1. 裝置簡介
火炬是處理(li)(li)石油化工廠(chang)、煉(lian)油廠(chang)當發生(sheng)事故時或(huo)在正常生(sheng)產中排放大量(liang)易燃、有(you)毒、有(you)腐蝕(shi)性氣體用的(de)(de)。火炬形式(shi)(shi)可(ke)分為高空火炬和地面火炬。火炬形式(shi)(shi)的(de)(de)選擇應根(gen)據火炬系(xi)統的(de)(de)設計處理(li)(li)量(liang)、項目所在地的(de)(de)總圖布(bu)置以及(ji)環境保護的(de)(de)要求(qiu)等(deng)因素確(que)定。
地(di)面火(huo)炬(ju)(ju)系(xi)統由火(huo)炬(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)內外(wai)設備(bei)(bei)組成，火(huo)炬(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)內部(bu)有(you)(you)成排的(de)(de)(de)(de)(de)高壓(ya)燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)器(qi)(qi)和低(di)壓(ya)燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)器(qi)(qi)，所有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)(de)火(huo)炬(ju)(ju)管(guan)線埋在地(di)面下(xia)以避免燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)過(guo)程中的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)輻射(she)；圍(wei)墻(qiang)將燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)器(qi)(qi)與外(wai)部(bu)輔(fu)助設備(bei)(bei)分隔(ge)開，考慮到空氣(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)流進，金屬圍(wei)欄(lan)的(de)(de)(de)(de)(de)底部(bu)被架(jia)空，但仍(reng)可以通(tong)過(guo)在圍(wei)欄(lan)的(de)(de)(de)(de)(de)支(zhi)撐(cheng)結構上(shang)增加面板來屏(ping)蔽掉熱(re)量(liang)。每(mei)個(ge)(ge)燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)室(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)設計原(yuan)理相同，每(mei)級燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)操作通(tong)過(guo)壓(ya)力(li)來控制，利用緊閉切斷蝶閥(fa)開／關來達(da)(da)到分級燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)的(de)(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)(de)，通(tong)過(guo)使(shi)用釋壓(ya)裝置如防爆(bao)閥(fa)或防爆(bao)針以保(bao)證(zheng)安全。每(mei)一級設有(you)(you)兩個(ge)(ge)長(chang)明燈(deng)，點(dian)火(huo)系(xi)統與高架(jia)火(huo)炬(ju)(ju)相同，多個(ge)(ge)長(chang)明燈(deng)確保(bao)安全，不(bu)需要蒸汽和強制通(tong)風，即可達(da)(da)到100％燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)。無論何時，如果(guo)火(huo)炬(ju)(ju)氣(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)壓(ya)力(li)不(bu)足(zu)，可能需要少量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)蒸汽。燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)室(shi)周(zhou)圍(wei)安裝垂直金屬圍(wei)欄(lan)，此(ci)吸熱(re)圍(wei)欄(lan)將地(di)面熱(re)輻射(she)隔(ge)離在內，使(shi)其(qi)不(bu)向四周(zhou)擴散，圍(wei)欄(lan)外(wai)面的(de)(de)(de)(de)(de)輻射(she)熱(re)低(di)于(yu)(yu)1.6kW／㎡。地(di)面火(huo)炬(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)主要部(bu)件(jian)包括：多點(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)火(huo)炬(ju)(ju)燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)；長(chang)明燈(deng)、排放(fang)點(dian)火(huo)器(qi)(qi)和火(huo)焰檢測器(qi)(qi)；支(zhi)持(chi)結構和輔(fu)助設備(bei)(bei)；分液罐；液體密(mi)封；管(guan)道系(xi)統；輔(fu)助設備(bei)(bei)。地(di)面火(huo)炬(ju)(ju)不(bu)能用于(yu)(yu)有(you)(you)毒物質的(de)(de)(de)(de)(de)焚燒(shao)(shao)(shao)。地(di)面火(huo)炬(ju)(ju)周(zhou)圍(wei)最小無障礙區的(de)(de)(de)(de)(de)半徑為(wei)76～152m，且應(ying)設圍(wei)墻(qiang)以確保(bao)安全。
高架(jia)(jia)(jia)(jia)火(huo)(huo)炬即采用豎立的(de)(de)火(huo)(huo)炬筒(tong)體(ti)將燃(ran)燒器(qi)(qi)(qi)（又稱(cheng)(cheng)火(huo)(huo)炬頭(tou)）高架(jia)(jia)(jia)(jia)于空中，火(huo)(huo)炬氣通過火(huo)(huo)炬筒(tong)體(ti)進(jin)入燃(ran)燒器(qi)(qi)(qi)，燃(ran)燒后的(de)(de)煙(yan)氣直接進(jin)入空氣中，隨氣流擴散至遠處(chu)。根據(ju)火(huo)(huo)炬筒(tong)體(ti)的(de)(de)支(zhi)(zhi)撐形式(shi)(shi)，高架(jia)(jia)(jia)(jia)火(huo)(huo)炬又可分為塔架(jia)(jia)(jia)(jia)式(shi)(shi)、半(ban)塔架(jia)(jia)(jia)(jia)式(shi)(shi)、自支(zhi)(zhi)撐式(shi)(shi)、拉線式(shi)(shi)，如(ru)圖(tu)2.42所示。高架(jia)(jia)(jia)(jia)火(huo)(huo)炬主(zhu)要包括分液罐(guan)(guan)（也稱(cheng)(cheng)排放罐(guan)(guan)，有的(de)(de)火(huo)(huo)炬系統不止一個(ge)）、密(mi)封罐(guan)(guan)（大多(duo)用水封，稱(cheng)(cheng)為水封罐(guan)(guan)）、火(huo)(huo)炬收集管(guan)線、火(huo)(huo)炬筒(tong)體(ti)、火(huo)(huo)炬頭(tou)、氣體(ti)密(mi)封、長明燈及(ji)監測長明燈的(de)(de)熱電(dian)器(qi)(qi)(qi)、清煙(yan)裝(zhuang)置(zhi)、航(hang)標指(zhi)示燈、點(dian)火(huo)(huo)設(she)施、監視(shi)電(dian)視(shi)（一般(ban)離火(huo)(huo)炬有一定距離）。
高(gao)架(jia)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)和地(di)(di)(di)面火(huo)(huo)(huo)炬(ju)的區(qu)別：地(di)(di)(di)面火(huo)(huo)(huo)炬(ju)處理量比(bi)高(gao)架(jia)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)小，不能燃(ran)燒(shao)(shao)有毒氣體。地(di)(di)(di)面火(huo)(huo)(huo)炬(ju)開(kai)(kai)啟(qi)過早會(hui)產(chan)生(sheng)回火(huo)(huo)(huo)現象，開(kai)(kai)啟(qi)過晚會(hui)造成(cheng)憋(bie)壓。高(gao)架(jia)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)由于火(huo)(huo)(huo)炬(ju)氣出口(kou)速度(du)較快，其燃(ran)燒(shao)(shao)所(suo)產(chan)生(sheng)的噪聲是無法避(bi)免(mian)的。高(gao)架(jia)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)在(zai)放空(kong)燃(ran)燒(shao)(shao)時，火(huo)(huo)(huo)炬(ju)頭(tou)處所(suo)產(chan)生(sheng)巨大(da)(da)火(huo)(huo)(huo)焰(yan)造成(cheng)的熱輻射對高(gao)架(jia)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)附近的工作(zuo)人員及設備有很大(da)(da)的影響。環保方面看，地(di)(di)(di)面火(huo)(huo)(huo)炬(ju)比(bi)高(gao)架(jia)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)好(hao)，從投資及維護方面來(lai)看，地(di)(di)(di)面火(huo)(huo)(huo)炬(ju)成(cheng)本較高(gao)，但是運行成(cheng)本低且維修方便(bian)。
高架火炬典型工(gong)藝流程示意(yi)圖(tu)(tu)見圖(tu)(tu)2.43。
2．火炬系統的設(she)計
①. 不同處理的(de)(de)介質(zhi)和(he)不同工作(zuo)條件(jian)有不同的(de)(de)火炬(ju)系(xi)統
在(zai)開車、正(zheng)常運行(xing)(xing)、停車和事(shi)故時(shi)(shi)排放的(de)(de)氣(qi)體均要(yao)送火炬(ju)(ju)(ju)(ju)處(chu)(chu)理。以各(ge)種情(qing)況下(xia)最(zui)(zui)大(da)排放量來(lai)進(jin)行(xing)(xing)火炬(ju)(ju)(ju)(ju)系(xi)統處(chu)(chu)理能(neng)力(li)的(de)(de)設(she)計，同時(shi)(shi)要(yao)保(bao)證在(zai)一個寬(kuan)的(de)(de)流量范圍(wei)內系(xi)統運行(xing)(xing)良好。火炬(ju)(ju)(ju)(ju)系(xi)統本身要(yao)保(bao)證生產(chan)裝置安全運行(xing)(xing)，并(bing)應(ying)考慮對環(huan)境的(de)(de)影響(xiang)，消除和盡量減少(shao)對大(da)氣(qi)的(de)(de)污染、噪聲等。當兩火炬(ju)(ju)(ju)(ju)集中(zhong)布置時(shi)(shi)，火炬(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)(de)間距應(ying)使(shi)一個火炬(ju)(ju)(ju)(ju)燃燒(shao)最(zui)(zui)大(da)氣(qi)量時(shi)(shi)所產(chan)生的(de)(de)輻射熱，不影響(xiang)另一個火炬(ju)(ju)(ju)(ju)檢修工作的(de)(de)進(jin)行(xing)(xing)。火炬(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)(de)防空標志和燈光保(bao)護應(ying)按有關規定執行(xing)(xing)。
②. 安全(quan)閥和控制閥的排放系統管道
安全閥(fa)和控(kong)制閥(fa)排(pai)放系統(tong)按有關(guan)規定(ding)來設(she)計。該排(pai)放系統(tong)若與(yu)火(huo)(huo)炬系統(tong)相連，其(qi)管(guan)道(dao)材(cai)質(zhi)不(bu)能低于碳鋼，對于可能產生低溫和高溫的(de)部分要做(zuo)應(ying)力分析計算(suan)，選用適宜(yi)的(de)材(cai)質(zhi)和進行相應(ying)的(de)加工處理。排(pai)放管(guan)道(dao)最好從(cong)上方與(yu)火(huo)(huo)炬系統(tong)總管(guan)45°相連，以免產生排(pai)氣、排(pai)液(ye)死(si)角。
③. 火炬總(zong)管到分(fen)離(li)器(qi)要有一定坡度以便(bian)排(pai)(pai)液，坡向分(fen)離(li)器(qi)坡度不(bu)小于2‰，對于排(pai)(pai)液死角要設排(pai)(pai)液口并將排(pai)(pai)出(chu)液回收儲存。
④. 要考慮溫度(du)對管路的(de)影響，設置(zhi)溫度(du)補償的(de)膨脹(zhang)(zhang)節，一般用環形(xing)的(de)，特殊情況下(xia)用波(bo)紋形(xing)膨脹(zhang)(zhang)器。如(ru)果總管與總管相(xiang)接(jie)或總管與支管相(xiang)接(jie)，其(qi)接(jie)頭(tou)(tou)處材質取兩者材質高(gao)者，且其(qi)長(chang)度(du)在接(jie)頭(tou)(tou)處上游至少要有5m。
⑤. 為(wei)避免火(huo)炬系(xi)統發(fa)生內爆(bao)炸或產生其他(ta)不(bu)安全因(yin)素，火(huo)炬氣(qi)(qi)(qi)總管(guan)的(de)上(shang)游最遠端(duan)設(she)有(you)(you)固定的(de)吹(chui)(chui)掃(sao)(sao)設(she)施，該吹(chui)(chui)掃(sao)(sao)設(she)施包括一(yi)個流量計、一(yi)個止回閥(fa)和(he)一(yi)個手動調(diao)節閥(fa)門。所有(you)(you)的(de)火(huo)炬總管(guan)都應(ying)設(she)氮氣(qi)(qi)(qi)吹(chui)(chui)掃(sao)(sao)用軟管(guan)接口。常用的(de)吹(chui)(chui)掃(sao)(sao)氣(qi)(qi)(qi)首(shou)選為(wei)可燃(ran)氣(qi)(qi)(qi)體（如燃(ran)料(liao)氣(qi)(qi)(qi)），但對于低溫管(guan)線，吹(chui)(chui)掃(sao)(sao)氣(qi)(qi)(qi)在(zai)最低溫度時應(ying)不(bu)發(fa)生部(bu)分或全部(bu)冷凝，對此一(yi)般采用氮氣(qi)(qi)(qi)吹(chui)(chui)掃(sao)(sao)。
⑥. 火炬氣分離罐(guan)（分液(ye)罐(guan)）
每根火(huo)炬排(pai)放氣(qi)(qi)總管(guan)(guan)都應(ying)設分(fen)(fen)(fen)離(li)罐(guan)，用以分(fen)(fen)(fen)離(li)氣(qi)(qi)體夾(jia)帶的(de)(de)液(ye)滴或(huo)可能(neng)(neng)發(fa)生的(de)(de)兩相流(liu)中的(de)(de)液(ye)相。為(wei)防止產生“火(huo)雨(yu)”，分(fen)(fen)(fen)離(li)罐(guan)的(de)(de)分(fen)(fen)(fen)離(li)能(neng)(neng)力為(wei)至少(shao)將不(bu)小于400μm的(de)(de)液(ye)滴分(fen)(fen)(fen)離(li)下(xia)來，最好將不(bu)小于150μm的(de)(de)液(ye)滴也分(fen)(fen)(fen)離(li)下(xia)來，盡(jin)量(liang)(liang)減少(shao)液(ye)滴夾(jia)帶。分(fen)(fen)(fen)離(li)罐(guan)選用直徑一(yi)般為(wei)其(qi)長度(du)(du)的(de)(de)1／3～1／2，并為(wei)火(huo)炬總管(guan)(guan)尺寸的(de)(de)3～4.5倍。分(fen)(fen)(fen)離(li)罐(guan)的(de)(de)尺寸是以排(pai)放物(wu)流(liu)中最大(da)排(pai)液(ye)量(liang)(liang)計算，儲存10～30min的(de)(de)排(pai)液(ye)量(liang)(liang)，一(yi)般取(qu)20min。如果(guo)已另外設置了(le)單獨的(de)(de)液(ye)相收(shou)集系(xi)統，或(huo)者在最大(da)火(huo)炬負荷的(de)(de)緊(jin)急情(qing)況下(xia)也不(bu)會有大(da)量(liang)(liang)的(de)(de)兩相流(liu)排(pai)出，此時可以讓排(pai)放物(wu)流(liu)不(bu)經分(fen)(fen)(fen)離(li)罐(guan)，只設一(yi)個與液(ye)體收(shou)集系(xi)統相連的(de)(de)集液(ye)管(guan)(guan)就可以了(le)。有的(de)(de)項(xiang)目火(huo)炬氣(qi)(qi)分(fen)(fen)(fen)離(li)罐(guan)（分(fen)(fen)(fen)液(ye)罐(guan)）為(wei)臥式，有的(de)(de)項(xiang)目為(wei)立(li)式，分(fen)(fen)(fen)離(li)罐(guan)（分(fen)(fen)(fen)液(ye)罐(guan)）的(de)(de)布(bu)置高度(du)(du)影響(xiang)著(zhu)整個裝置管(guan)(guan)廊(lang)的(de)(de)布(bu)置高度(du)(du)，在配管(guan)(guan)設計時，應(ying)盡(jin)量(liang)(liang)降低分(fen)(fen)(fen)離(li)罐(guan)的(de)(de)布(bu)置高度(du)(du)。
⑦. 火炬氣水封罐(guan)
水(shui)封(feng)(feng)(feng)(feng)罐(guan)的(de)(de)(de)作用是防止(zhi)回火(huo)(huo)(huo)(huo)現象的(de)(de)(de)發(fa)生（防止(zhi)回火(huo)(huo)(huo)(huo)的(de)(de)(de)設施還(huan)有速度封(feng)(feng)(feng)(feng)、分(fen)子封(feng)(feng)(feng)(feng)等），假設發(fa)生回火(huo)(huo)(huo)(huo)，火(huo)(huo)(huo)(huo)焰(yan)(yan)通過火(huo)(huo)(huo)(huo)炬氣出口(kou)進入(ru)水(shui)封(feng)(feng)(feng)(feng)罐(guan)后因為(wei)入(ru)口(kou)管(guan)道(dao)在水(shui)面以下(xia)(xia)，因此杜絕了火(huo)(huo)(huo)(huo)焰(yan)(yan)的(de)(de)(de)繼續傳(chuan)播。火(huo)(huo)(huo)(huo)炬氣水(shui)封(feng)(feng)(feng)(feng)罐(guan)有溢流管(guan)，據API 521和SH 3009要(yao)求(qiu)(qiu)，溢流管(guan)的(de)(de)(de)水(shui)封(feng)(feng)(feng)(feng)高(gao)度應大于等于1.75倍水(shui)封(feng)(feng)(feng)(feng)罐(guan)內氣相空間的(de)(de)(de)最大操(cao)作壓力（表壓），溢流管(guan)口(kou)徑最小為(wei)DN50，其高(gao)點處(chu)管(guan)道(dao)下(xia)(xia)部內表面應與要(yao)求(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)水(shui)封(feng)(feng)(feng)(feng)液面處(chu)于同一高(gao)度。圖(tu)2.44所示為(wei)某布(bu)置的(de)(de)(de)高(gao)差要(yao)求(qiu)(qiu)。如(ru)果溢流管(guan)布(bu)置偏高(gao)，則(ze)水(shui)封(feng)(feng)(feng)(feng)罐(guan)偏高(gao)，導(dao)致(zhi)(zhi)水(shui)封(feng)(feng)(feng)(feng)罐(guan)連接(jie)的(de)(de)(de)火(huo)(huo)(huo)(huo)炬管(guan)偏高(gao)，導(dao)致(zhi)(zhi)長(chang)距離管(guan)廊(lang)偏高(gao)等。
