1. 裝置(zhi)簡介
火(huo)炬(ju)是處理石油(you)化(hua)工廠(chang)、煉油(you)廠(chang)當發(fa)生事故時(shi)或在正常生產中排放大量易(yi)燃、有毒、有腐蝕性氣體用的(de)(de)。火(huo)炬(ju)形(xing)式可(ke)分為高空火(huo)炬(ju)和地(di)面火(huo)炬(ju)。火(huo)炬(ju)形(xing)式的(de)(de)選擇應根(gen)據火(huo)炬(ju)系統的(de)(de)設(she)計處理量、項目所(suo)在地(di)的(de)(de)總圖布置以及環境保護的(de)(de)要求(qiu)等因素確定。
地面(mian)(mian)(mian)火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)系(xi)統由火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)內外設(she)(she)備(bei)組成，火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)內部(bu)有成排(pai)的(de)(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)，所有的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)管線埋在地面(mian)(mian)(mian)下以避免燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)過程中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)輻(fu)射(she)(she)；圍(wei)墻(qiang)將燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)器(qi)(qi)(qi)與(yu)外部(bu)輔(fu)助設(she)(she)備(bei)分(fen)(fen)(fen)隔開(kai)，考(kao)慮到空(kong)氣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)流進，金屬圍(wei)欄(lan)(lan)(lan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)底部(bu)被(bei)架空(kong)，但仍可(ke)以通(tong)過在圍(wei)欄(lan)(lan)(lan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)支(zhi)撐結構(gou)(gou)上增加面(mian)(mian)(mian)板來(lai)(lai)屏蔽掉(diao)熱(re)量。每(mei)(mei)個燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)室的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)設(she)(she)計(ji)原(yuan)理相(xiang)同，每(mei)(mei)級(ji)(ji)燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)操(cao)作通(tong)過壓力來(lai)(lai)控制(zhi)，利用(yong)緊閉切斷蝶(die)閥(fa)開(kai)／關來(lai)(lai)達(da)到分(fen)(fen)(fen)級(ji)(ji)燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)，通(tong)過使用(yong)釋壓裝(zhuang)(zhuang)置如(ru)防爆(bao)閥(fa)或防爆(bao)針以保證安全(quan)(quan)(quan)。每(mei)(mei)一(yi)級(ji)(ji)設(she)(she)有兩個長明燈，點火(huo)(huo)(huo)(huo)系(xi)統與(yu)高架火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)相(xiang)同，多(duo)個長明燈確(que)保安全(quan)(quan)(quan)，不(bu)需(xu)要(yao)蒸(zheng)汽和強制(zhi)通(tong)風，即可(ke)達(da)到100％燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)。無(wu)論(lun)何時(shi)，如(ru)果火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)氣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)壓力不(bu)足(zu)，可(ke)能需(xu)要(yao)少量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)蒸(zheng)汽。燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)室周(zhou)圍(wei)安裝(zhuang)(zhuang)垂直金屬圍(wei)欄(lan)(lan)(lan)，此(ci)吸熱(re)圍(wei)欄(lan)(lan)(lan)將地面(mian)(mian)(mian)熱(re)輻(fu)射(she)(she)隔離(li)在內，使其(qi)不(bu)向四周(zhou)擴散，圍(wei)欄(lan)(lan)(lan)外面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)輻(fu)射(she)(she)熱(re)低于1.6kW／㎡。地面(mian)(mian)(mian)火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主要(yao)部(bu)件(jian)包(bao)括：多(duo)點的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)；長明燈、排(pai)放點火(huo)(huo)(huo)(huo)器(qi)(qi)(qi)和火(huo)(huo)(huo)(huo)焰檢測器(qi)(qi)(qi)；支(zhi)持(chi)結構(gou)(gou)和輔(fu)助設(she)(she)備(bei)；分(fen)(fen)(fen)液罐；液體密封；管道系(xi)統；輔(fu)助設(she)(she)備(bei)。地面(mian)(mian)(mian)火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)不(bu)能用(yong)于有毒物質的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)焚燒(shao)(shao)(shao)。地面(mian)(mian)(mian)火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)周(zhou)圍(wei)最(zui)小無(wu)障礙區的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)半徑為76～152m，且應設(she)(she)圍(wei)墻(qiang)以確(que)保安全(quan)(quan)(quan)。
高(gao)(gao)架(jia)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)即采(cai)用豎立(li)的(de)(de)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)筒(tong)(tong)體(ti)(ti)(ti)將燃燒器(qi)（又(you)稱(cheng)(cheng)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)頭）高(gao)(gao)架(jia)于空(kong)中，火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)氣通過火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)筒(tong)(tong)體(ti)(ti)(ti)進入燃燒器(qi)，燃燒后的(de)(de)煙氣直接進入空(kong)氣中，隨氣流擴散至遠(yuan)處。根據火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)筒(tong)(tong)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)支撐形式，高(gao)(gao)架(jia)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)又(you)可分(fen)為塔(ta)架(jia)式、半塔(ta)架(jia)式、自(zi)支撐式、拉線式，如圖2.42所示(shi)。高(gao)(gao)架(jia)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)主要包括分(fen)液(ye)罐(guan)（也稱(cheng)(cheng)排放罐(guan)，有的(de)(de)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)系統(tong)不止(zhi)一(yi)個(ge)）、密封(feng)(feng)罐(guan)（大多用水封(feng)(feng)，稱(cheng)(cheng)為水封(feng)(feng)罐(guan)）、火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)收集管線、火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)筒(tong)(tong)體(ti)(ti)(ti)、火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)頭、氣體(ti)(ti)(ti)密封(feng)(feng)、長明燈(deng)及監(jian)測長明燈(deng)的(de)(de)熱電器(qi)、清煙裝置、航標指示(shi)燈(deng)、點(dian)火(huo)(huo)(huo)設施、監(jian)視(shi)電視(shi)（一(yi)般離(li)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)有一(yi)定距離(li)）。
高架(jia)(jia)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)和地(di)(di)面(mian)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)的(de)(de)區別：地(di)(di)面(mian)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)處理量比高架(jia)(jia)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)小，不能燃(ran)(ran)燒有毒氣體。地(di)(di)面(mian)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)開啟過早會(hui)產(chan)生(sheng)回火(huo)(huo)現象，開啟過晚(wan)會(hui)造(zao)成憋壓。高架(jia)(jia)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)由(you)于火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)氣出口速度較(jiao)(jiao)快，其燃(ran)(ran)燒所(suo)(suo)產(chan)生(sheng)的(de)(de)噪聲(sheng)是(shi)無(wu)法避免(mian)的(de)(de)。高架(jia)(jia)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)在放空(kong)燃(ran)(ran)燒時，火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)頭(tou)處所(suo)(suo)產(chan)生(sheng)巨大(da)火(huo)(huo)焰造(zao)成的(de)(de)熱輻射對高架(jia)(jia)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)附近的(de)(de)工作人員及設備(bei)有很大(da)的(de)(de)影響(xiang)。環(huan)保方面(mian)看，地(di)(di)面(mian)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)比高架(jia)(jia)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)好，從投資及維護方面(mian)來看，地(di)(di)面(mian)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)成本較(jiao)(jiao)高，但(dan)是(shi)運行(xing)成本低且維修方便。
高架火炬典(dian)型工(gong)藝流程示意圖(tu)見圖(tu)2.43。
2．火炬系統的(de)設計
①. 不(bu)(bu)同處理的(de)(de)介質和不(bu)(bu)同工(gong)作條(tiao)件有不(bu)(bu)同的(de)(de)火炬系(xi)統
在(zai)開車(che)、正常運(yun)行、停(ting)車(che)和事故時(shi)排(pai)放的氣(qi)體均要送火炬(ju)處理。以各種(zhong)情況(kuang)下最(zui)大排(pai)放量來進行火炬(ju)系統(tong)(tong)處理能力的設計(ji)，同時(shi)要保(bao)證(zheng)在(zai)一個寬的流(liu)量范圍(wei)內系統(tong)(tong)運(yun)行良好。火炬(ju)系統(tong)(tong)本身(shen)要保(bao)證(zheng)生(sheng)產裝(zhuang)置安全運(yun)行，并應考(kao)慮對環境的影響(xiang)，消除和盡(jin)量減少(shao)對大氣(qi)的污染、噪聲(sheng)等。當兩火炬(ju)集中(zhong)布(bu)置時(shi)，火炬(ju)的間(jian)距應使一個火炬(ju)燃燒最(zui)大氣(qi)量時(shi)所產生(sheng)的輻射熱，不(bu)影響(xiang)另一個火炬(ju)檢修工作的進行。火炬(ju)的防空標志和燈光(guang)保(bao)護(hu)應按有關規(gui)定執(zhi)行。
②. 安全閥(fa)和控制閥(fa)的排放(fang)系統管道
安全閥(fa)和控制閥(fa)排(pai)放系統按有關(guan)規定來設計(ji)。該(gai)排(pai)放系統若與(yu)(yu)火(huo)(huo)炬(ju)系統相(xiang)(xiang)連，其(qi)管(guan)(guan)道(dao)材質不能低(di)于(yu)碳鋼(gang)，對于(yu)可能產生低(di)溫和高溫的(de)部分(fen)要做應力分(fen)析計(ji)算，選用適宜的(de)材質和進(jin)行(xing)相(xiang)(xiang)應的(de)加工處理。排(pai)放管(guan)(guan)道(dao)最好從上(shang)方與(yu)(yu)火(huo)(huo)炬(ju)系統總管(guan)(guan)45°相(xiang)(xiang)連，以免產生排(pai)氣、排(pai)液死角。
③. 火(huo)炬總管到分離器要(yao)(yao)有(you)一(yi)定坡(po)(po)度(du)以便排(pai)液(ye)，坡(po)(po)向分離器坡(po)(po)度(du)不小于2‰，對于排(pai)液(ye)死角(jiao)要(yao)(yao)設排(pai)液(ye)口并將排(pai)出液(ye)回收儲存(cun)。
④. 要(yao)考慮(lv)溫度對管路的影響，設置溫度補償的膨(peng)脹(zhang)節，一般用環形(xing)的，特殊情(qing)況(kuang)下用波紋形(xing)膨(peng)脹(zhang)器。如果總管與(yu)總管相接(jie)或(huo)總管與(yu)支管相接(jie)，其接(jie)頭處材質(zhi)(zhi)取兩者(zhe)材質(zhi)(zhi)高(gao)者(zhe)，且其長(chang)度在(zai)接(jie)頭處上游至(zhi)少要(yao)有5m。
⑤. 為避免火(huo)(huo)炬(ju)(ju)系統發生內爆(bao)炸或(huo)產生其他不安全因素，火(huo)(huo)炬(ju)(ju)氣(qi)總管的上游最遠端(duan)設有固定的吹(chui)(chui)(chui)掃(sao)設施，該吹(chui)(chui)(chui)掃(sao)設施包括一(yi)個(ge)流量計、一(yi)個(ge)止回閥和(he)一(yi)個(ge)手(shou)動調節(jie)閥門。所有的火(huo)(huo)炬(ju)(ju)總管都應設氮氣(qi)吹(chui)(chui)(chui)掃(sao)用(yong)軟管接口。常用(yong)的吹(chui)(chui)(chui)掃(sao)氣(qi)首選為可燃氣(qi)體（如燃料氣(qi)），但對(dui)于低溫管線，吹(chui)(chui)(chui)掃(sao)氣(qi)在最低溫度時應不發生部分或(huo)全部冷凝，對(dui)此一(yi)般(ban)采(cai)用(yong)氮氣(qi)吹(chui)(chui)(chui)掃(sao)。
⑥. 火炬氣(qi)分離罐（分液罐）
每根火(huo)(huo)(huo)炬排(pai)(pai)(pai)放氣總(zong)管(guan)都(dou)應設(she)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)罐(guan)(guan)，用以分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)氣體(ti)(ti)夾帶的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)液(ye)(ye)滴或可(ke)(ke)能發生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)兩(liang)相(xiang)流(liu)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)液(ye)(ye)相(xiang)。為防(fang)止產生(sheng)“火(huo)(huo)(huo)雨”，分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)罐(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)能力為至少(shao)將不(bu)小(xiao)于400μm的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)液(ye)(ye)滴分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)下(xia)來，最(zui)好將不(bu)小(xiao)于150μm的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)液(ye)(ye)滴也分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)下(xia)來，盡(jin)量(liang)(liang)減少(shao)液(ye)(ye)滴夾帶。分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)罐(guan)(guan)選(xuan)用直徑一(yi)般(ban)為其長度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)1／3～1／2，并為火(huo)(huo)(huo)炬總(zong)管(guan)尺寸的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)3～4.5倍。分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)罐(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)尺寸是以排(pai)(pai)(pai)放物流(liu)中最(zui)大排(pai)(pai)(pai)液(ye)(ye)量(liang)(liang)計(ji)算，儲存10～30min的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)排(pai)(pai)(pai)液(ye)(ye)量(liang)(liang)，一(yi)般(ban)取20min。如果已另外設(she)置了單獨(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)液(ye)(ye)相(xiang)收集(ji)系統，或者在(zai)最(zui)大火(huo)(huo)(huo)炬負荷的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)緊(jin)急情(qing)況(kuang)下(xia)也不(bu)會有(you)(you)(you)大量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)兩(liang)相(xiang)流(liu)排(pai)(pai)(pai)出(chu)，此時可(ke)(ke)以讓排(pai)(pai)(pai)放物流(liu)不(bu)經分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)罐(guan)(guan)，只設(she)一(yi)個與液(ye)(ye)體(ti)(ti)收集(ji)系統相(xiang)連的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)集(ji)液(ye)(ye)管(guan)就可(ke)(ke)以了。有(you)(you)(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)項(xiang)目(mu)火(huo)(huo)(huo)炬氣分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)罐(guan)(guan)（分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)液(ye)(ye)罐(guan)(guan)）為臥式，有(you)(you)(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)項(xiang)目(mu)為立式，分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)罐(guan)(guan)（分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)液(ye)(ye)罐(guan)(guan)）的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)布置高(gao)度(du)(du)影響(xiang)著整個裝置管(guan)廊(lang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)布置高(gao)度(du)(du)，在(zai)配(pei)管(guan)設(she)計(ji)時，應盡(jin)量(liang)(liang)降(jiang)低分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)罐(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)布置高(gao)度(du)(du)。
⑦. 火(huo)炬氣水封罐(guan)
水(shui)(shui)(shui)封罐的(de)(de)(de)(de)作用是(shi)防止回(hui)火現象的(de)(de)(de)(de)發(fa)生（防止回(hui)火的(de)(de)(de)(de)設施還有速度封、分(fen)子(zi)封等），假設發(fa)生回(hui)火，火焰通(tong)過火炬氣(qi)出口(kou)進入(ru)(ru)水(shui)(shui)(shui)封罐后因(yin)為入(ru)(ru)口(kou)管(guan)(guan)道在水(shui)(shui)(shui)面(mian)(mian)以下，因(yin)此杜絕了火焰的(de)(de)(de)(de)繼續傳(chuan)播(bo)。火炬氣(qi)水(shui)(shui)(shui)封罐有溢(yi)流管(guan)(guan)，據API 521和SH 3009要(yao)求，溢(yi)流管(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)封高(gao)度應大(da)于等于1.75倍水(shui)(shui)(shui)封罐內氣(qi)相空間的(de)(de)(de)(de)最大(da)操作壓力(li)（表(biao)壓），溢(yi)流管(guan)(guan)口(kou)徑最小為DN50，其高(gao)點處管(guan)(guan)道下部內表(biao)面(mian)(mian)應與要(yao)求的(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)封液面(mian)(mian)處于同一高(gao)度。圖2.44所(suo)示為某布置(zhi)的(de)(de)(de)(de)高(gao)差要(yao)求。如(ru)果溢(yi)流管(guan)(guan)布置(zhi)偏高(gao)，則水(shui)(shui)(shui)封罐偏高(gao)，導致(zhi)水(shui)(shui)(shui)封罐連接(jie)的(de)(de)(de)(de)火炬管(guan)(guan)偏高(gao)，導致(zhi)長距離管(guan)(guan)廊(lang)偏高(gao)等。
