1. 裝置簡(jian)介(jie)
火炬(ju)是處(chu)理(li)石(shi)油化工(gong)廠、煉油廠當發生事故(gu)時(shi)或(huo)在正常生產中排放大(da)量易燃、有毒、有腐蝕性(xing)氣(qi)體用的(de)。火炬(ju)形式(shi)可分(fen)為高(gao)空(kong)火炬(ju)和(he)地面(mian)火炬(ju)。火炬(ju)形式(shi)的(de)選擇應根據火炬(ju)系統的(de)設計處(chu)理(li)量、項(xiang)目(mu)所在地的(de)總(zong)圖(tu)布置以及環境保(bao)護的(de)要(yao)求等因(yin)素確定(ding)。
地(di)面(mian)(mian)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)系(xi)(xi)統(tong)(tong)由火(huo)(huo)炬(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)內外(wai)設(she)(she)備(bei)組成，火(huo)(huo)炬(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)內部有(you)成排的(de)(de)(de)(de)高(gao)壓(ya)燃(ran)燒(shao)(shao)器(qi)(qi)和低壓(ya)燃(ran)燒(shao)(shao)器(qi)(qi)，所有(you)的(de)(de)(de)(de)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)管線埋在地(di)面(mian)(mian)下以避(bi)免燃(ran)燒(shao)(shao)過(guo)(guo)程中的(de)(de)(de)(de)熱(re)輻(fu)(fu)射(she)；圍(wei)(wei)墻將燃(ran)燒(shao)(shao)器(qi)(qi)與外(wai)部輔(fu)助設(she)(she)備(bei)分(fen)(fen)隔開，考慮到空氣(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)流進，金(jin)(jin)屬(shu)圍(wei)(wei)欄的(de)(de)(de)(de)底部被架空，但仍可以通過(guo)(guo)在圍(wei)(wei)欄的(de)(de)(de)(de)支撐結構上增加面(mian)(mian)板來屏蔽掉熱(re)量(liang)。每(mei)個燃(ran)燒(shao)(shao)室的(de)(de)(de)(de)設(she)(she)計(ji)原(yuan)理相同，每(mei)級燃(ran)燒(shao)(shao)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)操作通過(guo)(guo)壓(ya)力(li)來控制(zhi)，利用(yong)緊閉(bi)切斷(duan)蝶閥(fa)開／關來達到分(fen)(fen)級燃(ran)燒(shao)(shao)的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)，通過(guo)(guo)使用(yong)釋(shi)壓(ya)裝置(zhi)如防爆閥(fa)或防爆針以保(bao)(bao)證安(an)全(quan)。每(mei)一級設(she)(she)有(you)兩個長(chang)(chang)明(ming)燈(deng)(deng)，點(dian)火(huo)(huo)系(xi)(xi)統(tong)(tong)與高(gao)架火(huo)(huo)炬(ju)(ju)相同，多(duo)(duo)個長(chang)(chang)明(ming)燈(deng)(deng)確(que)保(bao)(bao)安(an)全(quan)，不需要(yao)蒸汽(qi)和強制(zhi)通風，即可達到100％燃(ran)燒(shao)(shao)。無論何時，如果(guo)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)氣(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)壓(ya)力(li)不足，可能需要(yao)少(shao)量(liang)的(de)(de)(de)(de)蒸汽(qi)。燃(ran)燒(shao)(shao)室周(zhou)(zhou)圍(wei)(wei)安(an)裝垂直金(jin)(jin)屬(shu)圍(wei)(wei)欄，此吸(xi)熱(re)圍(wei)(wei)欄將地(di)面(mian)(mian)熱(re)輻(fu)(fu)射(she)隔離在內，使其不向四周(zhou)(zhou)擴(kuo)散，圍(wei)(wei)欄外(wai)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)輻(fu)(fu)射(she)熱(re)低于1.6kW／㎡。地(di)面(mian)(mian)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)主要(yao)部件包(bao)括：多(duo)(duo)點(dian)的(de)(de)(de)(de)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)燃(ran)燒(shao)(shao)；長(chang)(chang)明(ming)燈(deng)(deng)、排放點(dian)火(huo)(huo)器(qi)(qi)和火(huo)(huo)焰檢(jian)測(ce)器(qi)(qi)；支持結構和輔(fu)助設(she)(she)備(bei)；分(fen)(fen)液罐(guan)；液體(ti)密封；管道(dao)系(xi)(xi)統(tong)(tong)；輔(fu)助設(she)(she)備(bei)。地(di)面(mian)(mian)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)不能用(yong)于有(you)毒物質(zhi)的(de)(de)(de)(de)焚燒(shao)(shao)。地(di)面(mian)(mian)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)周(zhou)(zhou)圍(wei)(wei)最小無障礙區的(de)(de)(de)(de)半徑(jing)為(wei)76～152m，且(qie)應(ying)設(she)(she)圍(wei)(wei)墻以確(que)保(bao)(bao)安(an)全(quan)。
高架(jia)(jia)(jia)火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)即采(cai)用豎立的火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)筒(tong)(tong)體(ti)(ti)將燃(ran)燒器(qi)(qi)（又稱(cheng)火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)頭）高架(jia)(jia)(jia)于(yu)空中(zhong)，火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)氣通(tong)過火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)筒(tong)(tong)體(ti)(ti)進(jin)入燃(ran)燒器(qi)(qi)，燃(ran)燒后(hou)的煙氣直接進(jin)入空氣中(zhong)，隨氣流擴散至遠處(chu)。根(gen)據火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)筒(tong)(tong)體(ti)(ti)的支撐形式，高架(jia)(jia)(jia)火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)又可分(fen)(fen)為塔架(jia)(jia)(jia)式、半塔架(jia)(jia)(jia)式、自(zi)支撐式、拉線式，如(ru)圖(tu)2.42所示(shi)。高架(jia)(jia)(jia)火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)主要(yao)包括分(fen)(fen)液罐(guan)（也稱(cheng)排放罐(guan)，有的火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)系統不止一(yi)個）、密封(feng)罐(guan)（大(da)多用水封(feng)，稱(cheng)為水封(feng)罐(guan)）、火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)收集(ji)管線、火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)筒(tong)(tong)體(ti)(ti)、火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)頭、氣體(ti)(ti)密封(feng)、長明(ming)燈及監測長明(ming)燈的熱(re)電(dian)器(qi)(qi)、清煙裝置、航標指示(shi)燈、點火(huo)(huo)(huo)(huo)設施、監視電(dian)視（一(yi)般離(li)火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)有一(yi)定距離(li)）。
高(gao)(gao)(gao)架(jia)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)和(he)地(di)面(mian)(mian)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)(de)區別：地(di)面(mian)(mian)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)處理量(liang)比高(gao)(gao)(gao)架(jia)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)小，不能燃燒(shao)有毒氣體。地(di)面(mian)(mian)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)開啟過早會產生(sheng)回火(huo)(huo)現(xian)象(xiang)，開啟過晚會造成(cheng)(cheng)憋壓(ya)。高(gao)(gao)(gao)架(jia)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)由于(yu)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)氣出口速度較(jiao)快，其燃燒(shao)所產生(sheng)的(de)(de)噪聲是(shi)無法避免(mian)的(de)(de)。高(gao)(gao)(gao)架(jia)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)在放空(kong)燃燒(shao)時，火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)頭處所產生(sheng)巨大(da)火(huo)(huo)焰造成(cheng)(cheng)的(de)(de)熱(re)輻(fu)射對高(gao)(gao)(gao)架(jia)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)附近的(de)(de)工作人員及(ji)設備有很(hen)大(da)的(de)(de)影(ying)響。環保方(fang)面(mian)(mian)看(kan)(kan)，地(di)面(mian)(mian)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)比高(gao)(gao)(gao)架(jia)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)好，從(cong)投資及(ji)維護方(fang)面(mian)(mian)來(lai)看(kan)(kan)，地(di)面(mian)(mian)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)成(cheng)(cheng)本較(jiao)高(gao)(gao)(gao)，但是(shi)運行成(cheng)(cheng)本低且(qie)維修方(fang)便。
高(gao)架(jia)火炬典型工藝流程示(shi)意圖見圖2.43。
2．火炬系(xi)統(tong)的設計
①. 不(bu)同處(chu)理的(de)介(jie)質和不(bu)同工作條(tiao)件(jian)有(you)不(bu)同的(de)火炬系統
在開車、正常運行、停車和(he)事故時(shi)排(pai)放的(de)氣體均要送火(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)處理。以各(ge)種(zhong)情況下最大(da)排(pai)放量(liang)來進行火(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)系(xi)統處理能力的(de)設計，同時(shi)要保證(zheng)在一個(ge)寬的(de)流量(liang)范(fan)圍內(nei)系(xi)統運行良好。火(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)系(xi)統本身要保證(zheng)生產裝(zhuang)置(zhi)安全運行，并(bing)應考慮對環(huan)境的(de)影響，消除和(he)盡量(liang)減少對大(da)氣的(de)污染、噪聲等。當兩火(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)集(ji)中布(bu)置(zhi)時(shi)，火(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)間距應使一個(ge)火(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)燃燒(shao)最大(da)氣量(liang)時(shi)所產生的(de)輻射熱，不影響另一個(ge)火(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)檢修工作的(de)進行。火(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)防(fang)空標(biao)志和(he)燈光(guang)保護應按有關規定執行。
②. 安(an)全閥和(he)控(kong)制閥的(de)排放系統管道
安全閥和控(kong)制閥排(pai)(pai)放系(xi)統(tong)按有關(guan)規定來(lai)設(she)計。該排(pai)(pai)放系(xi)統(tong)若與火炬系(xi)統(tong)相(xiang)連，其管道材(cai)質(zhi)不能低于(yu)碳鋼，對于(yu)可能產(chan)生低溫和高溫的部(bu)分要(yao)做應(ying)力分析(xi)計算，選用適(shi)宜的材(cai)質(zhi)和進行相(xiang)應(ying)的加工處理。排(pai)(pai)放管道最好(hao)從上方與火炬系(xi)統(tong)總管45°相(xiang)連，以(yi)免產(chan)生排(pai)(pai)氣、排(pai)(pai)液死角。
③. 火(huo)炬(ju)總管到分(fen)離器要有一定坡(po)度以(yi)便排液(ye)，坡(po)向分(fen)離器坡(po)度不小(xiao)于2‰，對(dui)于排液(ye)死角要設排液(ye)口并(bing)將(jiang)排出液(ye)回收儲存。
④. 要考(kao)慮(lv)溫(wen)度對管路的影響，設置溫(wen)度補償的膨脹(zhang)節(jie)，一般用(yong)環(huan)形的，特(te)殊情況下用(yong)波紋形膨脹(zhang)器。如果(guo)總管與總管相接或總管與支(zhi)管相接，其接頭(tou)處(chu)材(cai)質取兩者材(cai)質高者，且其長(chang)度在接頭(tou)處(chu)上游至少(shao)要有5m。
⑤. 為避(bi)免火(huo)炬(ju)系統發(fa)生(sheng)內(nei)爆炸或產生(sheng)其他不安全因素，火(huo)炬(ju)氣總(zong)管的(de)(de)上游最遠(yuan)端設(she)有(you)固定的(de)(de)吹(chui)(chui)掃(sao)設(she)施，該(gai)吹(chui)(chui)掃(sao)設(she)施包括一(yi)個流量計、一(yi)個止回閥和一(yi)個手動(dong)調節閥門(men)。所有(you)的(de)(de)火(huo)炬(ju)總(zong)管都應(ying)設(she)氮氣吹(chui)(chui)掃(sao)用軟管接口。常(chang)用的(de)(de)吹(chui)(chui)掃(sao)氣首選為可燃(ran)氣體（如燃(ran)料(liao)氣），但(dan)對于低溫(wen)管線(xian)，吹(chui)(chui)掃(sao)氣在最低溫(wen)度時應(ying)不發(fa)生(sheng)部(bu)分或全部(bu)冷凝，對此(ci)一(yi)般(ban)采用氮氣吹(chui)(chui)掃(sao)。
⑥. 火炬(ju)氣分(fen)(fen)離罐（分(fen)(fen)液罐）
每根火(huo)(huo)炬(ju)(ju)排放(fang)氣總管都應設(she)分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)罐(guan)(guan)(guan)，用以(yi)分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)氣體(ti)夾帶的(de)(de)液(ye)(ye)(ye)(ye)滴或可能發生的(de)(de)兩(liang)相流(liu)中的(de)(de)液(ye)(ye)(ye)(ye)相。為(wei)防止產生“火(huo)(huo)雨(yu)”，分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)罐(guan)(guan)(guan)的(de)(de)分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)能力為(wei)至少將(jiang)不(bu)(bu)小于400μm的(de)(de)液(ye)(ye)(ye)(ye)滴分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)下來，最好將(jiang)不(bu)(bu)小于150μm的(de)(de)液(ye)(ye)(ye)(ye)滴也分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)下來，盡量(liang)減少液(ye)(ye)(ye)(ye)滴夾帶。分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)罐(guan)(guan)(guan)選用直徑(jing)一般為(wei)其(qi)長度的(de)(de)1／3～1／2，并為(wei)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)總管尺寸的(de)(de)3～4.5倍。分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)罐(guan)(guan)(guan)的(de)(de)尺寸是以(yi)排放(fang)物流(liu)中最大排液(ye)(ye)(ye)(ye)量(liang)計算，儲(chu)存10～30min的(de)(de)排液(ye)(ye)(ye)(ye)量(liang)，一般取20min。如果已另外設(she)置(zhi)(zhi)了單獨的(de)(de)液(ye)(ye)(ye)(ye)相收(shou)集(ji)(ji)系統，或者在最大火(huo)(huo)炬(ju)(ju)負(fu)荷的(de)(de)緊急情況下也不(bu)(bu)會有大量(liang)的(de)(de)兩(liang)相流(liu)排出，此時可以(yi)讓排放(fang)物流(liu)不(bu)(bu)經分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)罐(guan)(guan)(guan)，只設(she)一個與液(ye)(ye)(ye)(ye)體(ti)收(shou)集(ji)(ji)系統相連的(de)(de)集(ji)(ji)液(ye)(ye)(ye)(ye)管就可以(yi)了。有的(de)(de)項目火(huo)(huo)炬(ju)(ju)氣分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)罐(guan)(guan)(guan)（分(fen)(fen)(fen)液(ye)(ye)(ye)(ye)罐(guan)(guan)(guan)）為(wei)臥(wo)式，有的(de)(de)項目為(wei)立式，分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)罐(guan)(guan)(guan)（分(fen)(fen)(fen)液(ye)(ye)(ye)(ye)罐(guan)(guan)(guan)）的(de)(de)布(bu)(bu)(bu)置(zhi)(zhi)高度影響著整(zheng)個裝置(zhi)(zhi)管廊的(de)(de)布(bu)(bu)(bu)置(zhi)(zhi)高度，在配管設(she)計時，應盡量(liang)降低(di)分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)罐(guan)(guan)(guan)的(de)(de)布(bu)(bu)(bu)置(zhi)(zhi)高度。
⑦. 火炬氣水封罐
水(shui)封(feng)罐(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)作用是(shi)防止(zhi)回火(huo)(huo)現象的(de)(de)(de)(de)發(fa)生（防止(zhi)回火(huo)(huo)的(de)(de)(de)(de)設施還有(you)(you)速度(du)(du)封(feng)、分子(zi)封(feng)等(deng)(deng)），假設發(fa)生回火(huo)(huo)，火(huo)(huo)焰通過火(huo)(huo)炬氣(qi)出(chu)口(kou)進(jin)入水(shui)封(feng)罐(guan)(guan)(guan)后因(yin)為(wei)(wei)入口(kou)管(guan)道在水(shui)面以下(xia)，因(yin)此杜絕了火(huo)(huo)焰的(de)(de)(de)(de)繼續傳(chuan)播(bo)。火(huo)(huo)炬氣(qi)水(shui)封(feng)罐(guan)(guan)(guan)有(you)(you)溢流(liu)(liu)(liu)管(guan)，據API 521和SH 3009要求，溢流(liu)(liu)(liu)管(guan)的(de)(de)(de)(de)水(shui)封(feng)高(gao)度(du)(du)應(ying)大于(yu)(yu)等(deng)(deng)于(yu)(yu)1.75倍水(shui)封(feng)罐(guan)(guan)(guan)內氣(qi)相(xiang)空間的(de)(de)(de)(de)最大操(cao)作壓(ya)力(li)（表(biao)(biao)壓(ya)），溢流(liu)(liu)(liu)管(guan)口(kou)徑最小為(wei)(wei)DN50，其高(gao)點處(chu)管(guan)道下(xia)部內表(biao)(biao)面應(ying)與要求的(de)(de)(de)(de)水(shui)封(feng)液面處(chu)于(yu)(yu)同一(yi)高(gao)度(du)(du)。圖2.44所示為(wei)(wei)某布(bu)置的(de)(de)(de)(de)高(gao)差要求。如果溢流(liu)(liu)(liu)管(guan)布(bu)置偏(pian)高(gao)，則水(shui)封(feng)罐(guan)(guan)(guan)偏(pian)高(gao)，導致水(shui)封(feng)罐(guan)(guan)(guan)連(lian)接的(de)(de)(de)(de)火(huo)(huo)炬管(guan)偏(pian)高(gao)，導致長距離管(guan)廊偏(pian)高(gao)等(deng)(deng)。
