1. 裝置簡介
火(huo)炬是處理(li)石油化工(gong)廠、煉油廠當(dang)發生(sheng)事故時或在(zai)正常生(sheng)產中排放大量易燃、有毒、有腐蝕性氣(qi)體用的。火(huo)炬形式(shi)可分為(wei)高空火(huo)炬和地面火(huo)炬。火(huo)炬形式(shi)的選擇應(ying)根據火(huo)炬系(xi)統的設計處理(li)量、項目所(suo)在(zai)地的總(zong)圖布(bu)置以及環境保護的要求(qiu)等因素(su)確(que)定。
地面(mian)火(huo)(huo)(huo)炬系統(tong)由火(huo)(huo)(huo)炬的(de)(de)(de)內(nei)外(wai)設(she)(she)備組成，火(huo)(huo)(huo)炬的(de)(de)(de)內(nei)部有(you)成排的(de)(de)(de)高壓(ya)燃(ran)燒(shao)(shao)器(qi)和低壓(ya)燃(ran)燒(shao)(shao)器(qi)，所有(you)的(de)(de)(de)火(huo)(huo)(huo)炬管線埋(mai)在地面(mian)下以(yi)(yi)避免燃(ran)燒(shao)(shao)過(guo)程中的(de)(de)(de)熱(re)輻(fu)射(she)(she)；圍(wei)(wei)(wei)墻將燃(ran)燒(shao)(shao)器(qi)與(yu)(yu)外(wai)部輔(fu)助(zhu)設(she)(she)備分隔(ge)開，考慮到(dao)空(kong)氣(qi)的(de)(de)(de)流進，金屬圍(wei)(wei)(wei)欄(lan)的(de)(de)(de)底部被架(jia)空(kong)，但仍可(ke)以(yi)(yi)通過(guo)在圍(wei)(wei)(wei)欄(lan)的(de)(de)(de)支(zhi)撐(cheng)結(jie)構(gou)上(shang)增加面(mian)板來(lai)(lai)屏蔽掉熱(re)量(liang)。每(mei)(mei)個燃(ran)燒(shao)(shao)室的(de)(de)(de)設(she)(she)計原理相同，每(mei)(mei)級(ji)燃(ran)燒(shao)(shao)器(qi)的(de)(de)(de)操作(zuo)通過(guo)壓(ya)力(li)來(lai)(lai)控制，利(li)用(yong)緊閉切斷蝶(die)閥開／關來(lai)(lai)達到(dao)分級(ji)燃(ran)燒(shao)(shao)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)，通過(guo)使用(yong)釋壓(ya)裝置(zhi)如防爆(bao)閥或防爆(bao)針以(yi)(yi)保證安全。每(mei)(mei)一級(ji)設(she)(she)有(you)兩(liang)個長明(ming)燈(deng)，點火(huo)(huo)(huo)系統(tong)與(yu)(yu)高架(jia)火(huo)(huo)(huo)炬相同，多個長明(ming)燈(deng)確保安全，不需(xu)要蒸(zheng)汽和強制通風，即(ji)可(ke)達到(dao)100％燃(ran)燒(shao)(shao)。無(wu)論何(he)時，如果火(huo)(huo)(huo)炬氣(qi)的(de)(de)(de)壓(ya)力(li)不足，可(ke)能(neng)需(xu)要少量(liang)的(de)(de)(de)蒸(zheng)汽。燃(ran)燒(shao)(shao)室周圍(wei)(wei)(wei)安裝垂直金屬圍(wei)(wei)(wei)欄(lan)，此吸熱(re)圍(wei)(wei)(wei)欄(lan)將地面(mian)熱(re)輻(fu)射(she)(she)隔(ge)離在內(nei)，使其不向四周擴散(san)，圍(wei)(wei)(wei)欄(lan)外(wai)面(mian)的(de)(de)(de)輻(fu)射(she)(she)熱(re)低于(yu)1.6kW／㎡。地面(mian)火(huo)(huo)(huo)炬的(de)(de)(de)主要部件包(bao)括：多點的(de)(de)(de)火(huo)(huo)(huo)炬燃(ran)燒(shao)(shao)；長明(ming)燈(deng)、排放點火(huo)(huo)(huo)器(qi)和火(huo)(huo)(huo)焰檢測器(qi)；支(zhi)持結(jie)構(gou)和輔(fu)助(zhu)設(she)(she)備；分液(ye)罐；液(ye)體密(mi)封；管道(dao)系統(tong)；輔(fu)助(zhu)設(she)(she)備。地面(mian)火(huo)(huo)(huo)炬不能(neng)用(yong)于(yu)有(you)毒物(wu)質的(de)(de)(de)焚燒(shao)(shao)。地面(mian)火(huo)(huo)(huo)炬周圍(wei)(wei)(wei)最小(xiao)無(wu)障礙區的(de)(de)(de)半徑(jing)為76～152m，且應設(she)(she)圍(wei)(wei)(wei)墻以(yi)(yi)確保安全。
高(gao)架火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)即采用豎立(li)的火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)筒(tong)(tong)體(ti)將燃燒器(qi)（又稱火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)頭(tou)）高(gao)架于(yu)空中，火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)氣(qi)通過火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)筒(tong)(tong)體(ti)進入燃燒器(qi)，燃燒后(hou)的煙氣(qi)直接進入空氣(qi)中，隨氣(qi)流擴散(san)至遠處。根據火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)筒(tong)(tong)體(ti)的支(zhi)撐形式(shi)，高(gao)架火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)又可分為(wei)塔架式(shi)、半塔架式(shi)、自支(zhi)撐式(shi)、拉線(xian)(xian)式(shi)，如圖2.42所示。高(gao)架火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)主要包括分液罐（也(ye)稱排放罐，有(you)的火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)系統不止一個）、密封罐（大多(duo)用水封，稱為(wei)水封罐）、火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)收(shou)集(ji)管線(xian)(xian)、火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)筒(tong)(tong)體(ti)、火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)頭(tou)、氣(qi)體(ti)密封、長(chang)明燈及監測(ce)長(chang)明燈的熱電(dian)器(qi)、清(qing)煙裝置、航標指示燈、點火(huo)(huo)設施、監視電(dian)視（一般離火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)有(you)一定距離）。
高(gao)(gao)架(jia)(jia)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)和地面火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)的(de)(de)區別：地面火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)處理量比(bi)高(gao)(gao)架(jia)(jia)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)小(xiao)，不能燃(ran)燒有毒氣(qi)體。地面火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)開啟過(guo)早會產生(sheng)回火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)現象，開啟過(guo)晚會造(zao)成憋壓。高(gao)(gao)架(jia)(jia)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)由于火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)氣(qi)出口速度較快，其(qi)燃(ran)燒所產生(sheng)的(de)(de)噪聲是(shi)(shi)無法避免的(de)(de)。高(gao)(gao)架(jia)(jia)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)在放空燃(ran)燒時，火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)頭處所產生(sheng)巨大火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)焰造(zao)成的(de)(de)熱輻射對高(gao)(gao)架(jia)(jia)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)附近(jin)的(de)(de)工作人(ren)員及(ji)設備有很(hen)大的(de)(de)影響。環保方(fang)面看(kan)，地面火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)比(bi)高(gao)(gao)架(jia)(jia)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)好，從投資及(ji)維護方(fang)面來(lai)看(kan)，地面火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)成本較高(gao)(gao)，但是(shi)(shi)運行成本低且維修方(fang)便。
高架火炬典型工(gong)藝流程示(shi)意圖見圖2.43。
2．火炬系統的設計
①. 不(bu)同處理的介質和不(bu)同工作條件(jian)有不(bu)同的火炬系(xi)統(tong)
在開車(che)、正常運行(xing)、停車(che)和(he)事故時排放的(de)氣體均要(yao)送火(huo)炬(ju)(ju)(ju)處理。以各種(zhong)情況下最(zui)大(da)排放量來進行(xing)火(huo)炬(ju)(ju)(ju)系(xi)(xi)統處理能力的(de)設計，同時要(yao)保證在一個寬的(de)流(liu)量范圍(wei)內系(xi)(xi)統運行(xing)良好。火(huo)炬(ju)(ju)(ju)系(xi)(xi)統本身要(yao)保證生產裝(zhuang)置安全運行(xing)，并(bing)應考慮(lv)對(dui)環境的(de)影(ying)響(xiang)，消除和(he)盡(jin)量減少對(dui)大(da)氣的(de)污染、噪聲等(deng)。當兩火(huo)炬(ju)(ju)(ju)集中布置時，火(huo)炬(ju)(ju)(ju)的(de)間距應使一個火(huo)炬(ju)(ju)(ju)燃燒最(zui)大(da)氣量時所產生的(de)輻射熱，不影(ying)響(xiang)另一個火(huo)炬(ju)(ju)(ju)檢修工作的(de)進行(xing)。火(huo)炬(ju)(ju)(ju)的(de)防空標志(zhi)和(he)燈光保護應按有關(guan)規(gui)定執行(xing)。
②. 安全閥和控制閥的排放系統管(guan)道
安(an)全閥(fa)和(he)控制閥(fa)排(pai)放系(xi)(xi)統按有關規定來設計。該排(pai)放系(xi)(xi)統若(ruo)與(yu)(yu)火(huo)炬系(xi)(xi)統相(xiang)連，其管(guan)道材質不(bu)能(neng)低于碳鋼，對于可(ke)能(neng)產生低溫和(he)高溫的(de)部分要做應力(li)分析計算(suan)，選用適(shi)宜的(de)材質和(he)進行相(xiang)應的(de)加工(gong)處理。排(pai)放管(guan)道最好從上方與(yu)(yu)火(huo)炬系(xi)(xi)統總管(guan)45°相(xiang)連，以免產生排(pai)氣、排(pai)液死(si)角(jiao)。
③. 火炬總管到分(fen)離(li)器要有(you)一定坡(po)(po)度以便排(pai)液(ye)，坡(po)(po)向(xiang)分(fen)離(li)器坡(po)(po)度不小于2‰，對于排(pai)液(ye)死角要設排(pai)液(ye)口并將排(pai)出液(ye)回收儲(chu)存(cun)。
④. 要考慮溫度對管路(lu)的(de)影響，設置溫度補償的(de)膨(peng)脹節，一般用(yong)環形(xing)的(de)，特(te)殊情況下用(yong)波紋形(xing)膨(peng)脹器。如果總(zong)管與(yu)總(zong)管相接(jie)(jie)或總(zong)管與(yu)支管相接(jie)(jie)，其(qi)接(jie)(jie)頭處材(cai)質取兩者材(cai)質高者，且其(qi)長度在(zai)接(jie)(jie)頭處上游(you)至少(shao)要有5m。
⑤. 為避(bi)免火炬系統發(fa)生內(nei)爆(bao)炸或產生其(qi)他(ta)不安全因素，火炬氣總(zong)管(guan)(guan)的(de)上游最遠端(duan)設(she)有(you)固(gu)定的(de)吹掃(sao)(sao)設(she)施(shi)，該吹掃(sao)(sao)設(she)施(shi)包括一(yi)(yi)個(ge)(ge)流量計、一(yi)(yi)個(ge)(ge)止回閥和一(yi)(yi)個(ge)(ge)手動調節閥門。所有(you)的(de)火炬總(zong)管(guan)(guan)都(dou)應(ying)設(she)氮氣吹掃(sao)(sao)用軟(ruan)管(guan)(guan)接口。常用的(de)吹掃(sao)(sao)氣首選為可燃氣體（如燃料氣），但對(dui)于低溫(wen)管(guan)(guan)線，吹掃(sao)(sao)氣在最低溫(wen)度時(shi)應(ying)不發(fa)生部(bu)分或全部(bu)冷凝，對(dui)此一(yi)(yi)般(ban)采用氮氣吹掃(sao)(sao)。
⑥. 火炬氣分(fen)離罐（分(fen)液罐）
每(mei)根(gen)火(huo)炬(ju)排放(fang)氣(qi)(qi)總管都應設(she)分(fen)(fen)(fen)離罐(guan)，用(yong)以分(fen)(fen)(fen)離氣(qi)(qi)體(ti)夾帶的(de)(de)(de)(de)(de)液(ye)滴或(huo)(huo)可(ke)能發生的(de)(de)(de)(de)(de)兩相(xiang)(xiang)流中的(de)(de)(de)(de)(de)液(ye)相(xiang)(xiang)。為(wei)(wei)防止(zhi)產生“火(huo)雨”，分(fen)(fen)(fen)離罐(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)離能力為(wei)(wei)至(zhi)少將不(bu)小(xiao)于400μm的(de)(de)(de)(de)(de)液(ye)滴分(fen)(fen)(fen)離下(xia)來(lai)，最好將不(bu)小(xiao)于150μm的(de)(de)(de)(de)(de)液(ye)滴也(ye)分(fen)(fen)(fen)離下(xia)來(lai)，盡量減少液(ye)滴夾帶。分(fen)(fen)(fen)離罐(guan)選用(yong)直徑一般為(wei)(wei)其長度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)1／3～1／2，并為(wei)(wei)火(huo)炬(ju)總管尺寸(cun)的(de)(de)(de)(de)(de)3～4.5倍。分(fen)(fen)(fen)離罐(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)尺寸(cun)是以排放(fang)物流中最大(da)排液(ye)量計算，儲存10～30min的(de)(de)(de)(de)(de)排液(ye)量，一般取20min。如果已另(ling)外設(she)置(zhi)(zhi)了(le)單獨的(de)(de)(de)(de)(de)液(ye)相(xiang)(xiang)收集(ji)系統(tong)，或(huo)(huo)者(zhe)在最大(da)火(huo)炬(ju)負荷的(de)(de)(de)(de)(de)緊急情況下(xia)也(ye)不(bu)會有大(da)量的(de)(de)(de)(de)(de)兩相(xiang)(xiang)流排出，此時可(ke)以讓(rang)排放(fang)物流不(bu)經分(fen)(fen)(fen)離罐(guan)，只設(she)一個與液(ye)體(ti)收集(ji)系統(tong)相(xiang)(xiang)連的(de)(de)(de)(de)(de)集(ji)液(ye)管就可(ke)以了(le)。有的(de)(de)(de)(de)(de)項(xiang)目火(huo)炬(ju)氣(qi)(qi)分(fen)(fen)(fen)離罐(guan)（分(fen)(fen)(fen)液(ye)罐(guan)）為(wei)(wei)臥式，有的(de)(de)(de)(de)(de)項(xiang)目為(wei)(wei)立(li)式，分(fen)(fen)(fen)離罐(guan)（分(fen)(fen)(fen)液(ye)罐(guan)）的(de)(de)(de)(de)(de)布(bu)置(zhi)(zhi)高(gao)度(du)(du)(du)(du)影響著整個裝置(zhi)(zhi)管廊的(de)(de)(de)(de)(de)布(bu)置(zhi)(zhi)高(gao)度(du)(du)(du)(du)，在配管設(she)計時，應盡量降低分(fen)(fen)(fen)離罐(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)布(bu)置(zhi)(zhi)高(gao)度(du)(du)(du)(du)。
⑦. 火炬氣水(shui)封罐
水(shui)(shui)封(feng)(feng)罐的(de)(de)(de)作用(yong)是防止(zhi)回火現象的(de)(de)(de)發(fa)生（防止(zhi)回火的(de)(de)(de)設施還(huan)有速度封(feng)(feng)、分子封(feng)(feng)等(deng)），假設發(fa)生回火，火焰通過火炬氣出(chu)口(kou)(kou)進入水(shui)(shui)封(feng)(feng)罐后因為入口(kou)(kou)管(guan)道(dao)(dao)在水(shui)(shui)面以下，因此(ci)杜絕(jue)了火焰的(de)(de)(de)繼續傳播。火炬氣水(shui)(shui)封(feng)(feng)罐有溢(yi)流管(guan)，據API 521和SH 3009要求(qiu)(qiu)，溢(yi)流管(guan)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)封(feng)(feng)高(gao)度應(ying)大(da)于等(deng)于1.75倍水(shui)(shui)封(feng)(feng)罐內氣相(xiang)空(kong)間的(de)(de)(de)最大(da)操作壓(ya)力（表壓(ya)），溢(yi)流管(guan)口(kou)(kou)徑(jing)最小(xiao)為DN50，其高(gao)點處(chu)管(guan)道(dao)(dao)下部(bu)內表面應(ying)與要求(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)封(feng)(feng)液面處(chu)于同一高(gao)度。圖(tu)2.44所(suo)示為某布(bu)置的(de)(de)(de)高(gao)差要求(qiu)(qiu)。如果溢(yi)流管(guan)布(bu)置偏(pian)(pian)高(gao)，則水(shui)(shui)封(feng)(feng)罐偏(pian)(pian)高(gao)，導致水(shui)(shui)封(feng)(feng)罐連接的(de)(de)(de)火炬管(guan)偏(pian)(pian)高(gao)，導致長距離管(guan)廊偏(pian)(pian)高(gao)等(deng)。
