于1.75倍水(shui)封罐內氣相空間的最(zui)大(da)操(cao)作壓(ya)(ya)力(li)（表壓(ya)(ya)），溢(yi)(yi)(yi)流(liu)(liu)管(guan)(guan)口(kou)徑最(zui)小為(wei)DN50，其高(gao)(gao)點處(chu)管(guan)(guan)道(dao)下(xia)(xia)部內表面應與要求(qiu)(qiu)的水(shui)封液面處(chu)于同一高(gao)(gao)度。圖(tu)2.44所示為(wei)某布(bu)置的高(gao)(gao)差要求(qiu)(qiu)。如果(guo)溢(yi)(yi)(yi)流(liu)(liu)管(guan)(guan)布(bu)置偏(pian)(pian)高(gao)(gao)，則(ze)水(shui)封罐偏(pian)(pian)高(gao)(gao)，導致(zhi)水(shui)封罐連接的火(huo)炬(ju)管(guan)(guan)偏(pian)(pian)高(gao)(gao)，導致(zhi)長(chang)距離(li)管(guan)(guan)廊偏(pian)(pian)高(gao)(gao)等(deng)。
