1. 裝置簡(jian)介(jie)
火(huo)(huo)炬(ju)(ju)是處理(li)(li)石油化工廠(chang)、煉油廠(chang)當發生事故時或在正(zheng)常生產中排放大量(liang)易燃、有毒、有腐蝕性氣體(ti)用的(de)。火(huo)(huo)炬(ju)(ju)形式可(ke)分(fen)為高空(kong)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)和地面火(huo)(huo)炬(ju)(ju)。火(huo)(huo)炬(ju)(ju)形式的(de)選擇應根據火(huo)(huo)炬(ju)(ju)系(xi)統(tong)的(de)設(she)計處理(li)(li)量(liang)、項(xiang)目所在地的(de)總圖布置以及環境保護的(de)要(yao)求等因素確定。
地面火炬(ju)(ju)系統由火炬(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)內(nei)外(wai)(wai)設(she)(she)備(bei)組成(cheng)(cheng)，火炬(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)內(nei)部(bu)有成(cheng)(cheng)排的(de)(de)(de)(de)高(gao)壓燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)器(qi)(qi)和低(di)壓燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)器(qi)(qi)，所有的(de)(de)(de)(de)火炬(ju)(ju)管(guan)線(xian)埋在(zai)地面下以(yi)避免(mian)燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)過(guo)程中的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)輻射；圍(wei)(wei)墻將燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)器(qi)(qi)與外(wai)(wai)部(bu)輔助設(she)(she)備(bei)分隔開，考慮到(dao)空氣的(de)(de)(de)(de)流進，金屬圍(wei)(wei)欄(lan)(lan)的(de)(de)(de)(de)底部(bu)被架空，但仍可以(yi)通(tong)(tong)過(guo)在(zai)圍(wei)(wei)欄(lan)(lan)的(de)(de)(de)(de)支(zhi)撐結構上增加面板來(lai)(lai)屏蔽掉熱(re)(re)量。每個燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)室的(de)(de)(de)(de)設(she)(she)計原(yuan)理(li)相同，每級燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)操作通(tong)(tong)過(guo)壓力來(lai)(lai)控制，利(li)用(yong)緊閉切(qie)斷蝶閥開／關來(lai)(lai)達到(dao)分級燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)，通(tong)(tong)過(guo)使(shi)用(yong)釋壓裝置如(ru)防爆(bao)閥或(huo)防爆(bao)針以(yi)保(bao)證安(an)全(quan)。每一(yi)級設(she)(she)有兩個長明燈，點(dian)火系統與高(gao)架火炬(ju)(ju)相同，多(duo)個長明燈確(que)保(bao)安(an)全(quan)，不需要(yao)蒸汽和強(qiang)制通(tong)(tong)風，即(ji)可達到(dao)100％燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)。無論何時，如(ru)果火炬(ju)(ju)氣的(de)(de)(de)(de)壓力不足，可能需要(yao)少量的(de)(de)(de)(de)蒸汽。燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)室周圍(wei)(wei)安(an)裝垂直金屬圍(wei)(wei)欄(lan)(lan)，此吸熱(re)(re)圍(wei)(wei)欄(lan)(lan)將地面熱(re)(re)輻射隔離在(zai)內(nei)，使(shi)其不向四(si)周擴散，圍(wei)(wei)欄(lan)(lan)外(wai)(wai)面的(de)(de)(de)(de)輻射熱(re)(re)低(di)于(yu)1.6kW／㎡。地面火炬(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)主要(yao)部(bu)件(jian)包括：多(duo)點(dian)的(de)(de)(de)(de)火炬(ju)(ju)燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)；長明燈、排放點(dian)火器(qi)(qi)和火焰(yan)檢(jian)測器(qi)(qi)；支(zhi)持(chi)結構和輔助設(she)(she)備(bei)；分液罐；液體密封；管(guan)道系統；輔助設(she)(she)備(bei)。地面火炬(ju)(ju)不能用(yong)于(yu)有毒(du)物質(zhi)的(de)(de)(de)(de)焚(fen)燒(shao)(shao)(shao)(shao)。地面火炬(ju)(ju)周圍(wei)(wei)最(zui)小無障(zhang)礙區的(de)(de)(de)(de)半徑為(wei)76～152m，且應設(she)(she)圍(wei)(wei)墻以(yi)確(que)保(bao)安(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)(ti)將(jiang)燃(ran)燒(shao)器（又稱(cheng)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)頭）高(gao)架(jia)于空中，火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)氣通過(guo)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)筒(tong)體(ti)(ti)進(jin)入燃(ran)燒(shao)器，燃(ran)燒(shao)后的(de)煙氣直(zhi)接進(jin)入空氣中，隨氣流擴散至遠處。根據火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)筒(tong)體(ti)(ti)的(de)支(zhi)(zhi)撐形式，高(gao)架(jia)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)又可(ke)分為(wei)塔架(jia)式、半塔架(jia)式、自支(zhi)(zhi)撐式、拉線式，如圖(tu)2.42所示。高(gao)架(jia)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)主要包括分液罐(guan)（也稱(cheng)排放罐(guan)，有(you)的(de)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)系統不(bu)止一個）、密(mi)封罐(guan)（大多用(yong)水封，稱(cheng)為(wei)水封罐(guan)）、火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)收集(ji)管(guan)線、火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)筒(tong)體(ti)(ti)、火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)頭、氣體(ti)(ti)密(mi)封、長明(ming)燈及監(jian)測長明(ming)燈的(de)熱電器、清煙裝置、航標指示燈、點火(huo)(huo)(huo)設(she)施、監(jian)視電視（一般(ban)離火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)有(you)一定(ding)距(ju)離）。
高(gao)(gao)架(jia)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)和地面(mian)(mian)(mian)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)的(de)區別：地面(mian)(mian)(mian)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)處(chu)理量比高(gao)(gao)架(jia)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)小，不(bu)能燃(ran)燒有毒氣(qi)體。地面(mian)(mian)(mian)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)開啟(qi)過早會產生(sheng)(sheng)回火(huo)(huo)(huo)現象(xiang)，開啟(qi)過晚會造(zao)成憋壓。高(gao)(gao)架(jia)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)由于火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)氣(qi)出口速度(du)較快，其燃(ran)燒所產生(sheng)(sheng)的(de)噪聲(sheng)是(shi)無法避免的(de)。高(gao)(gao)架(jia)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)在放(fang)空燃(ran)燒時，火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)頭(tou)處(chu)所產生(sheng)(sheng)巨大(da)火(huo)(huo)(huo)焰造(zao)成的(de)熱輻射(she)對高(gao)(gao)架(jia)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)附近的(de)工作人(ren)員及(ji)設備(bei)有很(hen)大(da)的(de)影響。環保方面(mian)(mian)(mian)看(kan)，地面(mian)(mian)(mian)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)比高(gao)(gao)架(jia)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)好，從投(tou)資及(ji)維護方面(mian)(mian)(mian)來看(kan)，地面(mian)(mian)(mian)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)成本較高(gao)(gao)，但是(shi)運行(xing)成本低且維修方便。
高架(jia)火炬典型(xing)工(gong)藝流程(cheng)示意圖見(jian)圖2.43。
2．火(huo)炬系(xi)統的設(she)計
①. 不(bu)同處理(li)的介質和不(bu)同工作條件有不(bu)同的火(huo)炬系統
在開車、正常運行(xing)(xing)、停車和事故(gu)時(shi)排放的(de)氣體均要(yao)送火(huo)(huo)(huo)(huo)炬處理。以各種(zhong)情況下最(zui)大(da)排放量(liang)(liang)來進行(xing)(xing)火(huo)(huo)(huo)(huo)炬系統處理能力(li)的(de)設計，同(tong)時(shi)要(yao)保(bao)證(zheng)在一個寬的(de)流量(liang)(liang)范圍內(nei)系統運行(xing)(xing)良好(hao)。火(huo)(huo)(huo)(huo)炬系統本(ben)身要(yao)保(bao)證(zheng)生產裝置安全運行(xing)(xing)，并應考(kao)慮對(dui)環境的(de)影(ying)(ying)響，消(xiao)除(chu)和盡量(liang)(liang)減(jian)少對(dui)大(da)氣的(de)污染、噪聲等。當(dang)兩火(huo)(huo)(huo)(huo)炬集中布置時(shi)，火(huo)(huo)(huo)(huo)炬的(de)間距應使一個火(huo)(huo)(huo)(huo)炬燃(ran)燒最(zui)大(da)氣量(liang)(liang)時(shi)所產生的(de)輻射(she)熱，不影(ying)(ying)響另一個火(huo)(huo)(huo)(huo)炬檢修工作的(de)進行(xing)(xing)。火(huo)(huo)(huo)(huo)炬的(de)防(fang)空標志和燈光保(bao)護應按(an)有關(guan)規定(ding)執行(xing)(xing)。
②. 安全(quan)閥和控制(zhi)閥的排放系統管(guan)道
安全閥和控制閥排(pai)(pai)放(fang)系(xi)統(tong)(tong)按有關規(gui)定來(lai)設計(ji)。該(gai)排(pai)(pai)放(fang)系(xi)統(tong)(tong)若與火(huo)炬系(xi)統(tong)(tong)相連，其管道(dao)材(cai)質不(bu)能低(di)(di)于碳鋼，對于可能產生低(di)(di)溫(wen)和高溫(wen)的部分要做(zuo)應(ying)力分析計(ji)算，選(xuan)用適(shi)宜的材(cai)質和進行相應(ying)的加(jia)工處理。排(pai)(pai)放(fang)管道(dao)最(zui)好從上方與火(huo)炬系(xi)統(tong)(tong)總管45°相連，以免產生排(pai)(pai)氣、排(pai)(pai)液死(si)角。
③. 火炬總管到分離(li)器要(yao)有一定(ding)坡度以便排液(ye)，坡向分離(li)器坡度不(bu)小于2‰，對于排液(ye)死角要(yao)設(she)排液(ye)口并將排出液(ye)回收儲存(cun)。
④. 要考慮溫度對管(guan)路的(de)(de)影響(xiang)，設(she)置溫度補(bu)償(chang)的(de)(de)膨脹節，一(yi)般用環形(xing)的(de)(de)，特(te)殊情況下用波紋形(xing)膨脹器。如果(guo)總管(guan)與總管(guan)相接或總管(guan)與支管(guan)相接，其接頭處(chu)材(cai)(cai)質取兩者(zhe)材(cai)(cai)質高者(zhe)，且(qie)其長度在接頭處(chu)上(shang)游(you)至少要有5m。
⑤. 為避免(mian)火炬系統(tong)發生內爆炸或產生其他不安全因素，火炬氣(qi)總(zong)管的(de)(de)上游最遠端設(she)(she)有固定的(de)(de)吹(chui)掃(sao)(sao)設(she)(she)施(shi)，該(gai)吹(chui)掃(sao)(sao)設(she)(she)施(shi)包括一個(ge)流(liu)量計(ji)、一個(ge)止回閥和一個(ge)手動調節閥門。所有的(de)(de)火炬總(zong)管都應(ying)設(she)(she)氮(dan)氣(qi)吹(chui)掃(sao)(sao)用軟管接口。常用的(de)(de)吹(chui)掃(sao)(sao)氣(qi)首選為可燃氣(qi)體(ti)（如燃料氣(qi)），但對(dui)于低溫管線，吹(chui)掃(sao)(sao)氣(qi)在最低溫度時(shi)應(ying)不發生部(bu)分或全部(bu)冷凝，對(dui)此一般采用氮(dan)氣(qi)吹(chui)掃(sao)(sao)。
⑥. 火炬氣分離(li)罐（分液罐）
每根火(huo)炬排(pai)(pai)(pai)放(fang)氣(qi)總管(guan)(guan)(guan)都(dou)應(ying)設分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)罐(guan)，用以(yi)(yi)分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)氣(qi)體夾帶(dai)的(de)(de)(de)(de)(de)液滴或可(ke)(ke)能發(fa)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)兩相流(liu)中的(de)(de)(de)(de)(de)液相。為(wei)防止產(chan)生(sheng)“火(huo)雨”，分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)罐(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)能力(li)為(wei)至少將不(bu)(bu)小(xiao)于400μm的(de)(de)(de)(de)(de)液滴分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)下(xia)來，最好將不(bu)(bu)小(xiao)于150μm的(de)(de)(de)(de)(de)液滴也(ye)分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)下(xia)來，盡量(liang)減少液滴夾帶(dai)。分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)罐(guan)選用直徑(jing)一(yi)(yi)般(ban)(ban)為(wei)其長(chang)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)1／3～1／2，并為(wei)火(huo)炬總管(guan)(guan)(guan)尺寸的(de)(de)(de)(de)(de)3～4.5倍。分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)罐(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)尺寸是(shi)以(yi)(yi)排(pai)(pai)(pai)放(fang)物流(liu)中最大排(pai)(pai)(pai)液量(liang)計(ji)(ji)算(suan)，儲存(cun)10～30min的(de)(de)(de)(de)(de)排(pai)(pai)(pai)液量(liang)，一(yi)(yi)般(ban)(ban)取20min。如果已另外設置(zhi)了單獨的(de)(de)(de)(de)(de)液相收(shou)集(ji)系統，或者在(zai)最大火(huo)炬負荷(he)的(de)(de)(de)(de)(de)緊急情況(kuang)下(xia)也(ye)不(bu)(bu)會有(you)(you)大量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)兩相流(liu)排(pai)(pai)(pai)出，此時(shi)可(ke)(ke)以(yi)(yi)讓排(pai)(pai)(pai)放(fang)物流(liu)不(bu)(bu)經分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)罐(guan)，只設一(yi)(yi)個(ge)(ge)與液體收(shou)集(ji)系統相連(lian)的(de)(de)(de)(de)(de)集(ji)液管(guan)(guan)(guan)就可(ke)(ke)以(yi)(yi)了。有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)(de)項(xiang)目火(huo)炬氣(qi)分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)罐(guan)（分(fen)(fen)(fen)(fen)液罐(guan)）為(wei)臥式，有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)(de)項(xiang)目為(wei)立式，分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)罐(guan)（分(fen)(fen)(fen)(fen)液罐(guan)）的(de)(de)(de)(de)(de)布置(zhi)高(gao)度(du)影(ying)響(xiang)著整個(ge)(ge)裝置(zhi)管(guan)(guan)(guan)廊(lang)的(de)(de)(de)(de)(de)布置(zhi)高(gao)度(du)，在(zai)配(pei)管(guan)(guan)(guan)設計(ji)(ji)時(shi)，應(ying)盡量(liang)降低分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)罐(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)布置(zhi)高(gao)度(du)。
⑦. 火炬氣水封罐
水(shui)封(feng)(feng)罐(guan)的(de)(de)作用是防止(zhi)回火(huo)(huo)現象的(de)(de)發生（防止(zhi)回火(huo)(huo)的(de)(de)設施還有(you)速度(du)(du)封(feng)(feng)、分子封(feng)(feng)等），假(jia)設發生回火(huo)(huo)，火(huo)(huo)焰通過火(huo)(huo)炬(ju)氣出(chu)口(kou)(kou)進(jin)入水(shui)封(feng)(feng)罐(guan)后(hou)因(yin)為(wei)入口(kou)(kou)管(guan)道(dao)在水(shui)面(mian)以(yi)下，因(yin)此杜絕(jue)了火(huo)(huo)焰的(de)(de)繼續傳播。火(huo)(huo)炬(ju)氣水(shui)封(feng)(feng)罐(guan)有(you)溢流(liu)管(guan)，據API 521和(he)SH 3009要求，溢流(liu)管(guan)的(de)(de)水(shui)封(feng)(feng)高(gao)度(du)(du)應(ying)(ying)大于等于1.75倍水(shui)封(feng)(feng)罐(guan)內氣相(xiang)空(kong)間的(de)(de)最大操作壓力（表壓），溢流(liu)管(guan)口(kou)(kou)徑最小為(wei)DN50，其高(gao)點處管(guan)道(dao)下部內表面(mian)應(ying)(ying)與要求的(de)(de)水(shui)封(feng)(feng)液面(mian)處于同一高(gao)度(du)(du)。圖2.44所示為(wei)某布(bu)置的(de)(de)高(gao)差要求。如(ru)果溢流(liu)管(guan)布(bu)置偏高(gao)，則水(shui)封(feng)(feng)罐(guan)偏高(gao)，導致(zhi)水(shui)封(feng)(feng)罐(guan)連接的(de)(de)火(huo)(huo)炬(ju)管(guan)偏高(gao)，導致(zhi)長距離管(guan)廊(lang)偏高(gao)等。
