1. 裝(zhuang)置簡介
火(huo)(huo)炬是處(chu)理石油化工廠、煉油廠當發生事(shi)故時或在正常(chang)生產中(zhong)排放大(da)量易(yi)燃、有(you)毒、有(you)腐蝕性氣體用的。火(huo)(huo)炬形式可分為高空火(huo)(huo)炬和地面火(huo)(huo)炬。火(huo)(huo)炬形式的選擇應根(gen)據火(huo)(huo)炬系統的設計(ji)處(chu)理量、項(xiang)目(mu)所在地的總(zong)圖布置以及環境保護的要求等(deng)因素確定。
地(di)面(mian)火(huo)(huo)(huo)炬系(xi)統由火(huo)(huo)(huo)炬的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)內外(wai)設(she)(she)備組成(cheng)，火(huo)(huo)(huo)炬的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)內部(bu)有(you)(you)成(cheng)排的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)高壓燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)器(qi)(qi)(qi)和低壓燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)器(qi)(qi)(qi)，所(suo)有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)火(huo)(huo)(huo)炬管(guan)線(xian)埋在地(di)面(mian)下以(yi)避免燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)過(guo)(guo)程中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱輻(fu)(fu)(fu)射；圍(wei)墻將燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)器(qi)(qi)(qi)與外(wai)部(bu)輔助(zhu)設(she)(she)備分(fen)隔(ge)開(kai)，考慮到(dao)空(kong)氣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)流進，金屬圍(wei)欄的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)底部(bu)被架(jia)(jia)空(kong)，但(dan)仍可(ke)(ke)以(yi)通(tong)(tong)過(guo)(guo)在圍(wei)欄的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)支撐結構(gou)上增加(jia)面(mian)板來(lai)屏蔽掉熱量。每(mei)個(ge)燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)室的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)設(she)(she)計原理相(xiang)同，每(mei)級燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)操(cao)作通(tong)(tong)過(guo)(guo)壓力(li)來(lai)控制，利用緊閉切斷蝶(die)閥開(kai)／關(guan)來(lai)達(da)(da)到(dao)分(fen)級燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)，通(tong)(tong)過(guo)(guo)使用釋壓裝置如(ru)防爆閥或防爆針以(yi)保證安(an)(an)全(quan)。每(mei)一(yi)級設(she)(she)有(you)(you)兩個(ge)長明燈，點火(huo)(huo)(huo)系(xi)統與高架(jia)(jia)火(huo)(huo)(huo)炬相(xiang)同，多(duo)個(ge)長明燈確保安(an)(an)全(quan)，不(bu)(bu)需(xu)要蒸(zheng)汽和強(qiang)制通(tong)(tong)風，即可(ke)(ke)達(da)(da)到(dao)100％燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)。無論何時，如(ru)果火(huo)(huo)(huo)炬氣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)壓力(li)不(bu)(bu)足，可(ke)(ke)能(neng)需(xu)要少量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)蒸(zheng)汽。燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)室周(zhou)圍(wei)安(an)(an)裝垂(chui)直金屬圍(wei)欄，此吸熱圍(wei)欄將地(di)面(mian)熱輻(fu)(fu)(fu)射隔(ge)離在內，使其不(bu)(bu)向四周(zhou)擴散，圍(wei)欄外(wai)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)輻(fu)(fu)(fu)射熱低于(yu)1.6kW／㎡。地(di)面(mian)火(huo)(huo)(huo)炬的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主要部(bu)件包(bao)括(kuo)：多(duo)點的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)火(huo)(huo)(huo)炬燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)；長明燈、排放點火(huo)(huo)(huo)器(qi)(qi)(qi)和火(huo)(huo)(huo)焰檢測器(qi)(qi)(qi)；支持(chi)結構(gou)和輔助(zhu)設(she)(she)備；分(fen)液罐；液體密封；管(guan)道系(xi)統；輔助(zhu)設(she)(she)備。地(di)面(mian)火(huo)(huo)(huo)炬不(bu)(bu)能(neng)用于(yu)有(you)(you)毒物質的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)焚燒(shao)(shao)(shao)。地(di)面(mian)火(huo)(huo)(huo)炬周(zhou)圍(wei)最(zui)小(xiao)無障礙區(qu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)半(ban)徑為76～152m，且應設(she)(she)圍(wei)墻以(yi)確保安(an)(an)全(quan)。
高(gao)架火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)即采用豎(shu)立的(de)(de)(de)火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)筒體將燃燒器（又(you)稱(cheng)火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)頭）高(gao)架于空(kong)中(zhong)(zhong)，火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)氣(qi)通過火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)筒體進入(ru)燃燒器，燃燒后(hou)的(de)(de)(de)煙氣(qi)直(zhi)接進入(ru)空(kong)氣(qi)中(zhong)(zhong)，隨氣(qi)流擴散至遠處。根據火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)筒體的(de)(de)(de)支撐形式(shi)，高(gao)架火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)又(you)可分為(wei)塔架式(shi)、半塔架式(shi)、自支撐式(shi)、拉(la)線式(shi)，如圖(tu)2.42所示。高(gao)架火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)主要包括分液罐(guan)（也稱(cheng)排放罐(guan)，有的(de)(de)(de)火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)系(xi)統不(bu)止一(yi)個）、密(mi)封罐(guan)（大多用水(shui)封，稱(cheng)為(wei)水(shui)封罐(guan)）、火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)收集管線、火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)筒體、火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)頭、氣(qi)體密(mi)封、長明(ming)燈及(ji)監(jian)測長明(ming)燈的(de)(de)(de)熱電器、清(qing)煙裝置、航標指示燈、點(dian)火(huo)(huo)(huo)(huo)設施、監(jian)視電視（一(yi)般(ban)離火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)有一(yi)定距(ju)離）。
高(gao)架(jia)(jia)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)和地(di)(di)面(mian)(mian)(mian)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)區別：地(di)(di)面(mian)(mian)(mian)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)處理量比(bi)(bi)高(gao)架(jia)(jia)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)小，不能燃燒(shao)有(you)毒(du)氣(qi)體。地(di)(di)面(mian)(mian)(mian)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)開(kai)啟過早會產生回火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)現象(xiang)，開(kai)啟過晚會造(zao)成憋壓。高(gao)架(jia)(jia)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)由(you)于火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)氣(qi)出(chu)口速度(du)較(jiao)快(kuai)，其燃燒(shao)所產生的(de)噪聲是(shi)無(wu)法避免的(de)。高(gao)架(jia)(jia)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)在放(fang)空燃燒(shao)時，火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)頭處所產生巨大火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)焰造(zao)成的(de)熱輻射對高(gao)架(jia)(jia)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)附近的(de)工(gong)作人(ren)員及(ji)(ji)設備有(you)很大的(de)影響。環保方(fang)面(mian)(mian)(mian)看，地(di)(di)面(mian)(mian)(mian)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)比(bi)(bi)高(gao)架(jia)(jia)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)好，從投資及(ji)(ji)維護方(fang)面(mian)(mian)(mian)來看，地(di)(di)面(mian)(mian)(mian)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)成本較(jiao)高(gao)，但(dan)是(shi)運行成本低且維修方(fang)便。
高(gao)架火炬典型工藝流(liu)程示意圖見(jian)圖2.43。
2．火(huo)炬系(xi)統的設計
①. 不(bu)(bu)同處(chu)理(li)的(de)介質和(he)不(bu)(bu)同工(gong)作條件有不(bu)(bu)同的(de)火炬系統
在(zai)開(kai)車、正(zheng)常運行、停車和事故時(shi)排放的氣(qi)體(ti)均要(yao)送火炬(ju)(ju)(ju)(ju)處理。以(yi)各種情況下(xia)最(zui)大(da)排放量(liang)來進行火炬(ju)(ju)(ju)(ju)系(xi)統處理能(neng)力(li)的設計，同時(shi)要(yao)保證在(zai)一(yi)個寬的流量(liang)范圍(wei)內系(xi)統運行良好。火炬(ju)(ju)(ju)(ju)系(xi)統本身要(yao)保證生(sheng)(sheng)產裝置安全運行，并應考慮對環(huan)境的影響，消除(chu)和盡量(liang)減少對大(da)氣(qi)的污染、噪(zao)聲等。當兩火炬(ju)(ju)(ju)(ju)集中布置時(shi)，火炬(ju)(ju)(ju)(ju)的間距應使(shi)一(yi)個火炬(ju)(ju)(ju)(ju)燃燒最(zui)大(da)氣(qi)量(liang)時(shi)所產生(sheng)(sheng)的輻射熱(re)，不影響另一(yi)個火炬(ju)(ju)(ju)(ju)檢修工(gong)作的進行。火炬(ju)(ju)(ju)(ju)的防空(kong)標志(zhi)和燈光保護應按有關規定(ding)執行。
②. 安全閥和控制閥的排放(fang)系統管道
安全閥和(he)控制閥排放(fang)系(xi)統按有關規(gui)定來(lai)設計。該(gai)排放(fang)系(xi)統若與(yu)火(huo)炬(ju)系(xi)統相連，其(qi)管道材(cai)質不能(neng)低于(yu)碳鋼，對于(yu)可能(neng)產生低溫和(he)高溫的(de)部分(fen)要做應力(li)分(fen)析計算，選用適宜的(de)材(cai)質和(he)進行相應的(de)加工處(chu)理。排放(fang)管道最好從上方與(yu)火(huo)炬(ju)系(xi)統總管45°相連，以免產生排氣、排液死(si)角(jiao)。
③. 火炬總管到分離(li)器要有(you)一(yi)定(ding)坡(po)度(du)以便排(pai)液(ye)，坡(po)向(xiang)分離(li)器坡(po)度(du)不小于2‰，對于排(pai)液(ye)死角要設排(pai)液(ye)口并(bing)將排(pai)出液(ye)回(hui)收儲存。
④. 要考慮溫度(du)對(dui)管路的(de)影(ying)響，設(she)置溫度(du)補(bu)償的(de)膨脹節(jie)，一般(ban)用(yong)環形(xing)的(de)，特(te)殊情況(kuang)下用(yong)波紋形(xing)膨脹器。如果總(zong)管與(yu)總(zong)管相(xiang)接或總(zong)管與(yu)支管相(xiang)接，其接頭處材(cai)(cai)質取(qu)兩者材(cai)(cai)質高者，且其長度(du)在(zai)接頭處上(shang)游至少要有5m。
⑤. 為避(bi)免火炬(ju)系統發生(sheng)內爆炸或產生(sheng)其(qi)他不(bu)安全因(yin)素，火炬(ju)氣(qi)總管(guan)(guan)的(de)上游最遠(yuan)端設有固定(ding)的(de)吹(chui)(chui)掃(sao)設施(shi)，該吹(chui)(chui)掃(sao)設施(shi)包括(kuo)一個流量計、一個止回閥(fa)和一個手動調(diao)節閥(fa)門。所有的(de)火炬(ju)總管(guan)(guan)都應設氮氣(qi)吹(chui)(chui)掃(sao)用軟管(guan)(guan)接口(kou)。常用的(de)吹(chui)(chui)掃(sao)氣(qi)首選為可(ke)燃(ran)氣(qi)體（如(ru)燃(ran)料氣(qi)），但對于低溫管(guan)(guan)線，吹(chui)(chui)掃(sao)氣(qi)在最低溫度時應不(bu)發生(sheng)部(bu)分或全部(bu)冷凝，對此一般(ban)采用氮氣(qi)吹(chui)(chui)掃(sao)。
⑥. 火炬氣分(fen)離罐(guan)（分(fen)液罐(guan)）
每根火(huo)炬(ju)排(pai)放(fang)(fang)氣(qi)總管(guan)(guan)都(dou)應設分(fen)離(li)(li)罐(guan)(guan)，用(yong)以(yi)分(fen)離(li)(li)氣(qi)體(ti)(ti)夾(jia)帶的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)液(ye)滴(di)(di)或(huo)可能(neng)發(fa)生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)兩相(xiang)流中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)液(ye)相(xiang)。為(wei)防止產生“火(huo)雨”，分(fen)離(li)(li)罐(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)離(li)(li)能(neng)力為(wei)至少將不小于400μm的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)液(ye)滴(di)(di)分(fen)離(li)(li)下來(lai)，最好將不小于150μm的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)液(ye)滴(di)(di)也分(fen)離(li)(li)下來(lai)，盡量(liang)減(jian)少液(ye)滴(di)(di)夾(jia)帶。分(fen)離(li)(li)罐(guan)(guan)選用(yong)直(zhi)徑一(yi)(yi)般(ban)為(wei)其(qi)長度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)1／3～1／2，并(bing)為(wei)火(huo)炬(ju)總管(guan)(guan)尺(chi)寸(cun)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)3～4.5倍。分(fen)離(li)(li)罐(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)尺(chi)寸(cun)是(shi)以(yi)排(pai)放(fang)(fang)物流中(zhong)最大排(pai)液(ye)量(liang)計(ji)算(suan)，儲(chu)存10～30min的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)排(pai)液(ye)量(liang)，一(yi)(yi)般(ban)取20min。如(ru)果已另外設置(zhi)了單(dan)獨的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)液(ye)相(xiang)收(shou)(shou)集系統(tong)，或(huo)者在最大火(huo)炬(ju)負荷的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)緊急情況下也不會(hui)有大量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)兩相(xiang)流排(pai)出(chu)，此時(shi)可以(yi)讓排(pai)放(fang)(fang)物流不經分(fen)離(li)(li)罐(guan)(guan)，只設一(yi)(yi)個與(yu)液(ye)體(ti)(ti)收(shou)(shou)集系統(tong)相(xiang)連的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)集液(ye)管(guan)(guan)就可以(yi)了。有的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)項(xiang)(xiang)目(mu)火(huo)炬(ju)氣(qi)分(fen)離(li)(li)罐(guan)(guan)（分(fen)液(ye)罐(guan)(guan)）為(wei)臥式，有的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)項(xiang)(xiang)目(mu)為(wei)立式，分(fen)離(li)(li)罐(guan)(guan)（分(fen)液(ye)罐(guan)(guan)）的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)布置(zhi)高度影(ying)響著整個裝置(zhi)管(guan)(guan)廊的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)布置(zhi)高度，在配管(guan)(guan)設計(ji)時(shi)，應盡量(liang)降低分(fen)離(li)(li)罐(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)布置(zhi)高度。
⑦. 火炬氣水封罐(guan)
水封(feng)罐的(de)作用是防(fang)止回(hui)火(huo)現象的(de)發(fa)生（防(fang)止回(hui)火(huo)的(de)設(she)施(shi)還有(you)速(su)度封(feng)、分子封(feng)等(deng)），假設(she)發(fa)生回(hui)火(huo)，火(huo)焰(yan)通(tong)過火(huo)炬(ju)氣出(chu)口進(jin)入(ru)水封(feng)罐后因為(wei)入(ru)口管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)道在水面(mian)以下，因此杜絕了火(huo)焰(yan)的(de)繼續傳播。火(huo)炬(ju)氣水封(feng)罐有(you)溢(yi)流(liu)(liu)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)，據(ju)API 521和(he)SH 3009要(yao)求(qiu)，溢(yi)流(liu)(liu)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)水封(feng)高(gao)(gao)度應大于(yu)等(deng)于(yu)1.75倍水封(feng)罐內氣相空間的(de)最大操作壓力（表(biao)壓），溢(yi)流(liu)(liu)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)口徑最小為(wei)DN50，其高(gao)(gao)點處管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)道下部(bu)內表(biao)面(mian)應與(yu)要(yao)求(qiu)的(de)水封(feng)液面(mian)處于(yu)同(tong)一高(gao)(gao)度。圖2.44所示(shi)為(wei)某布(bu)置的(de)高(gao)(gao)差要(yao)求(qiu)。如果溢(yi)流(liu)(liu)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)布(bu)置偏(pian)(pian)高(gao)(gao)，則水封(feng)罐偏(pian)(pian)高(gao)(gao)，導(dao)(dao)致水封(feng)罐連接的(de)火(huo)炬(ju)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)偏(pian)(pian)高(gao)(gao)，導(dao)(dao)致長距離管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)廊偏(pian)(pian)高(gao)(gao)等(deng)。
