1. 裝置簡介(jie)
火(huo)(huo)炬(ju)(ju)是處(chu)理(li)石油化工廠、煉油廠當發生事故時或在(zai)正常生產中排放大量(liang)易燃、有毒、有腐(fu)蝕性氣體(ti)用的(de)(de)。火(huo)(huo)炬(ju)(ju)形(xing)式(shi)可(ke)分為高空火(huo)(huo)炬(ju)(ju)和(he)地(di)面火(huo)(huo)炬(ju)(ju)。火(huo)(huo)炬(ju)(ju)形(xing)式(shi)的(de)(de)選擇應根(gen)據火(huo)(huo)炬(ju)(ju)系統(tong)的(de)(de)設計處(chu)理(li)量(liang)、項(xiang)目(mu)所在(zai)地(di)的(de)(de)總(zong)圖(tu)布置(zhi)以及環境保護的(de)(de)要求等因(yin)素(su)確定。
地(di)面(mian)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬系統由火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬的(de)(de)(de)(de)內(nei)外(wai)設(she)備(bei)組成，火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬的(de)(de)(de)(de)內(nei)部有成排(pai)(pai)的(de)(de)(de)(de)高壓(ya)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)器(qi)和(he)低壓(ya)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)器(qi)，所有的(de)(de)(de)(de)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬管線(xian)埋在地(di)面(mian)下以(yi)避免燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)過(guo)程中的(de)(de)(de)(de)熱輻射(she)；圍(wei)墻將燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)器(qi)與(yu)外(wai)部輔(fu)助設(she)備(bei)分(fen)隔開，考慮到空氣(qi)的(de)(de)(de)(de)流進，金屬(shu)圍(wei)欄(lan)(lan)(lan)的(de)(de)(de)(de)底部被架空，但仍可(ke)以(yi)通(tong)(tong)(tong)過(guo)在圍(wei)欄(lan)(lan)(lan)的(de)(de)(de)(de)支撐結(jie)構(gou)上(shang)增(zeng)加面(mian)板來屏(ping)蔽掉熱量。每個(ge)(ge)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)室(shi)的(de)(de)(de)(de)設(she)計原理相同(tong)，每級(ji)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)器(qi)的(de)(de)(de)(de)操作通(tong)(tong)(tong)過(guo)壓(ya)力來控制，利用緊閉切斷蝶閥開／關來達(da)到分(fen)級(ji)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)的(de)(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)(de)，通(tong)(tong)(tong)過(guo)使用釋(shi)壓(ya)裝(zhuang)置如防爆(bao)閥或防爆(bao)針(zhen)以(yi)保證安(an)(an)全(quan)。每一級(ji)設(she)有兩個(ge)(ge)長明燈，點(dian)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)系統與(yu)高架火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬相同(tong)，多個(ge)(ge)長明燈確保安(an)(an)全(quan)，不需(xu)要蒸汽和(he)強制通(tong)(tong)(tong)風，即可(ke)達(da)到100％燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)。無論何時，如果火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬氣(qi)的(de)(de)(de)(de)壓(ya)力不足，可(ke)能需(xu)要少量的(de)(de)(de)(de)蒸汽。燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)室(shi)周(zhou)圍(wei)安(an)(an)裝(zhuang)垂直金屬(shu)圍(wei)欄(lan)(lan)(lan)，此吸熱圍(wei)欄(lan)(lan)(lan)將地(di)面(mian)熱輻射(she)隔離在內(nei)，使其不向(xiang)四周(zhou)擴散(san)，圍(wei)欄(lan)(lan)(lan)外(wai)面(mian)的(de)(de)(de)(de)輻射(she)熱低于1.6kW／㎡。地(di)面(mian)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬的(de)(de)(de)(de)主要部件(jian)包括：多點(dian)的(de)(de)(de)(de)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)；長明燈、排(pai)(pai)放點(dian)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)器(qi)和(he)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)焰(yan)檢(jian)測器(qi)；支持結(jie)構(gou)和(he)輔(fu)助設(she)備(bei)；分(fen)液(ye)罐(guan)；液(ye)體(ti)密封(feng)；管道系統；輔(fu)助設(she)備(bei)。地(di)面(mian)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬不能用于有毒物(wu)質的(de)(de)(de)(de)焚燒(shao)(shao)(shao)(shao)。地(di)面(mian)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬周(zhou)圍(wei)最小無障礙區的(de)(de)(de)(de)半(ban)徑為(wei)76～152m，且應設(she)圍(wei)墻以(yi)確保安(an)(an)全(quan)。
高架(jia)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)即采用(yong)豎立的(de)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)筒(tong)體(ti)將燃燒(shao)器(qi)（又(you)(you)稱火(huo)(huo)(huo)炬(ju)頭）高架(jia)于空中(zhong)(zhong)，火(huo)(huo)(huo)炬(ju)氣通過火(huo)(huo)(huo)炬(ju)筒(tong)體(ti)進(jin)入燃燒(shao)器(qi)，燃燒(shao)后的(de)煙氣直接(jie)進(jin)入空氣中(zhong)(zhong)，隨氣流(liu)擴散至遠處。根(gen)據火(huo)(huo)(huo)炬(ju)筒(tong)體(ti)的(de)支撐形式(shi)，高架(jia)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)又(you)(you)可分為(wei)(wei)塔(ta)架(jia)式(shi)、半(ban)塔(ta)架(jia)式(shi)、自支撐式(shi)、拉線(xian)式(shi)，如圖2.42所示(shi)。高架(jia)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)主要包(bao)括分液(ye)罐（也稱排(pai)放罐，有(you)的(de)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)系統(tong)不止一個）、密封(feng)罐（大(da)多用(yong)水(shui)封(feng)，稱為(wei)(wei)水(shui)封(feng)罐）、火(huo)(huo)(huo)炬(ju)收集管(guan)線(xian)、火(huo)(huo)(huo)炬(ju)筒(tong)體(ti)、火(huo)(huo)(huo)炬(ju)頭、氣體(ti)密封(feng)、長明燈(deng)及監(jian)(jian)測(ce)長明燈(deng)的(de)熱(re)電器(qi)、清煙裝置、航標指示(shi)燈(deng)、點火(huo)(huo)(huo)設施(shi)、監(jian)(jian)視電視（一般離火(huo)(huo)(huo)炬(ju)有(you)一定距離）。
高(gao)架(jia)(jia)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)和(he)地面火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)區(qu)別：地面火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)處(chu)理量(liang)比(bi)高(gao)架(jia)(jia)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)小，不能燃(ran)燒(shao)有(you)毒氣體(ti)。地面火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)開(kai)啟過早會(hui)產(chan)生(sheng)回(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)現象，開(kai)啟過晚會(hui)造成(cheng)憋(bie)壓(ya)。高(gao)架(jia)(jia)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)由于火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)氣出口速度(du)較快(kuai)，其(qi)燃(ran)燒(shao)所產(chan)生(sheng)的(de)噪聲是無法避免的(de)。高(gao)架(jia)(jia)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)在(zai)放空(kong)燃(ran)燒(shao)時，火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)頭處(chu)所產(chan)生(sheng)巨(ju)大火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)焰造成(cheng)的(de)熱(re)輻(fu)射對(dui)高(gao)架(jia)(jia)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)附近的(de)工作人員及設備有(you)很大的(de)影(ying)響(xiang)。環保方(fang)面看，地面火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)比(bi)高(gao)架(jia)(jia)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)好，從投資及維護方(fang)面來看，地面火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)成(cheng)本較高(gao)，但是運行成(cheng)本低且維修方(fang)便(bian)。
高架火炬(ju)典型(xing)工藝流程示意圖見圖2.43。
2．火炬系統的設(she)計
①. 不(bu)同處理的(de)介(jie)質和不(bu)同工作條件有不(bu)同的(de)火炬系(xi)統
在(zai)(zai)開車、正常運行、停車和(he)事故時(shi)(shi)排放的(de)(de)氣體均要送(song)火(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)處(chu)(chu)理(li)。以各種情(qing)況下最大排放量(liang)來進(jin)行火(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)系(xi)統處(chu)(chu)理(li)能力的(de)(de)設計，同時(shi)(shi)要保證在(zai)(zai)一個(ge)(ge)寬的(de)(de)流量(liang)范圍內系(xi)統運行良(liang)好。火(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)系(xi)統本身要保證生(sheng)產(chan)裝置安(an)全運行，并應考慮對環境的(de)(de)影(ying)響，消除和(he)盡量(liang)減少對大氣的(de)(de)污染、噪聲等。當兩火(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)集(ji)中(zhong)布置時(shi)(shi)，火(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)(de)間距應使一個(ge)(ge)火(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)燃燒最大氣量(liang)時(shi)(shi)所產(chan)生(sheng)的(de)(de)輻射熱，不影(ying)響另一個(ge)(ge)火(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)檢修工(gong)作的(de)(de)進(jin)行。火(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)(de)防空標志和(he)燈光保護(hu)應按有關規(gui)定執行。
②. 安全閥和控制閥的排放(fang)系統(tong)管(guan)道
安(an)全閥(fa)和(he)控(kong)制(zhi)閥(fa)排放(fang)系統(tong)按(an)有關規定來設計(ji)。該排放(fang)系統(tong)若與火炬系統(tong)相連(lian)，其管道材質不能低(di)于碳鋼，對于可能產(chan)生低(di)溫(wen)和(he)高溫(wen)的部分要做(zuo)應力分析計(ji)算(suan)，選用(yong)適宜的材質和(he)進行相應的加工處理。排放(fang)管道最好從上方與火炬系統(tong)總管45°相連(lian)，以免(mian)產(chan)生排氣、排液死角(jiao)。
③. 火炬總管到分(fen)離(li)(li)器要有一定坡度(du)以便排液，坡向分(fen)離(li)(li)器坡度(du)不小于2‰，對(dui)于排液死角要設(she)排液口(kou)并將排出液回收儲存。
④. 要考慮(lv)溫度(du)對管路的(de)影響，設置溫度(du)補償的(de)膨脹(zhang)節，一般用環形的(de)，特殊(shu)情(qing)況下用波紋(wen)形膨脹(zhang)器。如果總管與總管相接(jie)或總管與支管相接(jie)，其(qi)接(jie)頭(tou)處材質取兩者(zhe)材質高者(zhe)，且其(qi)長度(du)在接(jie)頭(tou)處上游至少要有(you)5m。
⑤. 為避免火(huo)(huo)炬系統發(fa)生(sheng)內爆(bao)炸或產(chan)生(sheng)其他不(bu)安全因素，火(huo)(huo)炬氣(qi)(qi)總(zong)管(guan)的(de)(de)(de)上游最(zui)遠端設有固定(ding)的(de)(de)(de)吹(chui)掃(sao)(sao)設施，該吹(chui)掃(sao)(sao)設施包括一個流量計(ji)、一個止回(hui)閥和一個手動調節閥門(men)。所(suo)有的(de)(de)(de)火(huo)(huo)炬總(zong)管(guan)都應設氮氣(qi)(qi)吹(chui)掃(sao)(sao)用軟管(guan)接口。常用的(de)(de)(de)吹(chui)掃(sao)(sao)氣(qi)(qi)首選為可燃(ran)氣(qi)(qi)體（如燃(ran)料氣(qi)(qi)），但對于低溫管(guan)線，吹(chui)掃(sao)(sao)氣(qi)(qi)在(zai)最(zui)低溫度時應不(bu)發(fa)生(sheng)部分(fen)或全部冷凝，對此一般采(cai)用氮氣(qi)(qi)吹(chui)掃(sao)(sao)。
⑥. 火炬(ju)氣分(fen)離(li)罐（分(fen)液罐）
每根火(huo)炬(ju)排(pai)(pai)放(fang)氣(qi)(qi)總管(guan)都應設(she)分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)(li)(li)罐(guan)(guan)，用(yong)以(yi)分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)(li)(li)氣(qi)(qi)體夾(jia)帶的(de)(de)(de)(de)(de)液(ye)(ye)滴(di)或可(ke)能(neng)發生的(de)(de)(de)(de)(de)兩相(xiang)流中的(de)(de)(de)(de)(de)液(ye)(ye)相(xiang)。為(wei)(wei)防止產生“火(huo)雨”，分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)(li)(li)罐(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)(li)(li)能(neng)力為(wei)(wei)至少將(jiang)不小(xiao)于400μm的(de)(de)(de)(de)(de)液(ye)(ye)滴(di)分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)(li)(li)下(xia)來，最(zui)好將(jiang)不小(xiao)于150μm的(de)(de)(de)(de)(de)液(ye)(ye)滴(di)也(ye)分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)(li)(li)下(xia)來，盡量(liang)減少液(ye)(ye)滴(di)夾(jia)帶。分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)(li)(li)罐(guan)(guan)選用(yong)直(zhi)徑一(yi)般為(wei)(wei)其長(chang)度的(de)(de)(de)(de)(de)1／3～1／2，并為(wei)(wei)火(huo)炬(ju)總管(guan)尺寸的(de)(de)(de)(de)(de)3～4.5倍。分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)(li)(li)罐(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)尺寸是(shi)以(yi)排(pai)(pai)放(fang)物流中最(zui)大排(pai)(pai)液(ye)(ye)量(liang)計(ji)(ji)算，儲存10～30min的(de)(de)(de)(de)(de)排(pai)(pai)液(ye)(ye)量(liang)，一(yi)般取20min。如果已另(ling)外設(she)置了單獨(du)的(de)(de)(de)(de)(de)液(ye)(ye)相(xiang)收集系統，或者在最(zui)大火(huo)炬(ju)負荷(he)的(de)(de)(de)(de)(de)緊急情況下(xia)也(ye)不會有(you)大量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)兩相(xiang)流排(pai)(pai)出(chu)，此時可(ke)以(yi)讓排(pai)(pai)放(fang)物流不經(jing)分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)(li)(li)罐(guan)(guan)，只設(she)一(yi)個(ge)(ge)與液(ye)(ye)體收集系統相(xiang)連的(de)(de)(de)(de)(de)集液(ye)(ye)管(guan)就可(ke)以(yi)了。有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)項(xiang)目火(huo)炬(ju)氣(qi)(qi)分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)(li)(li)罐(guan)(guan)（分(fen)(fen)(fen)液(ye)(ye)罐(guan)(guan)）為(wei)(wei)臥式(shi)，有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)項(xiang)目為(wei)(wei)立式(shi)，分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)(li)(li)罐(guan)(guan)（分(fen)(fen)(fen)液(ye)(ye)罐(guan)(guan)）的(de)(de)(de)(de)(de)布置高度影(ying)響著(zhu)整個(ge)(ge)裝置管(guan)廊的(de)(de)(de)(de)(de)布置高度，在配管(guan)設(she)計(ji)(ji)時，應盡量(liang)降低分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)(li)(li)罐(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)布置高度。
⑦. 火炬氣水封罐
水(shui)封(feng)(feng)罐的作用是(shi)防止回(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)現象的發生（防止回(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)的設(she)施還(huan)有速度封(feng)(feng)、分子封(feng)(feng)等），假設(she)發生回(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)，火(huo)(huo)(huo)(huo)焰通過火(huo)(huo)(huo)(huo)炬氣出口(kou)進入水(shui)封(feng)(feng)罐后因為(wei)入口(kou)管(guan)(guan)道(dao)在水(shui)面(mian)以下，因此杜絕了火(huo)(huo)(huo)(huo)焰的繼續傳(chuan)播。火(huo)(huo)(huo)(huo)炬氣水(shui)封(feng)(feng)罐有溢流(liu)(liu)管(guan)(guan)，據API 521和(he)SH 3009要求(qiu)，溢流(liu)(liu)管(guan)(guan)的水(shui)封(feng)(feng)高度應大于(yu)等于(yu)1.75倍水(shui)封(feng)(feng)罐內氣相空間的最(zui)大操作壓力（表(biao)壓），溢流(liu)(liu)管(guan)(guan)口(kou)徑(jing)最(zui)小為(wei)DN50，其高點處管(guan)(guan)道(dao)下部內表(biao)面(mian)應與要求(qiu)的水(shui)封(feng)(feng)液面(mian)處于(yu)同一高度。圖2.44所示為(wei)某布(bu)置的高差(cha)要求(qiu)。如果(guo)溢流(liu)(liu)管(guan)(guan)布(bu)置偏(pian)高，則水(shui)封(feng)(feng)罐偏(pian)高，導致(zhi)水(shui)封(feng)(feng)罐連接的火(huo)(huo)(huo)(huo)炬管(guan)(guan)偏(pian)高，導致(zhi)長距離管(guan)(guan)廊偏(pian)高等。
