1. 裝置簡介
火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)是(shi)處理石油化工廠、煉(lian)油廠當發生事故時或在(zai)正(zheng)常生產(chan)中排放大量(liang)易燃、有毒、有腐蝕性氣體用的(de)。火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)形式可(ke)分為高空火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)和地面火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)。火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)形式的(de)選擇應根據(ju)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)系統的(de)設計(ji)處理量(liang)、項(xiang)目所在(zai)地的(de)總(zong)圖布置(zhi)以及環境保護(hu)的(de)要求(qiu)等因(yin)素確定。
地(di)(di)面(mian)(mian)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)系統(tong)由火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)外設(she)(she)備(bei)組成，火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)部(bu)有(you)成排的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高壓(ya)燃燒(shao)(shao)(shao)器和低壓(ya)燃燒(shao)(shao)(shao)器，所有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)管線埋在地(di)(di)面(mian)(mian)下以(yi)(yi)避(bi)免燃燒(shao)(shao)(shao)過(guo)程中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)輻(fu)(fu)射(she)；圍(wei)(wei)墻(qiang)將燃燒(shao)(shao)(shao)器與外部(bu)輔助(zhu)(zhu)設(she)(she)備(bei)分(fen)隔開(kai)，考慮(lv)到(dao)空(kong)氣(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)流(liu)進，金屬圍(wei)(wei)欄(lan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)底部(bu)被架空(kong)，但仍可(ke)(ke)以(yi)(yi)通(tong)過(guo)在圍(wei)(wei)欄(lan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)支撐結構(gou)上增(zeng)加面(mian)(mian)板(ban)來屏(ping)蔽掉熱(re)(re)(re)量。每個(ge)燃燒(shao)(shao)(shao)室的(de)(de)(de)(de)(de)(de)設(she)(she)計原理相同(tong)，每級燃燒(shao)(shao)(shao)器的(de)(de)(de)(de)(de)(de)操作通(tong)過(guo)壓(ya)力來控制(zhi)，利用(yong)緊(jin)閉切斷蝶閥開(kai)／關來達(da)到(dao)分(fen)級燃燒(shao)(shao)(shao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，通(tong)過(guo)使(shi)用(yong)釋壓(ya)裝置如防(fang)(fang)爆閥或防(fang)(fang)爆針以(yi)(yi)保(bao)證安全(quan)。每一級設(she)(she)有(you)兩個(ge)長(chang)(chang)明燈(deng)，點火(huo)(huo)(huo)系統(tong)與高架火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)相同(tong)，多個(ge)長(chang)(chang)明燈(deng)確保(bao)安全(quan)，不(bu)需(xu)要蒸(zheng)汽(qi)和強制(zhi)通(tong)風，即可(ke)(ke)達(da)到(dao)100％燃燒(shao)(shao)(shao)。無(wu)論何(he)時，如果火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)氣(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)壓(ya)力不(bu)足，可(ke)(ke)能(neng)需(xu)要少量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)蒸(zheng)汽(qi)。燃燒(shao)(shao)(shao)室周(zhou)圍(wei)(wei)安裝垂直金屬圍(wei)(wei)欄(lan)，此吸熱(re)(re)(re)圍(wei)(wei)欄(lan)將地(di)(di)面(mian)(mian)熱(re)(re)(re)輻(fu)(fu)射(she)隔離在內(nei)，使(shi)其不(bu)向四周(zhou)擴散，圍(wei)(wei)欄(lan)外面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)輻(fu)(fu)射(she)熱(re)(re)(re)低于(yu)1.6kW／㎡。地(di)(di)面(mian)(mian)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)要部(bu)件包(bao)括：多點的(de)(de)(de)(de)(de)(de)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)燃燒(shao)(shao)(shao)；長(chang)(chang)明燈(deng)、排放(fang)點火(huo)(huo)(huo)器和火(huo)(huo)(huo)焰檢測(ce)器；支持結構(gou)和輔助(zhu)(zhu)設(she)(she)備(bei)；分(fen)液(ye)罐；液(ye)體密封(feng)；管道系統(tong)；輔助(zhu)(zhu)設(she)(she)備(bei)。地(di)(di)面(mian)(mian)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)不(bu)能(neng)用(yong)于(yu)有(you)毒物質的(de)(de)(de)(de)(de)(de)焚(fen)燒(shao)(shao)(shao)。地(di)(di)面(mian)(mian)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)周(zhou)圍(wei)(wei)最小無(wu)障(zhang)礙區的(de)(de)(de)(de)(de)(de)半徑(jing)為(wei)76～152m，且(qie)應設(she)(she)圍(wei)(wei)墻(qiang)以(yi)(yi)確保(bao)安全(quan)。
高架(jia)(jia)火(huo)炬(ju)(ju)即采用豎立的(de)火(huo)炬(ju)(ju)筒體將燃燒(shao)(shao)器(qi)(qi)（又稱(cheng)火(huo)炬(ju)(ju)頭）高架(jia)(jia)于空中(zhong)，火(huo)炬(ju)(ju)氣(qi)(qi)(qi)通過火(huo)炬(ju)(ju)筒體進入燃燒(shao)(shao)器(qi)(qi)，燃燒(shao)(shao)后的(de)煙氣(qi)(qi)(qi)直接(jie)進入空氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)，隨(sui)氣(qi)(qi)(qi)流擴散至遠處。根據火(huo)炬(ju)(ju)筒體的(de)支(zhi)撐形式(shi)，高架(jia)(jia)火(huo)炬(ju)(ju)又可(ke)分(fen)為塔架(jia)(jia)式(shi)、半塔架(jia)(jia)式(shi)、自支(zhi)撐式(shi)、拉線式(shi)，如圖2.42所(suo)示。高架(jia)(jia)火(huo)炬(ju)(ju)主(zhu)要包(bao)括(kuo)分(fen)液罐（也稱(cheng)排放(fang)罐，有的(de)火(huo)炬(ju)(ju)系統不止一個）、密封(feng)(feng)罐（大多用水(shui)封(feng)(feng)，稱(cheng)為水(shui)封(feng)(feng)罐）、火(huo)炬(ju)(ju)收集管線、火(huo)炬(ju)(ju)筒體、火(huo)炬(ju)(ju)頭、氣(qi)(qi)(qi)體密封(feng)(feng)、長明燈及監(jian)測(ce)長明燈的(de)熱電器(qi)(qi)、清煙裝置(zhi)、航標指示燈、點火(huo)設施、監(jian)視(shi)(shi)電視(shi)(shi)（一般離(li)火(huo)炬(ju)(ju)有一定距離(li)）。
高(gao)架(jia)火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)和地面(mian)火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)(de)區別(bie)：地面(mian)火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)處理量比高(gao)架(jia)火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)小，不(bu)能燃(ran)(ran)燒有毒氣體(ti)。地面(mian)火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)開(kai)啟(qi)過早會產(chan)生(sheng)回火(huo)(huo)(huo)(huo)現象，開(kai)啟(qi)過晚(wan)會造(zao)成憋壓。高(gao)架(jia)火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)由(you)于火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)氣出(chu)口速度較快，其燃(ran)(ran)燒所產(chan)生(sheng)的(de)(de)噪聲是無法避(bi)免的(de)(de)。高(gao)架(jia)火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)在放空燃(ran)(ran)燒時(shi)，火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)頭(tou)處所產(chan)生(sheng)巨大(da)火(huo)(huo)(huo)(huo)焰造(zao)成的(de)(de)熱輻射對(dui)高(gao)架(jia)火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)附近的(de)(de)工(gong)作人員及設備有很大(da)的(de)(de)影響(xiang)。環(huan)保方面(mian)看，地面(mian)火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)比高(gao)架(jia)火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)好，從投資及維(wei)護方面(mian)來看，地面(mian)火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)成本較高(gao)，但是運行成本低且(qie)維(wei)修(xiu)方便。
高架火炬(ju)典(dian)型工(gong)藝流程示意圖(tu)見圖(tu)2.43。
2．火炬系統的設計
①. 不同處理的介質和(he)不同工作條件(jian)有不同的火炬系(xi)統
在開(kai)車、正(zheng)常(chang)運(yun)行(xing)、停車和(he)事故(gu)時(shi)排放的(de)(de)(de)氣(qi)體均要送火(huo)(huo)(huo)炬(ju)處理。以各種(zhong)情況(kuang)下(xia)最(zui)大(da)排放量(liang)來(lai)進(jin)行(xing)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)系統(tong)處理能力(li)的(de)(de)(de)設計，同時(shi)要保(bao)證在一個(ge)(ge)寬的(de)(de)(de)流量(liang)范圍(wei)內(nei)系統(tong)運(yun)行(xing)良(liang)好(hao)。火(huo)(huo)(huo)炬(ju)系統(tong)本(ben)身要保(bao)證生產(chan)裝置安全運(yun)行(xing)，并應考慮(lv)對環境的(de)(de)(de)影(ying)響，消除(chu)和(he)盡量(liang)減(jian)少對大(da)氣(qi)的(de)(de)(de)污染、噪(zao)聲等。當兩火(huo)(huo)(huo)炬(ju)集中布置時(shi)，火(huo)(huo)(huo)炬(ju)的(de)(de)(de)間距應使一個(ge)(ge)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)燃燒最(zui)大(da)氣(qi)量(liang)時(shi)所產(chan)生的(de)(de)(de)輻射熱，不影(ying)響另一個(ge)(ge)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)檢修工作的(de)(de)(de)進(jin)行(xing)。火(huo)(huo)(huo)炬(ju)的(de)(de)(de)防空標(biao)志和(he)燈光保(bao)護應按(an)有關規定執行(xing)。
②. 安全閥和控制閥的排放系統管道(dao)
安全閥和控制閥排(pai)放系(xi)(xi)統按有關規(gui)定來設計。該排(pai)放系(xi)(xi)統若與火炬(ju)系(xi)(xi)統相連(lian)，其管道(dao)(dao)材質(zhi)不能低(di)于碳(tan)鋼，對于可(ke)能產生低(di)溫和高溫的部分要(yao)做(zuo)應(ying)力分析計算，選用適宜(yi)的材質(zhi)和進行相應(ying)的加工處(chu)理。排(pai)放管道(dao)(dao)最(zui)好從上(shang)方與火炬(ju)系(xi)(xi)統總管45°相連(lian)，以(yi)免產生排(pai)氣、排(pai)液死角。
③. 火炬(ju)總管到分離(li)器要(yao)有一(yi)定坡(po)度以便排(pai)(pai)液(ye)(ye)，坡(po)向分離(li)器坡(po)度不小于2‰，對于排(pai)(pai)液(ye)(ye)死角要(yao)設排(pai)(pai)液(ye)(ye)口并將(jiang)排(pai)(pai)出液(ye)(ye)回收儲存。
④. 要(yao)考慮溫(wen)度(du)對管(guan)路的影響，設(she)置溫(wen)度(du)補償的膨脹(zhang)節，一般用(yong)環形的，特殊情況下用(yong)波紋形膨脹(zhang)器(qi)。如果總(zong)(zong)管(guan)與總(zong)(zong)管(guan)相接或總(zong)(zong)管(guan)與支管(guan)相接，其(qi)接頭處(chu)材質取兩者(zhe)材質高者(zhe)，且其(qi)長度(du)在(zai)接頭處(chu)上游至少要(yao)有(you)5m。
⑤. 為避免火炬(ju)系統發生內爆炸或產生其他不安全(quan)因(yin)素，火炬(ju)氣(qi)總管的(de)(de)上游最(zui)遠端設(she)有(you)(you)固(gu)定的(de)(de)吹掃(sao)(sao)設(she)施，該吹掃(sao)(sao)設(she)施包括一(yi)(yi)個流(liu)量計(ji)、一(yi)(yi)個止回閥(fa)(fa)和一(yi)(yi)個手動調(diao)節閥(fa)(fa)門。所有(you)(you)的(de)(de)火炬(ju)總管都應設(she)氮氣(qi)吹掃(sao)(sao)用軟管接(jie)口。常用的(de)(de)吹掃(sao)(sao)氣(qi)首選為可燃(ran)氣(qi)體（如燃(ran)料氣(qi)），但對于低(di)(di)溫(wen)管線，吹掃(sao)(sao)氣(qi)在最(zui)低(di)(di)溫(wen)度時應不發生部分或全(quan)部冷(leng)凝(ning)，對此一(yi)(yi)般采用氮氣(qi)吹掃(sao)(sao)。
⑥. 火炬氣(qi)分(fen)離罐（分(fen)液罐）
每根火炬(ju)排放氣(qi)總管都應(ying)設(she)(she)分(fen)(fen)(fen)(fen)離罐(guan)，用以分(fen)(fen)(fen)(fen)離氣(qi)體夾(jia)帶的(de)(de)液(ye)(ye)滴或可能發(fa)生的(de)(de)兩相(xiang)(xiang)流(liu)中的(de)(de)液(ye)(ye)相(xiang)(xiang)。為(wei)防止產(chan)生“火雨”，分(fen)(fen)(fen)(fen)離罐(guan)的(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)離能力為(wei)至(zhi)少(shao)(shao)將不小于400μm的(de)(de)液(ye)(ye)滴分(fen)(fen)(fen)(fen)離下來(lai)，最好將不小于150μm的(de)(de)液(ye)(ye)滴也分(fen)(fen)(fen)(fen)離下來(lai)，盡量(liang)減少(shao)(shao)液(ye)(ye)滴夾(jia)帶。分(fen)(fen)(fen)(fen)離罐(guan)選(xuan)用直徑一(yi)般為(wei)其長度的(de)(de)1／3～1／2，并為(wei)火炬(ju)總管尺寸(cun)的(de)(de)3～4.5倍。分(fen)(fen)(fen)(fen)離罐(guan)的(de)(de)尺寸(cun)是(shi)以排放物(wu)流(liu)中最大(da)排液(ye)(ye)量(liang)計算(suan)，儲存10～30min的(de)(de)排液(ye)(ye)量(liang)，一(yi)般取(qu)20min。如果已另外設(she)(she)置(zhi)(zhi)了單獨的(de)(de)液(ye)(ye)相(xiang)(xiang)收(shou)(shou)集系(xi)統，或者(zhe)在最大(da)火炬(ju)負荷的(de)(de)緊急情況下也不會(hui)有大(da)量(liang)的(de)(de)兩相(xiang)(xiang)流(liu)排出(chu)，此時可以讓排放物(wu)流(liu)不經分(fen)(fen)(fen)(fen)離罐(guan)，只設(she)(she)一(yi)個與(yu)液(ye)(ye)體收(shou)(shou)集系(xi)統相(xiang)(xiang)連的(de)(de)集液(ye)(ye)管就可以了。有的(de)(de)項(xiang)目(mu)火炬(ju)氣(qi)分(fen)(fen)(fen)(fen)離罐(guan)（分(fen)(fen)(fen)(fen)液(ye)(ye)罐(guan)）為(wei)臥式，有的(de)(de)項(xiang)目(mu)為(wei)立式，分(fen)(fen)(fen)(fen)離罐(guan)（分(fen)(fen)(fen)(fen)液(ye)(ye)罐(guan)）的(de)(de)布(bu)置(zhi)(zhi)高(gao)(gao)度影響著整個裝置(zhi)(zhi)管廊的(de)(de)布(bu)置(zhi)(zhi)高(gao)(gao)度，在配管設(she)(she)計時，應(ying)盡量(liang)降低(di)分(fen)(fen)(fen)(fen)離罐(guan)的(de)(de)布(bu)置(zhi)(zhi)高(gao)(gao)度。
⑦. 火炬氣水封罐
水(shui)(shui)(shui)封(feng)(feng)罐(guan)的(de)(de)(de)作用是(shi)防止回火現(xian)象(xiang)的(de)(de)(de)發生（防止回火的(de)(de)(de)設施還有速度封(feng)(feng)、分子封(feng)(feng)等(deng)(deng)），假設發生回火，火焰通(tong)過火炬(ju)氣出口進入水(shui)(shui)(shui)封(feng)(feng)罐(guan)后因(yin)為(wei)(wei)入口管(guan)(guan)(guan)道在(zai)水(shui)(shui)(shui)面以(yi)下，因(yin)此杜絕了火焰的(de)(de)(de)繼(ji)續傳(chuan)播。火炬(ju)氣水(shui)(shui)(shui)封(feng)(feng)罐(guan)有溢流(liu)(liu)管(guan)(guan)(guan)，據API 521和SH 3009要求，溢流(liu)(liu)管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)封(feng)(feng)高(gao)度應大于(yu)(yu)等(deng)(deng)于(yu)(yu)1.75倍水(shui)(shui)(shui)封(feng)(feng)罐(guan)內氣相(xiang)空間(jian)的(de)(de)(de)最大操作壓力（表壓），溢流(liu)(liu)管(guan)(guan)(guan)口徑最小為(wei)(wei)DN50，其高(gao)點(dian)處管(guan)(guan)(guan)道下部(bu)內表面應與要求的(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)封(feng)(feng)液(ye)面處于(yu)(yu)同(tong)一高(gao)度。圖2.44所示為(wei)(wei)某布(bu)置的(de)(de)(de)高(gao)差要求。如果溢流(liu)(liu)管(guan)(guan)(guan)布(bu)置偏高(gao)，則(ze)水(shui)(shui)(shui)封(feng)(feng)罐(guan)偏高(gao)，導(dao)致水(shui)(shui)(shui)封(feng)(feng)罐(guan)連接的(de)(de)(de)火炬(ju)管(guan)(guan)(guan)偏高(gao)，導(dao)致長距離管(guan)(guan)(guan)廊(lang)偏高(gao)等(deng)(deng)。
