1. 裝置簡介
火炬(ju)(ju)(ju)(ju)是處理石(shi)油化工(gong)廠(chang)、煉油廠(chang)當發生事故(gu)時或(huo)在正常生產中排放大量易燃、有毒、有腐蝕性氣體用的(de)(de)。火炬(ju)(ju)(ju)(ju)形式(shi)可分為高空(kong)火炬(ju)(ju)(ju)(ju)和地面火炬(ju)(ju)(ju)(ju)。火炬(ju)(ju)(ju)(ju)形式(shi)的(de)(de)選擇應根據(ju)火炬(ju)(ju)(ju)(ju)系統的(de)(de)設計處理量、項目所在地的(de)(de)總圖布置以及環境保(bao)護的(de)(de)要求等因素確定。
地(di)面(mian)(mian)(mian)火(huo)(huo)炬系統(tong)(tong)由(you)火(huo)(huo)炬的(de)(de)(de)內(nei)外(wai)設(she)(she)備(bei)組(zu)成，火(huo)(huo)炬的(de)(de)(de)內(nei)部(bu)(bu)(bu)有(you)(you)成排的(de)(de)(de)高壓(ya)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)器(qi)(qi)和(he)低壓(ya)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)器(qi)(qi)，所有(you)(you)的(de)(de)(de)火(huo)(huo)炬管(guan)線埋在地(di)面(mian)(mian)(mian)下以(yi)避免燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)過程中的(de)(de)(de)熱輻射(she)(she)；圍墻將燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)器(qi)(qi)與(yu)外(wai)部(bu)(bu)(bu)輔助(zhu)設(she)(she)備(bei)分隔開(kai)，考慮(lv)到空氣的(de)(de)(de)流進，金(jin)(jin)屬圍欄(lan)(lan)的(de)(de)(de)底部(bu)(bu)(bu)被(bei)架(jia)(jia)空，但仍可以(yi)通過在圍欄(lan)(lan)的(de)(de)(de)支撐(cheng)結(jie)(jie)構上增(zeng)加面(mian)(mian)(mian)板來(lai)屏蔽掉熱量(liang)。每個燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)室的(de)(de)(de)設(she)(she)計原理相同，每級燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)操作通過壓(ya)力來(lai)控制，利用緊閉切斷蝶閥(fa)開(kai)／關來(lai)達到分級燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)，通過使用釋壓(ya)裝(zhuang)置如防爆閥(fa)或防爆針以(yi)保證安全。每一級設(she)(she)有(you)(you)兩個長(chang)明燈(deng)，點火(huo)(huo)系統(tong)(tong)與(yu)高架(jia)(jia)火(huo)(huo)炬相同，多個長(chang)明燈(deng)確保安全，不(bu)需(xu)要蒸汽和(he)強制通風，即可達到100％燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)。無論何時，如果火(huo)(huo)炬氣的(de)(de)(de)壓(ya)力不(bu)足，可能(neng)(neng)需(xu)要少量(liang)的(de)(de)(de)蒸汽。燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)室周(zhou)圍安裝(zhuang)垂直金(jin)(jin)屬圍欄(lan)(lan)，此吸熱圍欄(lan)(lan)將地(di)面(mian)(mian)(mian)熱輻射(she)(she)隔離在內(nei)，使其不(bu)向四周(zhou)擴散(san)，圍欄(lan)(lan)外(wai)面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)輻射(she)(she)熱低于1.6kW／㎡。地(di)面(mian)(mian)(mian)火(huo)(huo)炬的(de)(de)(de)主(zhu)要部(bu)(bu)(bu)件(jian)包括：多點的(de)(de)(de)火(huo)(huo)炬燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)；長(chang)明燈(deng)、排放點火(huo)(huo)器(qi)(qi)和(he)火(huo)(huo)焰檢測器(qi)(qi)；支持結(jie)(jie)構和(he)輔助(zhu)設(she)(she)備(bei)；分液(ye)罐；液(ye)體密封(feng)；管(guan)道系統(tong)(tong)；輔助(zhu)設(she)(she)備(bei)。地(di)面(mian)(mian)(mian)火(huo)(huo)炬不(bu)能(neng)(neng)用于有(you)(you)毒(du)物質(zhi)的(de)(de)(de)焚燒(shao)(shao)(shao)。地(di)面(mian)(mian)(mian)火(huo)(huo)炬周(zhou)圍最小無障礙區(qu)的(de)(de)(de)半徑為76～152m，且應(ying)設(she)(she)圍墻以(yi)確保安全。
高(gao)架(jia)(jia)火(huo)炬(ju)(ju)即采用(yong)豎立的(de)火(huo)炬(ju)(ju)筒(tong)體將燃燒(shao)器（又稱(cheng)火(huo)炬(ju)(ju)頭）高(gao)架(jia)(jia)于(yu)空中，火(huo)炬(ju)(ju)氣通過火(huo)炬(ju)(ju)筒(tong)體進入燃燒(shao)器，燃燒(shao)后(hou)的(de)煙氣直接(jie)進入空氣中，隨氣流擴散(san)至(zhi)遠處。根據火(huo)炬(ju)(ju)筒(tong)體的(de)支撐形(xing)式，高(gao)架(jia)(jia)火(huo)炬(ju)(ju)又可分為(wei)塔架(jia)(jia)式、半塔架(jia)(jia)式、自支撐式、拉(la)線式，如(ru)圖2.42所示。高(gao)架(jia)(jia)火(huo)炬(ju)(ju)主要(yao)包括分液罐（也稱(cheng)排放罐，有(you)(you)的(de)火(huo)炬(ju)(ju)系統不止一(yi)個(ge)）、密(mi)封(feng)(feng)罐（大多用(yong)水(shui)封(feng)(feng)，稱(cheng)為(wei)水(shui)封(feng)(feng)罐）、火(huo)炬(ju)(ju)收集管線、火(huo)炬(ju)(ju)筒(tong)體、火(huo)炬(ju)(ju)頭、氣體密(mi)封(feng)(feng)、長(chang)明(ming)燈(deng)及監(jian)測長(chang)明(ming)燈(deng)的(de)熱電器、清煙裝置、航標指示燈(deng)、點(dian)火(huo)設施、監(jian)視(shi)電視(shi)（一(yi)般離火(huo)炬(ju)(ju)有(you)(you)一(yi)定距離）。
高(gao)(gao)架(jia)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)和(he)地(di)面火(huo)(huo)炬(ju)(ju)的區(qu)別：地(di)面火(huo)(huo)炬(ju)(ju)處(chu)理(li)量比(bi)高(gao)(gao)架(jia)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)小，不能(neng)燃燒有毒(du)氣體。地(di)面火(huo)(huo)炬(ju)(ju)開(kai)啟過早(zao)會(hui)產生(sheng)回火(huo)(huo)現象，開(kai)啟過晚會(hui)造(zao)成(cheng)憋壓。高(gao)(gao)架(jia)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)由于火(huo)(huo)炬(ju)(ju)氣出口速度較(jiao)快(kuai)，其燃燒所產生(sheng)的噪聲是無(wu)法避免的。高(gao)(gao)架(jia)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)在放空燃燒時，火(huo)(huo)炬(ju)(ju)頭處(chu)所產生(sheng)巨大火(huo)(huo)焰造(zao)成(cheng)的熱輻射(she)對高(gao)(gao)架(jia)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)附近的工作人員(yuan)及設備有很大的影(ying)響(xiang)。環保方(fang)(fang)面看(kan)，地(di)面火(huo)(huo)炬(ju)(ju)比(bi)高(gao)(gao)架(jia)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)好，從投資及維(wei)護方(fang)(fang)面來看(kan)，地(di)面火(huo)(huo)炬(ju)(ju)成(cheng)本較(jiao)高(gao)(gao)，但是運(yun)行成(cheng)本低(di)且(qie)維(wei)修方(fang)(fang)便。
高架火炬典型工藝流(liu)程示意圖(tu)見圖(tu)2.43。
2．火(huo)炬系統(tong)的設計
①. 不(bu)同處理的介質和不(bu)同工作(zuo)條件(jian)有不(bu)同的火炬系統
在開(kai)車、正(zheng)常運(yun)行(xing)、停車和(he)事(shi)故時(shi)排放(fang)的(de)(de)氣體均要送火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)處(chu)理(li)。以各種(zhong)情況下最大排放(fang)量(liang)來進行(xing)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)系統處(chu)理(li)能力的(de)(de)設計，同時(shi)要保證(zheng)在一(yi)(yi)個寬(kuan)的(de)(de)流量(liang)范圍(wei)內(nei)系統運(yun)行(xing)良好(hao)。火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)系統本身要保證(zheng)生產(chan)(chan)裝置(zhi)(zhi)安(an)全運(yun)行(xing)，并應考(kao)慮對環境(jing)的(de)(de)影(ying)響(xiang)，消除和(he)盡量(liang)減少(shao)對大氣的(de)(de)污染、噪聲等(deng)。當兩火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)集(ji)中(zhong)布置(zhi)(zhi)時(shi)，火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)的(de)(de)間距應使(shi)一(yi)(yi)個火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)燃燒最大氣量(liang)時(shi)所產(chan)(chan)生的(de)(de)輻射熱，不(bu)影(ying)響(xiang)另一(yi)(yi)個火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)檢修(xiu)工作的(de)(de)進行(xing)。火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)的(de)(de)防(fang)空標(biao)志和(he)燈光保護應按(an)有關(guan)規(gui)定執行(xing)。
②. 安全閥和控制閥的排放系統管道
安全(quan)閥(fa)和(he)控(kong)制(zhi)閥(fa)排放(fang)系(xi)統按(an)有關(guan)規(gui)定來(lai)設計。該排放(fang)系(xi)統若與火(huo)炬(ju)系(xi)統相連(lian)，其管(guan)道(dao)材質(zhi)不能低于碳鋼，對于可能產生低溫和(he)高溫的(de)(de)部分(fen)要做應(ying)力分(fen)析計算，選用適(shi)宜的(de)(de)材質(zhi)和(he)進行相應(ying)的(de)(de)加工處理。排放(fang)管(guan)道(dao)最好(hao)從(cong)上方與火(huo)炬(ju)系(xi)統總管(guan)45°相連(lian)，以(yi)免產生排氣(qi)、排液(ye)死角。
③. 火炬(ju)總(zong)管(guan)到分(fen)離(li)器要有一(yi)定坡度以便排(pai)液，坡向分(fen)離(li)器坡度不小于(yu)2‰，對(dui)于(yu)排(pai)液死角要設排(pai)液口并將排(pai)出液回收儲存。
④. 要考慮溫度對管(guan)(guan)(guan)路(lu)的影響，設置溫度補償的膨脹(zhang)節，一般用(yong)環形的，特殊情(qing)況(kuang)下用(yong)波(bo)紋形膨脹(zhang)器。如果總管(guan)(guan)(guan)與(yu)(yu)總管(guan)(guan)(guan)相接或總管(guan)(guan)(guan)與(yu)(yu)支(zhi)管(guan)(guan)(guan)相接，其接頭處(chu)材(cai)質(zhi)取兩者(zhe)(zhe)材(cai)質(zhi)高者(zhe)(zhe)，且其長(chang)度在接頭處(chu)上游至少要有5m。
⑤. 為避免(mian)火(huo)炬(ju)系統(tong)發生內爆炸或(huo)產生其(qi)他不安全(quan)因素(su)，火(huo)炬(ju)氣(qi)(qi)總(zong)管(guan)(guan)的(de)上(shang)游最(zui)遠端(duan)設(she)(she)有(you)固定的(de)吹掃(sao)設(she)(she)施(shi)，該吹掃(sao)設(she)(she)施(shi)包括一個流量計(ji)、一個止回閥和一個手(shou)動調節閥門(men)。所有(you)的(de)火(huo)炬(ju)總(zong)管(guan)(guan)都應設(she)(she)氮氣(qi)(qi)吹掃(sao)用(yong)(yong)軟管(guan)(guan)接口。常(chang)用(yong)(yong)的(de)吹掃(sao)氣(qi)(qi)首選為可(ke)燃氣(qi)(qi)體(ti)（如燃料(liao)氣(qi)(qi)），但對于低(di)(di)溫管(guan)(guan)線(xian)，吹掃(sao)氣(qi)(qi)在最(zui)低(di)(di)溫度時(shi)應不發生部分或(huo)全(quan)部冷(leng)凝，對此(ci)一般采用(yong)(yong)氮氣(qi)(qi)吹掃(sao)。
⑥. 火炬氣分離罐（分液罐）
每根(gen)火(huo)炬(ju)排放(fang)氣總(zong)管(guan)(guan)都應(ying)(ying)設分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)罐(guan)，用(yong)(yong)以分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)氣體夾帶的液(ye)滴或可能發生(sheng)的兩相流(liu)中的液(ye)相。為(wei)(wei)(wei)防止產生(sheng)“火(huo)雨(yu)”，分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)罐(guan)的分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)能力(li)為(wei)(wei)(wei)至少將不小(xiao)于400μm的液(ye)滴分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)下來(lai)，最好(hao)將不小(xiao)于150μm的液(ye)滴也分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)下來(lai)，盡(jin)量(liang)減(jian)少液(ye)滴夾帶。分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)罐(guan)選用(yong)(yong)直徑一(yi)般為(wei)(wei)(wei)其長度的1／3～1／2，并為(wei)(wei)(wei)火(huo)炬(ju)總(zong)管(guan)(guan)尺寸(cun)的3～4.5倍(bei)。分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)罐(guan)的尺寸(cun)是以排放(fang)物流(liu)中最大排液(ye)量(liang)計(ji)算，儲存10～30min的排液(ye)量(liang)，一(yi)般取(qu)20min。如(ru)果已(yi)另(ling)外設置了(le)單獨的液(ye)相收(shou)集系(xi)統，或者在(zai)最大火(huo)炬(ju)負荷的緊急(ji)情況下也不會有(you)大量(liang)的兩相流(liu)排出，此時可以讓排放(fang)物流(liu)不經分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)罐(guan)，只設一(yi)個(ge)與液(ye)體收(shou)集系(xi)統相連的集液(ye)管(guan)(guan)就可以了(le)。有(you)的項目(mu)火(huo)炬(ju)氣分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)罐(guan)（分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)液(ye)罐(guan)）為(wei)(wei)(wei)臥式，有(you)的項目(mu)為(wei)(wei)(wei)立式，分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)罐(guan)（分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)液(ye)罐(guan)）的布置高(gao)度影(ying)響(xiang)著(zhu)整(zheng)個(ge)裝置管(guan)(guan)廊的布置高(gao)度，在(zai)配管(guan)(guan)設計(ji)時，應(ying)(ying)盡(jin)量(liang)降低分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)罐(guan)的布置高(gao)度。
⑦. 火炬氣水封(feng)罐
水(shui)封罐的(de)作用是(shi)防(fang)止(zhi)回火(huo)(huo)現象的(de)發生（防(fang)止(zhi)回火(huo)(huo)的(de)設(she)施(shi)還有(you)速度(du)(du)封、分子封等(deng)），假設(she)發生回火(huo)(huo)，火(huo)(huo)焰通過火(huo)(huo)炬氣出口(kou)(kou)進入(ru)水(shui)封罐后因(yin)(yin)為(wei)入(ru)口(kou)(kou)管(guan)(guan)(guan)道在水(shui)面以下，因(yin)(yin)此杜絕了火(huo)(huo)焰的(de)繼續傳播。火(huo)(huo)炬氣水(shui)封罐有(you)溢流(liu)管(guan)(guan)(guan)，據API 521和SH 3009要(yao)(yao)求(qiu)，溢流(liu)管(guan)(guan)(guan)的(de)水(shui)封高度(du)(du)應大于等(deng)于1.75倍(bei)水(shui)封罐內(nei)氣相(xiang)空間的(de)最大操作壓力（表(biao)壓），溢流(liu)管(guan)(guan)(guan)口(kou)(kou)徑(jing)最小(xiao)為(wei)DN50，其高點處(chu)管(guan)(guan)(guan)道下部(bu)內(nei)表(biao)面應與要(yao)(yao)求(qiu)的(de)水(shui)封液(ye)面處(chu)于同一高度(du)(du)。圖2.44所示為(wei)某布置的(de)高差要(yao)(yao)求(qiu)。如果溢流(liu)管(guan)(guan)(guan)布置偏(pian)高，則水(shui)封罐偏(pian)高，導致水(shui)封罐連接的(de)火(huo)(huo)炬管(guan)(guan)(guan)偏(pian)高，導致長距離管(guan)(guan)(guan)廊(lang)偏(pian)高等(deng)。
