1. 裝置簡(jian)介(jie)
火(huo)炬(ju)是處理(li)石油化工廠、煉油廠當發(fa)生事故時(shi)或在(zai)正(zheng)常生產中排放(fang)大(da)量易燃、有毒(du)、有腐蝕性氣(qi)體用的。火(huo)炬(ju)形(xing)式可分為高空火(huo)炬(ju)和地面火(huo)炬(ju)。火(huo)炬(ju)形(xing)式的選(xuan)擇應根據火(huo)炬(ju)系統的設計處理(li)量、項目所在(zai)地的總圖布(bu)置以及(ji)環(huan)境保護的要求(qiu)等因(yin)素確(que)定。
地面(mian)(mian)(mian)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)系(xi)統由火(huo)(huo)炬(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)內外(wai)設(she)(she)備(bei)組(zu)成，火(huo)(huo)炬(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)內部有(you)成排的(de)(de)(de)(de)高壓(ya)燃燒(shao)(shao)(shao)器(qi)和低壓(ya)燃燒(shao)(shao)(shao)器(qi)，所有(you)的(de)(de)(de)(de)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)管線埋在(zai)地面(mian)(mian)(mian)下以(yi)(yi)避(bi)免(mian)燃燒(shao)(shao)(shao)過程中的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)輻(fu)射；圍(wei)墻(qiang)將燃燒(shao)(shao)(shao)器(qi)與外(wai)部輔助設(she)(she)備(bei)分(fen)隔開，考慮(lv)到空(kong)氣的(de)(de)(de)(de)流(liu)進，金屬(shu)圍(wei)欄(lan)(lan)的(de)(de)(de)(de)底部被架(jia)空(kong)，但(dan)仍可以(yi)(yi)通(tong)(tong)過在(zai)圍(wei)欄(lan)(lan)的(de)(de)(de)(de)支撐結構(gou)上增(zeng)加面(mian)(mian)(mian)板來(lai)(lai)屏(ping)蔽掉熱(re)(re)(re)量。每(mei)個燃燒(shao)(shao)(shao)室的(de)(de)(de)(de)設(she)(she)計(ji)原(yuan)理相同，每(mei)級燃燒(shao)(shao)(shao)器(qi)的(de)(de)(de)(de)操(cao)作通(tong)(tong)過壓(ya)力來(lai)(lai)控制(zhi)(zhi)，利用(yong)緊(jin)閉切斷蝶閥開／關來(lai)(lai)達到分(fen)級燃燒(shao)(shao)(shao)的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)，通(tong)(tong)過使(shi)用(yong)釋(shi)壓(ya)裝置如(ru)防(fang)(fang)爆(bao)閥或防(fang)(fang)爆(bao)針以(yi)(yi)保(bao)證安(an)全。每(mei)一級設(she)(she)有(you)兩(liang)個長(chang)明(ming)(ming)燈(deng)，點火(huo)(huo)系(xi)統與高架(jia)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)相同，多(duo)個長(chang)明(ming)(ming)燈(deng)確保(bao)安(an)全，不需(xu)要(yao)蒸汽和強制(zhi)(zhi)通(tong)(tong)風，即可達到100％燃燒(shao)(shao)(shao)。無(wu)(wu)論何時，如(ru)果火(huo)(huo)炬(ju)(ju)氣的(de)(de)(de)(de)壓(ya)力不足(zu)，可能(neng)需(xu)要(yao)少量的(de)(de)(de)(de)蒸汽。燃燒(shao)(shao)(shao)室周(zhou)圍(wei)安(an)裝垂直金屬(shu)圍(wei)欄(lan)(lan)，此吸熱(re)(re)(re)圍(wei)欄(lan)(lan)將地面(mian)(mian)(mian)熱(re)(re)(re)輻(fu)射隔離(li)在(zai)內，使(shi)其不向四(si)周(zhou)擴散，圍(wei)欄(lan)(lan)外(wai)面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)輻(fu)射熱(re)(re)(re)低于1.6kW／㎡。地面(mian)(mian)(mian)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)主要(yao)部件包括(kuo)：多(duo)點的(de)(de)(de)(de)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)燃燒(shao)(shao)(shao)；長(chang)明(ming)(ming)燈(deng)、排放點火(huo)(huo)器(qi)和火(huo)(huo)焰檢測器(qi)；支持(chi)結構(gou)和輔助設(she)(she)備(bei)；分(fen)液(ye)罐；液(ye)體密封；管道系(xi)統；輔助設(she)(she)備(bei)。地面(mian)(mian)(mian)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)不能(neng)用(yong)于有(you)毒物質的(de)(de)(de)(de)焚(fen)燒(shao)(shao)(shao)。地面(mian)(mian)(mian)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)周(zhou)圍(wei)最小(xiao)無(wu)(wu)障礙區的(de)(de)(de)(de)半徑為76～152m，且應設(she)(she)圍(wei)墻(qiang)以(yi)(yi)確保(bao)安(an)全。
高(gao)架(jia)火(huo)(huo)炬(ju)即采用豎立的(de)火(huo)(huo)炬(ju)筒(tong)(tong)(tong)體(ti)將燃(ran)燒(shao)器(qi)（又稱(cheng)(cheng)火(huo)(huo)炬(ju)頭）高(gao)架(jia)于空中，火(huo)(huo)炬(ju)氣通(tong)過火(huo)(huo)炬(ju)筒(tong)(tong)(tong)體(ti)進入(ru)燃(ran)燒(shao)器(qi)，燃(ran)燒(shao)后的(de)煙氣直接(jie)進入(ru)空氣中，隨氣流(liu)擴散至遠處。根(gen)據火(huo)(huo)炬(ju)筒(tong)(tong)(tong)體(ti)的(de)支撐形式，高(gao)架(jia)火(huo)(huo)炬(ju)又可分為(wei)塔架(jia)式、半塔架(jia)式、自支撐式、拉線式，如圖(tu)2.42所示(shi)。高(gao)架(jia)火(huo)(huo)炬(ju)主要包括(kuo)分液罐(guan)(guan)（也稱(cheng)(cheng)排放罐(guan)(guan)，有(you)(you)的(de)火(huo)(huo)炬(ju)系統不止(zhi)一個）、密(mi)封罐(guan)(guan)（大多(duo)用水封，稱(cheng)(cheng)為(wei)水封罐(guan)(guan)）、火(huo)(huo)炬(ju)收集管線、火(huo)(huo)炬(ju)筒(tong)(tong)(tong)體(ti)、火(huo)(huo)炬(ju)頭、氣體(ti)密(mi)封、長明(ming)燈(deng)及監(jian)測(ce)長明(ming)燈(deng)的(de)熱(re)電(dian)器(qi)、清煙裝置、航標(biao)指示(shi)燈(deng)、點火(huo)(huo)設施、監(jian)視電(dian)視（一般離(li)火(huo)(huo)炬(ju)有(you)(you)一定距離(li)）。
高架火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)和地(di)面(mian)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)(de)區別：地(di)面(mian)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)處(chu)理量(liang)比高架火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)小，不能燃燒(shao)有(you)毒氣(qi)體(ti)。地(di)面(mian)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)開(kai)啟過(guo)早會產生(sheng)(sheng)回火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)現象，開(kai)啟過(guo)晚會造成憋壓。高架火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)由于火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)氣(qi)出(chu)口速(su)度較快，其燃燒(shao)所(suo)產生(sheng)(sheng)的(de)(de)噪聲是無法避免的(de)(de)。高架火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)在(zai)放空燃燒(shao)時，火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)頭處(chu)所(suo)產生(sheng)(sheng)巨大火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)焰造成的(de)(de)熱輻射對高架火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)附近的(de)(de)工作(zuo)人員及設備有(you)很大的(de)(de)影響。環保方面(mian)看，地(di)面(mian)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)比高架火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)好(hao)，從投資及維(wei)護(hu)方面(mian)來看，地(di)面(mian)火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)成本較高，但是運行成本低且維(wei)修方便。
高架火炬典型工藝流程示意(yi)圖見圖2.43。
2．火炬(ju)系統(tong)的設計
①. 不同(tong)處理的(de)介質和不同(tong)工作條件有不同(tong)的(de)火炬系統(tong)
在開車、正常運行(xing)、停車和(he)事故時排放的(de)氣體均要(yao)送火(huo)炬(ju)處(chu)(chu)理。以各種情況下最(zui)大(da)排放量(liang)(liang)來進行(xing)火(huo)炬(ju)系統(tong)處(chu)(chu)理能力的(de)設(she)計(ji)，同(tong)時要(yao)保證(zheng)在一個(ge)寬(kuan)的(de)流量(liang)(liang)范(fan)圍(wei)內系統(tong)運行(xing)良好。火(huo)炬(ju)系統(tong)本身要(yao)保證(zheng)生產裝置(zhi)安全(quan)運行(xing)，并應(ying)(ying)考慮對(dui)環境的(de)影(ying)響，消除和(he)盡(jin)量(liang)(liang)減少對(dui)大(da)氣的(de)污染、噪(zao)聲等。當兩火(huo)炬(ju)集中布(bu)置(zhi)時，火(huo)炬(ju)的(de)間距應(ying)(ying)使一個(ge)火(huo)炬(ju)燃(ran)燒最(zui)大(da)氣量(liang)(liang)時所產生的(de)輻射熱，不(bu)影(ying)響另一個(ge)火(huo)炬(ju)檢修工作的(de)進行(xing)。火(huo)炬(ju)的(de)防空標志和(he)燈光(guang)保護應(ying)(ying)按有關規定執(zhi)行(xing)。
②. 安(an)全閥和控(kong)制閥的排放(fang)系統管道(dao)
安全閥和控制(zhi)閥排(pai)放系統(tong)按有關規定來設計。該排(pai)放系統(tong)若與火炬系統(tong)相連，其管道材(cai)質不能(neng)低于碳(tan)鋼(gang)，對于可能(neng)產(chan)生(sheng)低溫(wen)和高溫(wen)的部分(fen)要(yao)做(zuo)應力(li)分(fen)析計算，選用(yong)適宜的材(cai)質和進行相應的加工處理。排(pai)放管道最好從上方與火炬系統(tong)總管45°相連，以免產(chan)生(sheng)排(pai)氣(qi)、排(pai)液死角(jiao)。
③. 火炬總(zong)管到(dao)分離器要有(you)一定坡(po)(po)度以(yi)便排(pai)(pai)液，坡(po)(po)向分離器坡(po)(po)度不小于(yu)2‰，對(dui)于(yu)排(pai)(pai)液死(si)角要設排(pai)(pai)液口并將排(pai)(pai)出液回收儲存(cun)。
④. 要考(kao)慮溫(wen)度(du)對管路的(de)影(ying)響，設置溫(wen)度(du)補償的(de)膨(peng)脹(zhang)節，一(yi)般(ban)用(yong)環形的(de)，特殊(shu)情況下用(yong)波紋形膨(peng)脹(zhang)器。如果總管與(yu)總管相接(jie)或總管與(yu)支管相接(jie)，其(qi)接(jie)頭處(chu)材質(zhi)取兩者材質(zhi)高者，且其(qi)長度(du)在接(jie)頭處(chu)上游至(zhi)少要有(you)5m。
⑤. 為(wei)避免火炬系統發生內爆炸或產生其他不(bu)安(an)全因(yin)素，火炬氣(qi)(qi)總管的上游最遠端設有固定的吹掃設施，該吹掃設施包(bao)括一(yi)(yi)(yi)個流量計、一(yi)(yi)(yi)個止(zhi)回閥和一(yi)(yi)(yi)個手動調節閥門。所(suo)有的火炬總管都應(ying)設氮(dan)氣(qi)(qi)吹掃用(yong)軟(ruan)管接口(kou)。常用(yong)的吹掃氣(qi)(qi)首選為(wei)可(ke)燃氣(qi)(qi)體(ti)（如燃料(liao)氣(qi)(qi)），但對于低(di)溫(wen)管線，吹掃氣(qi)(qi)在最低(di)溫(wen)度(du)時應(ying)不(bu)發生部(bu)分或全部(bu)冷凝，對此一(yi)(yi)(yi)般(ban)采用(yong)氮(dan)氣(qi)(qi)吹掃。
⑥. 火炬氣分離罐(guan)（分液罐(guan)）
每(mei)根火炬排(pai)(pai)放氣總管(guan)都(dou)應設分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)(li)罐(guan)(guan)(guan)，用(yong)以(yi)(yi)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)(li)氣體夾帶的液(ye)(ye)(ye)(ye)滴或可能發生的兩(liang)相(xiang)流中的液(ye)(ye)(ye)(ye)相(xiang)。為防止產生“火雨”，分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)(li)罐(guan)(guan)(guan)的分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)(li)能力為至少將(jiang)不小于(yu)(yu)400μm的液(ye)(ye)(ye)(ye)滴分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)(li)下(xia)來，最好(hao)將(jiang)不小于(yu)(yu)150μm的液(ye)(ye)(ye)(ye)滴也分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)(li)下(xia)來，盡(jin)量(liang)減少液(ye)(ye)(ye)(ye)滴夾帶。分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)(li)罐(guan)(guan)(guan)選用(yong)直徑(jing)一(yi)般為其長度(du)的1／3～1／2，并為火炬總管(guan)尺(chi)寸(cun)的3～4.5倍。分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)(li)罐(guan)(guan)(guan)的尺(chi)寸(cun)是以(yi)(yi)排(pai)(pai)放物(wu)流中最大(da)排(pai)(pai)液(ye)(ye)(ye)(ye)量(liang)計(ji)算，儲存10～30min的排(pai)(pai)液(ye)(ye)(ye)(ye)量(liang)，一(yi)般取20min。如果已另外設置(zhi)(zhi)了單獨(du)的液(ye)(ye)(ye)(ye)相(xiang)收集(ji)系統(tong)，或者(zhe)在最大(da)火炬負(fu)荷的緊急(ji)情(qing)況下(xia)也不會有(you)大(da)量(liang)的兩(liang)相(xiang)流排(pai)(pai)出，此時(shi)可以(yi)(yi)讓排(pai)(pai)放物(wu)流不經(jing)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)(li)罐(guan)(guan)(guan)，只設一(yi)個(ge)與(yu)液(ye)(ye)(ye)(ye)體收集(ji)系統(tong)相(xiang)連的集(ji)液(ye)(ye)(ye)(ye)管(guan)就可以(yi)(yi)了。有(you)的項目火炬氣分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)(li)罐(guan)(guan)(guan)（分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)液(ye)(ye)(ye)(ye)罐(guan)(guan)(guan)）為臥式，有(you)的項目為立式，分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)(li)罐(guan)(guan)(guan)（分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)液(ye)(ye)(ye)(ye)罐(guan)(guan)(guan)）的布置(zhi)(zhi)高度(du)影響著整個(ge)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)管(guan)廊的布置(zhi)(zhi)高度(du)，在配管(guan)設計(ji)時(shi)，應盡(jin)量(liang)降低分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)(li)罐(guan)(guan)(guan)的布置(zhi)(zhi)高度(du)。
⑦. 火炬氣水封罐(guan)
水(shui)(shui)封(feng)罐(guan)(guan)的(de)(de)作用是防止回火(huo)(huo)現象的(de)(de)發(fa)生（防止回火(huo)(huo)的(de)(de)設(she)施(shi)還有(you)(you)速(su)度(du)封(feng)、分子封(feng)等(deng)），假(jia)設(she)發(fa)生回火(huo)(huo)，火(huo)(huo)焰通(tong)過(guo)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)氣出口(kou)進(jin)入水(shui)(shui)封(feng)罐(guan)(guan)后因(yin)為(wei)入口(kou)管(guan)(guan)道在水(shui)(shui)面以下，因(yin)此杜絕了(le)火(huo)(huo)焰的(de)(de)繼續傳播。火(huo)(huo)炬(ju)(ju)氣水(shui)(shui)封(feng)罐(guan)(guan)有(you)(you)溢(yi)(yi)(yi)流管(guan)(guan)，據API 521和(he)SH 3009要求(qiu)，溢(yi)(yi)(yi)流管(guan)(guan)的(de)(de)水(shui)(shui)封(feng)高(gao)(gao)度(du)應(ying)大(da)于(yu)等(deng)于(yu)1.75倍水(shui)(shui)封(feng)罐(guan)(guan)內(nei)氣相空間的(de)(de)最(zui)大(da)操(cao)作壓(ya)力（表(biao)壓(ya)），溢(yi)(yi)(yi)流管(guan)(guan)口(kou)徑最(zui)小為(wei)DN50，其高(gao)(gao)點處管(guan)(guan)道下部內(nei)表(biao)面應(ying)與(yu)要求(qiu)的(de)(de)水(shui)(shui)封(feng)液(ye)面處于(yu)同一(yi)高(gao)(gao)度(du)。圖(tu)2.44所示為(wei)某布(bu)置的(de)(de)高(gao)(gao)差(cha)要求(qiu)。如果溢(yi)(yi)(yi)流管(guan)(guan)布(bu)置偏高(gao)(gao)，則水(shui)(shui)封(feng)罐(guan)(guan)偏高(gao)(gao)，導致(zhi)水(shui)(shui)封(feng)罐(guan)(guan)連接(jie)的(de)(de)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)管(guan)(guan)偏高(gao)(gao)，導致(zhi)長距(ju)離管(guan)(guan)廊偏高(gao)(gao)等(deng)。
