1. 裝置簡介
火炬(ju)(ju)是處理(li)石油化(hua)工(gong)廠、煉油廠當(dang)發生事故時或在(zai)正常生產中排放大量易燃、有(you)毒(du)、有(you)腐蝕性氣體用的(de)(de)(de)(de)。火炬(ju)(ju)形式(shi)可分為高空火炬(ju)(ju)和地(di)面火炬(ju)(ju)。火炬(ju)(ju)形式(shi)的(de)(de)(de)(de)選(xuan)擇(ze)應根據火炬(ju)(ju)系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)(de)設計處理(li)量、項目所在(zai)地(di)的(de)(de)(de)(de)總(zong)圖布置以及環境保護的(de)(de)(de)(de)要求等(deng)因素確定。
地(di)(di)面火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)系(xi)統由火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)的(de)(de)(de)內(nei)外設(she)(she)備組成(cheng)，火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)的(de)(de)(de)內(nei)部(bu)有(you)(you)成(cheng)排的(de)(de)(de)高壓燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒器(qi)(qi)和低(di)(di)壓燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒器(qi)(qi)，所有(you)(you)的(de)(de)(de)火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)管線埋在(zai)地(di)(di)面下以避免(mian)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒過(guo)程中的(de)(de)(de)熱(re)(re)輻(fu)射(she)；圍(wei)(wei)墻(qiang)將燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒器(qi)(qi)與外部(bu)輔助設(she)(she)備分(fen)(fen)隔開，考慮到(dao)空氣的(de)(de)(de)流(liu)進(jin)，金屬(shu)圍(wei)(wei)欄(lan)(lan)(lan)的(de)(de)(de)底部(bu)被架空，但仍可以通過(guo)在(zai)圍(wei)(wei)欄(lan)(lan)(lan)的(de)(de)(de)支(zhi)撐結構(gou)上增加面板(ban)來(lai)(lai)(lai)屏蔽掉熱(re)(re)量(liang)。每個燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒室(shi)的(de)(de)(de)設(she)(she)計原理相同(tong)，每級燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒器(qi)(qi)的(de)(de)(de)操作(zuo)通過(guo)壓力來(lai)(lai)(lai)控制，利用(yong)(yong)緊閉切斷蝶閥開／關(guan)來(lai)(lai)(lai)達到(dao)分(fen)(fen)級燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)，通過(guo)使用(yong)(yong)釋壓裝(zhuang)置如防(fang)爆閥或防(fang)爆針以保(bao)(bao)(bao)證安全。每一級設(she)(she)有(you)(you)兩(liang)個長(chang)明(ming)燈(deng)(deng)，點火(huo)(huo)(huo)(huo)系(xi)統與高架火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)相同(tong)，多(duo)個長(chang)明(ming)燈(deng)(deng)確(que)保(bao)(bao)(bao)安全，不(bu)需(xu)要(yao)蒸(zheng)汽和強制通風，即可達到(dao)100％燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒。無論何時，如果火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)氣的(de)(de)(de)壓力不(bu)足，可能需(xu)要(yao)少量(liang)的(de)(de)(de)蒸(zheng)汽。燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒室(shi)周圍(wei)(wei)安裝(zhuang)垂直金屬(shu)圍(wei)(wei)欄(lan)(lan)(lan)，此吸熱(re)(re)圍(wei)(wei)欄(lan)(lan)(lan)將地(di)(di)面熱(re)(re)輻(fu)射(she)隔離在(zai)內(nei)，使其不(bu)向(xiang)四周擴散(san)，圍(wei)(wei)欄(lan)(lan)(lan)外面的(de)(de)(de)輻(fu)射(she)熱(re)(re)低(di)(di)于1.6kW／㎡。地(di)(di)面火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)的(de)(de)(de)主要(yao)部(bu)件包括：多(duo)點的(de)(de)(de)火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒；長(chang)明(ming)燈(deng)(deng)、排放點火(huo)(huo)(huo)(huo)器(qi)(qi)和火(huo)(huo)(huo)(huo)焰檢(jian)測器(qi)(qi)；支(zhi)持結構(gou)和輔助設(she)(she)備；分(fen)(fen)液罐；液體密封；管道系(xi)統；輔助設(she)(she)備。地(di)(di)面火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)不(bu)能用(yong)(yong)于有(you)(you)毒物質的(de)(de)(de)焚燒。地(di)(di)面火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)周圍(wei)(wei)最(zui)小(xiao)無障礙區的(de)(de)(de)半徑(jing)為76～152m，且應設(she)(she)圍(wei)(wei)墻(qiang)以確(que)保(bao)(bao)(bao)安全。
高架(jia)火(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)即采用(yong)豎立的(de)(de)火(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)筒(tong)體將燃(ran)燒器（又稱火(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)頭(tou)）高架(jia)于空(kong)中，火(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)氣(qi)(qi)通過火(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)筒(tong)體進入(ru)燃(ran)燒器，燃(ran)燒后的(de)(de)煙(yan)氣(qi)(qi)直接進入(ru)空(kong)氣(qi)(qi)中，隨氣(qi)(qi)流擴(kuo)散至(zhi)遠處(chu)。根據火(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)筒(tong)體的(de)(de)支(zhi)撐形式，高架(jia)火(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)又可分為塔架(jia)式、半塔架(jia)式、自支(zhi)撐式、拉(la)線式，如圖2.42所示。高架(jia)火(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)主要(yao)包括分液罐(guan)（也(ye)稱排(pai)放(fang)罐(guan)，有(you)的(de)(de)火(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)系統(tong)不止(zhi)一個）、密封罐(guan)（大(da)多用(yong)水封，稱為水封罐(guan)）、火(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)收集管線、火(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)筒(tong)體、火(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)頭(tou)、氣(qi)(qi)體密封、長(chang)明燈(deng)及監(jian)測長(chang)明燈(deng)的(de)(de)熱電(dian)器、清煙(yan)裝置、航標指示燈(deng)、點火(huo)設施、監(jian)視電(dian)視（一般(ban)離(li)火(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)有(you)一定距(ju)離(li)）。
高(gao)(gao)(gao)架(jia)(jia)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)和地面(mian)(mian)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)的區別：地面(mian)(mian)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)處(chu)理量(liang)比高(gao)(gao)(gao)架(jia)(jia)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)小(xiao)，不能(neng)燃燒有毒氣體。地面(mian)(mian)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)開啟過早會(hui)產生回(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)現象，開啟過晚會(hui)造成(cheng)憋壓。高(gao)(gao)(gao)架(jia)(jia)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)由于火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)氣出口速(su)度(du)較快(kuai)，其燃燒所產生的噪聲(sheng)是無法避免的。高(gao)(gao)(gao)架(jia)(jia)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)在(zai)放空燃燒時，火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)頭處(chu)所產生巨(ju)大火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)焰(yan)造成(cheng)的熱(re)輻射對高(gao)(gao)(gao)架(jia)(jia)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)附近的工作人員及(ji)設備有很大的影響。環保方面(mian)(mian)看，地面(mian)(mian)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)比高(gao)(gao)(gao)架(jia)(jia)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)好，從投資(zi)及(ji)維護方面(mian)(mian)來看，地面(mian)(mian)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)成(cheng)本(ben)較高(gao)(gao)(gao)，但(dan)是運行(xing)成(cheng)本(ben)低且維修方便。
高架火(huo)炬典(dian)型工藝流程示意圖(tu)見圖(tu)2.43。
2．火炬(ju)系統的(de)設計
①. 不同處理的介質(zhi)和不同工作條(tiao)件有不同的火炬(ju)系統
在開車、正(zheng)常(chang)運(yun)(yun)行、停車和事故時排放的(de)氣(qi)體均要送火(huo)炬(ju)(ju)處理。以各種情(qing)況下最(zui)大(da)排放量(liang)來進(jin)行火(huo)炬(ju)(ju)系統處理能力(li)的(de)設計，同(tong)時要保證(zheng)在一個寬的(de)流量(liang)范圍(wei)內系統運(yun)(yun)行良(liang)好。火(huo)炬(ju)(ju)系統本身要保證(zheng)生(sheng)(sheng)產裝置安全運(yun)(yun)行，并應考慮(lv)對環境的(de)影(ying)響，消除和盡量(liang)減(jian)少對大(da)氣(qi)的(de)污染、噪聲等。當兩火(huo)炬(ju)(ju)集中(zhong)布(bu)置時，火(huo)炬(ju)(ju)的(de)間距(ju)應使一個火(huo)炬(ju)(ju)燃燒最(zui)大(da)氣(qi)量(liang)時所產生(sheng)(sheng)的(de)輻射熱，不(bu)影(ying)響另一個火(huo)炬(ju)(ju)檢(jian)修(xiu)工作(zuo)的(de)進(jin)行。火(huo)炬(ju)(ju)的(de)防空(kong)標志(zhi)和燈光(guang)保護(hu)應按有關規定執行。
②. 安全閥(fa)和控(kong)制(zhi)閥(fa)的排放系統管道
安全閥和(he)控制閥排(pai)放(fang)系(xi)統按有關規定來設計(ji)。該排(pai)放(fang)系(xi)統若與(yu)火炬系(xi)統相(xiang)(xiang)連(lian)，其管(guan)道材質不(bu)能低于(yu)碳(tan)鋼，對于(yu)可能產(chan)生低溫(wen)和(he)高溫(wen)的部(bu)分要做應(ying)力分析計(ji)算，選(xuan)用(yong)適(shi)宜的材質和(he)進(jin)行相(xiang)(xiang)應(ying)的加工處理。排(pai)放(fang)管(guan)道最好從(cong)上方與(yu)火炬系(xi)統總管(guan)45°相(xiang)(xiang)連(lian)，以免(mian)產(chan)生排(pai)氣、排(pai)液(ye)死角。
③. 火炬總管到分離(li)器要有一定坡(po)度以便(bian)排(pai)液(ye)，坡(po)向(xiang)分離(li)器坡(po)度不小于2‰，對(dui)于排(pai)液(ye)死角要設排(pai)液(ye)口并將排(pai)出液(ye)回(hui)收儲存。
④. 要(yao)考慮溫(wen)度對管(guan)(guan)路(lu)的影響(xiang)，設(she)置溫(wen)度補償的膨脹(zhang)節(jie)，一(yi)般用環形的，特(te)殊(shu)情況下用波紋形膨脹(zhang)器。如(ru)果總(zong)管(guan)(guan)與總(zong)管(guan)(guan)相(xiang)接(jie)或(huo)總(zong)管(guan)(guan)與支管(guan)(guan)相(xiang)接(jie)，其(qi)接(jie)頭處材質取兩者材質高者，且(qie)其(qi)長(chang)度在接(jie)頭處上游至少要(yao)有(you)5m。
⑤. 為避免火(huo)(huo)炬(ju)系統發(fa)生(sheng)內(nei)爆炸(zha)或(huo)產生(sheng)其他不安(an)全(quan)因素(su)，火(huo)(huo)炬(ju)氣(qi)(qi)總(zong)管(guan)的(de)上游(you)最遠端(duan)設(she)有固定的(de)吹(chui)掃(sao)(sao)(sao)設(she)施(shi)，該吹(chui)掃(sao)(sao)(sao)設(she)施(shi)包(bao)括(kuo)一(yi)(yi)(yi)個流(liu)量計、一(yi)(yi)(yi)個止(zhi)回閥和一(yi)(yi)(yi)個手動(dong)調節(jie)閥門。所有的(de)火(huo)(huo)炬(ju)總(zong)管(guan)都(dou)應(ying)設(she)氮(dan)氣(qi)(qi)吹(chui)掃(sao)(sao)(sao)用軟管(guan)接口。常用的(de)吹(chui)掃(sao)(sao)(sao)氣(qi)(qi)首選為可燃氣(qi)(qi)體（如燃料氣(qi)(qi)），但對于(yu)低(di)(di)溫管(guan)線，吹(chui)掃(sao)(sao)(sao)氣(qi)(qi)在(zai)最低(di)(di)溫度時(shi)應(ying)不發(fa)生(sheng)部(bu)分(fen)或(huo)全(quan)部(bu)冷凝，對此一(yi)(yi)(yi)般采用氮(dan)氣(qi)(qi)吹(chui)掃(sao)(sao)(sao)。
⑥. 火炬氣分離(li)罐（分液罐）
每根(gen)火(huo)炬(ju)排放(fang)氣(qi)總管(guan)都(dou)應設分(fen)(fen)離(li)罐(guan)，用以分(fen)(fen)離(li)氣(qi)體夾帶的(de)(de)(de)(de)(de)(de)液(ye)(ye)(ye)(ye)滴或可能(neng)發生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)兩相(xiang)流中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)液(ye)(ye)(ye)(ye)相(xiang)。為(wei)防止產生“火(huo)雨”，分(fen)(fen)離(li)罐(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)離(li)能(neng)力為(wei)至少(shao)將不小(xiao)于400μm的(de)(de)(de)(de)(de)(de)液(ye)(ye)(ye)(ye)滴分(fen)(fen)離(li)下來(lai)，最好將不小(xiao)于150μm的(de)(de)(de)(de)(de)(de)液(ye)(ye)(ye)(ye)滴也分(fen)(fen)離(li)下來(lai)，盡量減(jian)少(shao)液(ye)(ye)(ye)(ye)滴夾帶。分(fen)(fen)離(li)罐(guan)選用直(zhi)徑一(yi)般為(wei)其長度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)1／3～1／2，并為(wei)火(huo)炬(ju)總管(guan)尺寸的(de)(de)(de)(de)(de)(de)3～4.5倍(bei)。分(fen)(fen)離(li)罐(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)尺寸是以排放(fang)物(wu)流中(zhong)最大(da)排液(ye)(ye)(ye)(ye)量計算，儲存(cun)10～30min的(de)(de)(de)(de)(de)(de)排液(ye)(ye)(ye)(ye)量，一(yi)般取20min。如果已另外(wai)設置了(le)單獨的(de)(de)(de)(de)(de)(de)液(ye)(ye)(ye)(ye)相(xiang)收(shou)集系統(tong)，或者(zhe)在最大(da)火(huo)炬(ju)負荷的(de)(de)(de)(de)(de)(de)緊急(ji)情況下也不會有(you)大(da)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)兩相(xiang)流排出，此(ci)時(shi)(shi)可以讓排放(fang)物(wu)流不經分(fen)(fen)離(li)罐(guan)，只設一(yi)個與液(ye)(ye)(ye)(ye)體收(shou)集系統(tong)相(xiang)連的(de)(de)(de)(de)(de)(de)集液(ye)(ye)(ye)(ye)管(guan)就可以了(le)。有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)項(xiang)目火(huo)炬(ju)氣(qi)分(fen)(fen)離(li)罐(guan)（分(fen)(fen)液(ye)(ye)(ye)(ye)罐(guan)）為(wei)臥式，有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)項(xiang)目為(wei)立式，分(fen)(fen)離(li)罐(guan)（分(fen)(fen)液(ye)(ye)(ye)(ye)罐(guan)）的(de)(de)(de)(de)(de)(de)布(bu)置高度(du)影響(xiang)著(zhu)整個裝置管(guan)廊的(de)(de)(de)(de)(de)(de)布(bu)置高度(du)，在配管(guan)設計時(shi)(shi)，應盡量降低(di)分(fen)(fen)離(li)罐(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)布(bu)置高度(du)。
⑦. 火炬氣水封(feng)罐
水封(feng)罐(guan)(guan)的(de)作(zuo)用是防止回(hui)火(huo)(huo)(huo)現象的(de)發(fa)生（防止回(hui)火(huo)(huo)(huo)的(de)設(she)施還有速度(du)封(feng)、分(fen)子封(feng)等(deng)），假設(she)發(fa)生回(hui)火(huo)(huo)(huo)，火(huo)(huo)(huo)焰(yan)通(tong)過火(huo)(huo)(huo)炬氣(qi)(qi)出(chu)口(kou)進(jin)入(ru)水封(feng)罐(guan)(guan)后因(yin)為入(ru)口(kou)管道在水面(mian)以下，因(yin)此(ci)杜絕(jue)了(le)火(huo)(huo)(huo)焰(yan)的(de)繼(ji)續傳播(bo)。火(huo)(huo)(huo)炬氣(qi)(qi)水封(feng)罐(guan)(guan)有溢(yi)流(liu)管，據(ju)API 521和SH 3009要求(qiu)，溢(yi)流(liu)管的(de)水封(feng)高(gao)(gao)(gao)(gao)度(du)應大于等(deng)于1.75倍水封(feng)罐(guan)(guan)內氣(qi)(qi)相空間的(de)最(zui)大操作(zuo)壓力（表壓），溢(yi)流(liu)管口(kou)徑最(zui)小為DN50，其高(gao)(gao)(gao)(gao)點處管道下部內表面(mian)應與要求(qiu)的(de)水封(feng)液面(mian)處于同一高(gao)(gao)(gao)(gao)度(du)。圖(tu)2.44所示為某(mou)布置的(de)高(gao)(gao)(gao)(gao)差要求(qiu)。如果(guo)溢(yi)流(liu)管布置偏高(gao)(gao)(gao)(gao)，則水封(feng)罐(guan)(guan)偏高(gao)(gao)(gao)(gao)，導致水封(feng)罐(guan)(guan)連接的(de)火(huo)(huo)(huo)炬管偏高(gao)(gao)(gao)(gao)，導致長(chang)距離(li)管廊偏高(gao)(gao)(gao)(gao)等(deng)。
