1. 裝置簡介
火炬(ju)(ju)是(shi)處(chu)理石油化工廠、煉油廠當發生事故時或在正常生產中排放大量易(yi)燃(ran)、有毒、有腐蝕性(xing)氣體用的。火炬(ju)(ju)形(xing)式(shi)可分為高(gao)空火炬(ju)(ju)和(he)地(di)(di)面(mian)火炬(ju)(ju)。火炬(ju)(ju)形(xing)式(shi)的選(xuan)擇應(ying)根(gen)據火炬(ju)(ju)系統的設(she)計處(chu)理量、項目所在地(di)(di)的總(zong)圖布置以及環境(jing)保護的要求(qiu)等因素確定。
地(di)面(mian)(mian)火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)系(xi)(xi)統由火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)內外(wai)設(she)(she)(she)備(bei)組(zu)成(cheng)，火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)內部(bu)有成(cheng)排的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高壓(ya)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)器和低壓(ya)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)器，所有的(de)(de)(de)(de)(de)(de)火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)管線埋在(zai)地(di)面(mian)(mian)下以(yi)避(bi)免燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)過(guo)程(cheng)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)輻射(she)(she)；圍(wei)(wei)墻將燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)器與外(wai)部(bu)輔(fu)助設(she)(she)(she)備(bei)分隔(ge)開(kai)，考慮到(dao)空(kong)氣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)流進，金(jin)屬圍(wei)(wei)欄(lan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)底部(bu)被架(jia)空(kong)，但仍可(ke)(ke)以(yi)通(tong)過(guo)在(zai)圍(wei)(wei)欄(lan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)支撐結構上增加面(mian)(mian)板來屏蔽掉熱(re)(re)量。每(mei)個(ge)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)室的(de)(de)(de)(de)(de)(de)設(she)(she)(she)計(ji)原理相同，每(mei)級燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)器的(de)(de)(de)(de)(de)(de)操(cao)作通(tong)過(guo)壓(ya)力(li)來控(kong)制，利用(yong)緊閉切斷蝶閥開(kai)／關(guan)來達到(dao)分級燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，通(tong)過(guo)使用(yong)釋壓(ya)裝(zhuang)置(zhi)如(ru)防爆(bao)閥或防爆(bao)針以(yi)保證安(an)全(quan)(quan)。每(mei)一(yi)級設(she)(she)(she)有兩(liang)個(ge)長(chang)明燈(deng)，點火(huo)(huo)(huo)(huo)系(xi)(xi)統與高架(jia)火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)相同，多個(ge)長(chang)明燈(deng)確(que)保安(an)全(quan)(quan)，不(bu)(bu)需要(yao)蒸(zheng)汽(qi)和強(qiang)制通(tong)風，即可(ke)(ke)達到(dao)100％燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)。無(wu)論(lun)何時，如(ru)果火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)氣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)壓(ya)力(li)不(bu)(bu)足(zu)，可(ke)(ke)能需要(yao)少量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)蒸(zheng)汽(qi)。燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)室周(zhou)圍(wei)(wei)安(an)裝(zhuang)垂直金(jin)屬圍(wei)(wei)欄(lan)，此吸(xi)熱(re)(re)圍(wei)(wei)欄(lan)將地(di)面(mian)(mian)熱(re)(re)輻射(she)(she)隔(ge)離在(zai)內，使其(qi)不(bu)(bu)向四周(zhou)擴散，圍(wei)(wei)欄(lan)外(wai)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)輻射(she)(she)熱(re)(re)低于1.6kW／㎡。地(di)面(mian)(mian)火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)主要(yao)部(bu)件包括：多點的(de)(de)(de)(de)(de)(de)火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)；長(chang)明燈(deng)、排放點火(huo)(huo)(huo)(huo)器和火(huo)(huo)(huo)(huo)焰檢測器；支持結構和輔(fu)助設(she)(she)(she)備(bei)；分液罐；液體密(mi)封；管道系(xi)(xi)統；輔(fu)助設(she)(she)(she)備(bei)。地(di)面(mian)(mian)火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)不(bu)(bu)能用(yong)于有毒(du)物質的(de)(de)(de)(de)(de)(de)焚(fen)燒(shao)(shao)。地(di)面(mian)(mian)火(huo)(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)周(zhou)圍(wei)(wei)最小無(wu)障礙區的(de)(de)(de)(de)(de)(de)半徑為76～152m，且應設(she)(she)(she)圍(wei)(wei)墻以(yi)確(que)保安(an)全(quan)(quan)。
高架(jia)(jia)(jia)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)即(ji)采用豎立的(de)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)筒(tong)體將燃(ran)燒(shao)器(qi)(qi)（又(you)(you)稱火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)頭）高架(jia)(jia)(jia)于空中(zhong)，火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)氣(qi)通過火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)筒(tong)體進入(ru)燃(ran)燒(shao)器(qi)(qi)，燃(ran)燒(shao)后的(de)煙氣(qi)直接進入(ru)空氣(qi)中(zhong)，隨氣(qi)流擴散至遠處。根(gen)據(ju)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)筒(tong)體的(de)支撐形式(shi)，高架(jia)(jia)(jia)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)又(you)(you)可分為塔架(jia)(jia)(jia)式(shi)、半塔架(jia)(jia)(jia)式(shi)、自支撐式(shi)、拉(la)線式(shi)，如圖2.42所示。高架(jia)(jia)(jia)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)主要(yao)包(bao)括分液罐(guan)（也稱排放罐(guan)，有的(de)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)系統不止一個）、密(mi)封(feng)罐(guan)（大多用水(shui)封(feng)，稱為水(shui)封(feng)罐(guan)）、火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)收集管線、火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)筒(tong)體、火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)頭、氣(qi)體密(mi)封(feng)、長明燈(deng)(deng)及監測長明燈(deng)(deng)的(de)熱(re)電(dian)器(qi)(qi)、清煙裝置、航標指示燈(deng)(deng)、點火(huo)(huo)(huo)設施、監視(shi)電(dian)視(shi)（一般(ban)離火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)有一定(ding)距離）。
高(gao)(gao)架(jia)(jia)(jia)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)和地(di)(di)(di)面(mian)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)的(de)區(qu)別：地(di)(di)(di)面(mian)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)處(chu)理(li)量比高(gao)(gao)架(jia)(jia)(jia)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)小，不(bu)能燃燒有毒(du)氣體。地(di)(di)(di)面(mian)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)開(kai)啟過(guo)早會(hui)產(chan)(chan)生回火(huo)(huo)(huo)現(xian)象，開(kai)啟過(guo)晚(wan)會(hui)造成(cheng)(cheng)憋壓(ya)。高(gao)(gao)架(jia)(jia)(jia)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)由于火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)氣出口速度較快，其(qi)燃燒所產(chan)(chan)生的(de)噪聲(sheng)是(shi)無法避(bi)免(mian)的(de)。高(gao)(gao)架(jia)(jia)(jia)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)在放空燃燒時，火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)頭(tou)處(chu)所產(chan)(chan)生巨大(da)火(huo)(huo)(huo)焰造成(cheng)(cheng)的(de)熱輻(fu)射(she)對高(gao)(gao)架(jia)(jia)(jia)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)附近的(de)工作(zuo)人員(yuan)及設備有很(hen)大(da)的(de)影(ying)響。環保方(fang)面(mian)看(kan)，地(di)(di)(di)面(mian)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)比高(gao)(gao)架(jia)(jia)(jia)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)好，從投資及維護方(fang)面(mian)來看(kan)，地(di)(di)(di)面(mian)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)成(cheng)(cheng)本較高(gao)(gao)，但是(shi)運行成(cheng)(cheng)本低且(qie)維修方(fang)便。
高架火(huo)炬典型工藝流程(cheng)示意圖(tu)見圖(tu)2.43。
2．火炬系(xi)統的設計
①. 不(bu)同處理的介質和不(bu)同工作條件有(you)不(bu)同的火炬系統
在開(kai)車(che)、正常運行(xing)(xing)、停車(che)和事故時(shi)排放的(de)(de)(de)(de)(de)氣體(ti)均要送火(huo)炬(ju)處(chu)理(li)。以各種情況下(xia)最大排放量(liang)來進(jin)行(xing)(xing)火(huo)炬(ju)系統處(chu)理(li)能(neng)力的(de)(de)(de)(de)(de)設(she)計(ji)，同(tong)時(shi)要保(bao)證(zheng)在一(yi)個(ge)(ge)寬的(de)(de)(de)(de)(de)流量(liang)范圍內系統運行(xing)(xing)良(liang)好。火(huo)炬(ju)系統本身要保(bao)證(zheng)生(sheng)產裝置安全運行(xing)(xing)，并應考慮對環境的(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)，消(xiao)除和盡量(liang)減少對大氣的(de)(de)(de)(de)(de)污染(ran)、噪聲等。當兩火(huo)炬(ju)集(ji)中(zhong)布置時(shi)，火(huo)炬(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)間距應使(shi)一(yi)個(ge)(ge)火(huo)炬(ju)燃燒最大氣量(liang)時(shi)所產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)輻射熱，不影響(xiang)另一(yi)個(ge)(ge)火(huo)炬(ju)檢修(xiu)工作的(de)(de)(de)(de)(de)進(jin)行(xing)(xing)。火(huo)炬(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)防空標志和燈光保(bao)護應按(an)有關規定執行(xing)(xing)。
②. 安全(quan)閥和控制閥的排放(fang)系統管(guan)道(dao)
安全閥和控制閥排(pai)(pai)放(fang)(fang)系(xi)統按有關規定來設計。該排(pai)(pai)放(fang)(fang)系(xi)統若與火炬(ju)系(xi)統相連，其管道(dao)材質(zhi)不能(neng)(neng)低于(yu)碳鋼，對于(yu)可能(neng)(neng)產生低溫和高(gao)溫的(de)部(bu)分要(yao)做(zuo)應力分析計算，選用(yong)適(shi)宜(yi)的(de)材質(zhi)和進(jin)行相應的(de)加工處理。排(pai)(pai)放(fang)(fang)管道(dao)最好從上方與火炬(ju)系(xi)統總管45°相連，以免產生排(pai)(pai)氣(qi)、排(pai)(pai)液死角。
③. 火炬(ju)總管到分離器(qi)要(yao)有一定(ding)坡度(du)以便排(pai)液(ye)(ye)，坡向分離器(qi)坡度(du)不小于2‰，對(dui)于排(pai)液(ye)(ye)死角要(yao)設排(pai)液(ye)(ye)口并將排(pai)出液(ye)(ye)回收儲存。
④. 要考慮溫度(du)對管(guan)(guan)路的(de)(de)影響，設置溫度(du)補償的(de)(de)膨脹(zhang)節，一般用(yong)(yong)環形(xing)的(de)(de)，特殊情況下用(yong)(yong)波紋形(xing)膨脹(zhang)器。如(ru)果(guo)總管(guan)(guan)與(yu)總管(guan)(guan)相接(jie)或(huo)總管(guan)(guan)與(yu)支(zhi)管(guan)(guan)相接(jie)，其(qi)接(jie)頭(tou)處材質取兩者材質高者，且其(qi)長度(du)在接(jie)頭(tou)處上游至(zhi)少要有5m。
⑤. 為避(bi)免火(huo)炬系(xi)統發(fa)生內爆炸或(huo)產生其他不安全因素，火(huo)炬氣(qi)總管(guan)的上游最(zui)遠(yuan)端設有固(gu)定的吹(chui)(chui)(chui)掃(sao)(sao)(sao)設施(shi)，該吹(chui)(chui)(chui)掃(sao)(sao)(sao)設施(shi)包括一(yi)個(ge)流(liu)量計、一(yi)個(ge)止(zhi)回閥(fa)和一(yi)個(ge)手動(dong)調節閥(fa)門。所(suo)有的火(huo)炬總管(guan)都應(ying)(ying)設氮(dan)氣(qi)吹(chui)(chui)(chui)掃(sao)(sao)(sao)用軟管(guan)接口。常(chang)用的吹(chui)(chui)(chui)掃(sao)(sao)(sao)氣(qi)首選為可(ke)燃氣(qi)體（如燃料氣(qi)），但對于低溫(wen)管(guan)線，吹(chui)(chui)(chui)掃(sao)(sao)(sao)氣(qi)在最(zui)低溫(wen)度時應(ying)(ying)不發(fa)生部分或(huo)全部冷凝，對此一(yi)般(ban)采用氮(dan)氣(qi)吹(chui)(chui)(chui)掃(sao)(sao)(sao)。
⑥. 火炬氣(qi)分離罐(guan)（分液罐(guan)）
每根(gen)火(huo)炬(ju)(ju)排(pai)(pai)(pai)放(fang)氣總(zong)(zong)管都(dou)應設分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)罐(guan)(guan)，用以(yi)分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)氣體(ti)夾帶的(de)(de)(de)液(ye)(ye)(ye)滴或可(ke)能發生(sheng)的(de)(de)(de)兩相流中(zhong)的(de)(de)(de)液(ye)(ye)(ye)相。為(wei)防止產(chan)生(sheng)“火(huo)雨”，分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)罐(guan)(guan)的(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)能力(li)為(wei)至少(shao)將(jiang)不(bu)小于400μm的(de)(de)(de)液(ye)(ye)(ye)滴分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)下(xia)(xia)來，最好將(jiang)不(bu)小于150μm的(de)(de)(de)液(ye)(ye)(ye)滴也分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)下(xia)(xia)來，盡量(liang)減少(shao)液(ye)(ye)(ye)滴夾帶。分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)罐(guan)(guan)選用直徑一(yi)般為(wei)其(qi)長(chang)度(du)(du)的(de)(de)(de)1／3～1／2，并為(wei)火(huo)炬(ju)(ju)總(zong)(zong)管尺寸的(de)(de)(de)3～4.5倍。分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)罐(guan)(guan)的(de)(de)(de)尺寸是以(yi)排(pai)(pai)(pai)放(fang)物流中(zhong)最大(da)排(pai)(pai)(pai)液(ye)(ye)(ye)量(liang)計(ji)算，儲(chu)存(cun)10～30min的(de)(de)(de)排(pai)(pai)(pai)液(ye)(ye)(ye)量(liang)，一(yi)般取20min。如果已另外(wai)設置(zhi)(zhi)了單(dan)獨(du)的(de)(de)(de)液(ye)(ye)(ye)相收(shou)集(ji)系統，或者在(zai)最大(da)火(huo)炬(ju)(ju)負荷的(de)(de)(de)緊急情況下(xia)(xia)也不(bu)會有(you)大(da)量(liang)的(de)(de)(de)兩相流排(pai)(pai)(pai)出(chu)，此時可(ke)以(yi)讓排(pai)(pai)(pai)放(fang)物流不(bu)經分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)罐(guan)(guan)，只設一(yi)個與液(ye)(ye)(ye)體(ti)收(shou)集(ji)系統相連(lian)的(de)(de)(de)集(ji)液(ye)(ye)(ye)管就可(ke)以(yi)了。有(you)的(de)(de)(de)項目火(huo)炬(ju)(ju)氣分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)罐(guan)(guan)（分(fen)(fen)(fen)液(ye)(ye)(ye)罐(guan)(guan)）為(wei)臥式(shi)，有(you)的(de)(de)(de)項目為(wei)立式(shi)，分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)罐(guan)(guan)（分(fen)(fen)(fen)液(ye)(ye)(ye)罐(guan)(guan)）的(de)(de)(de)布(bu)(bu)置(zhi)(zhi)高(gao)度(du)(du)影響著整(zheng)個裝置(zhi)(zhi)管廊的(de)(de)(de)布(bu)(bu)置(zhi)(zhi)高(gao)度(du)(du)，在(zai)配管設計(ji)時，應盡量(liang)降低分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)罐(guan)(guan)的(de)(de)(de)布(bu)(bu)置(zhi)(zhi)高(gao)度(du)(du)。
⑦. 火炬氣水封罐
水(shui)(shui)封(feng)(feng)罐(guan)的(de)(de)(de)作(zuo)用是防(fang)(fang)止回(hui)火現象的(de)(de)(de)發生(sheng)（防(fang)(fang)止回(hui)火的(de)(de)(de)設施(shi)還有(you)速度(du)(du)封(feng)(feng)、分(fen)子封(feng)(feng)等），假設發生(sheng)回(hui)火，火焰通過火炬(ju)氣出口進入(ru)水(shui)(shui)封(feng)(feng)罐(guan)后因為(wei)入(ru)口管(guan)(guan)(guan)道在水(shui)(shui)面(mian)以(yi)下，因此杜絕了火焰的(de)(de)(de)繼續傳(chuan)播。火炬(ju)氣水(shui)(shui)封(feng)(feng)罐(guan)有(you)溢流管(guan)(guan)(guan)，據API 521和(he)SH 3009要求，溢流管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)封(feng)(feng)高(gao)(gao)度(du)(du)應大于等于1.75倍水(shui)(shui)封(feng)(feng)罐(guan)內(nei)氣相空間(jian)的(de)(de)(de)最大操作(zuo)壓力（表壓），溢流管(guan)(guan)(guan)口徑最小為(wei)DN50，其高(gao)(gao)點(dian)處(chu)管(guan)(guan)(guan)道下部內(nei)表面(mian)應與要求的(de)(de)(de)水(shui)(shui)封(feng)(feng)液(ye)面(mian)處(chu)于同一高(gao)(gao)度(du)(du)。圖2.44所示為(wei)某布置(zhi)的(de)(de)(de)高(gao)(gao)差要求。如果溢流管(guan)(guan)(guan)布置(zhi)偏高(gao)(gao)，則水(shui)(shui)封(feng)(feng)罐(guan)偏高(gao)(gao)，導(dao)致水(shui)(shui)封(feng)(feng)罐(guan)連接的(de)(de)(de)火炬(ju)管(guan)(guan)(guan)偏高(gao)(gao)，導(dao)致長距離管(guan)(guan)(guan)廊偏高(gao)(gao)等。
