1. 裝置(zhi)簡介
火(huo)(huo)炬(ju)是處理(li)石油化工廠、煉(lian)油廠當發生事故時或在(zai)正(zheng)常生產中排放(fang)大(da)量易燃(ran)、有毒、有腐蝕性氣體(ti)用的(de)(de)。火(huo)(huo)炬(ju)形式可分為高空火(huo)(huo)炬(ju)和(he)地面火(huo)(huo)炬(ju)。火(huo)(huo)炬(ju)形式的(de)(de)選擇應根據火(huo)(huo)炬(ju)系統的(de)(de)設(she)計(ji)處理(li)量、項目所在(zai)地的(de)(de)總圖(tu)布(bu)置以及環境保護的(de)(de)要求等因素確(que)定(ding)。
地(di)面火(huo)(huo)炬(ju)系(xi)(xi)統(tong)由(you)火(huo)(huo)炬(ju)的(de)(de)(de)內外(wai)設備組成，火(huo)(huo)炬(ju)的(de)(de)(de)內部有(you)成排的(de)(de)(de)高(gao)(gao)壓(ya)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)器和低壓(ya)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)器，所有(you)的(de)(de)(de)火(huo)(huo)炬(ju)管線埋(mai)在地(di)面下(xia)以避(bi)免燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)過程中的(de)(de)(de)熱(re)輻射；圍墻將燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)器與(yu)外(wai)部輔助(zhu)設備分(fen)(fen)隔(ge)(ge)開，考慮到空氣的(de)(de)(de)流(liu)進(jin)，金屬(shu)圍欄(lan)的(de)(de)(de)底部被架空，但仍(reng)可以通過在圍欄(lan)的(de)(de)(de)支撐結(jie)構(gou)上增加(jia)面板來屏(ping)蔽掉熱(re)量(liang)(liang)。每(mei)個(ge)(ge)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)室的(de)(de)(de)設計原理相同，每(mei)級燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)器的(de)(de)(de)操作(zuo)通過壓(ya)力來控制，利用(yong)緊閉切(qie)斷蝶閥開／關(guan)來達(da)到分(fen)(fen)級燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)的(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)，通過使用(yong)釋(shi)壓(ya)裝置如(ru)防爆(bao)閥或防爆(bao)針以保(bao)證安全(quan)(quan)。每(mei)一級設有(you)兩(liang)個(ge)(ge)長(chang)明燈，點(dian)火(huo)(huo)系(xi)(xi)統(tong)與(yu)高(gao)(gao)架火(huo)(huo)炬(ju)相同，多個(ge)(ge)長(chang)明燈確保(bao)安全(quan)(quan)，不(bu)需(xu)要(yao)蒸汽和強(qiang)制通風，即可達(da)到100％燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)。無論何時(shi)，如(ru)果火(huo)(huo)炬(ju)氣的(de)(de)(de)壓(ya)力不(bu)足，可能(neng)需(xu)要(yao)少量(liang)(liang)的(de)(de)(de)蒸汽。燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)室周圍安裝垂直金屬(shu)圍欄(lan)，此吸熱(re)圍欄(lan)將地(di)面熱(re)輻射隔(ge)(ge)離在內，使其不(bu)向四(si)周擴散，圍欄(lan)外(wai)面的(de)(de)(de)輻射熱(re)低于1.6kW／㎡。地(di)面火(huo)(huo)炬(ju)的(de)(de)(de)主要(yao)部件包括：多點(dian)的(de)(de)(de)火(huo)(huo)炬(ju)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)；長(chang)明燈、排放點(dian)火(huo)(huo)器和火(huo)(huo)焰檢測(ce)器；支持結(jie)構(gou)和輔助(zhu)設備；分(fen)(fen)液罐；液體密封；管道系(xi)(xi)統(tong)；輔助(zhu)設備。地(di)面火(huo)(huo)炬(ju)不(bu)能(neng)用(yong)于有(you)毒物質的(de)(de)(de)焚燒(shao)(shao)(shao)(shao)。地(di)面火(huo)(huo)炬(ju)周圍最小(xiao)無障礙區的(de)(de)(de)半徑(jing)為(wei)76～152m，且應設圍墻以確保(bao)安全(quan)(quan)。
高(gao)架(jia)(jia)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)即(ji)采用豎立的(de)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)筒體將(jiang)燃(ran)燒(shao)器（又稱火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)頭）高(gao)架(jia)(jia)于空中，火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)氣通過火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)筒體進入(ru)燃(ran)燒(shao)器，燃(ran)燒(shao)后的(de)煙氣直(zhi)接進入(ru)空氣中，隨氣流擴散至遠處。根據火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)筒體的(de)支撐形式(shi)，高(gao)架(jia)(jia)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)又可分為塔(ta)架(jia)(jia)式(shi)、半塔(ta)架(jia)(jia)式(shi)、自支撐式(shi)、拉線式(shi)，如圖2.42所示。高(gao)架(jia)(jia)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)主要(yao)包括分液罐(guan)（也稱排放(fang)罐(guan)，有的(de)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)系統(tong)不止一(yi)(yi)個）、密封(feng)罐(guan)（大多用水封(feng)，稱為水封(feng)罐(guan)）、火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)收集管線、火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)筒體、火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)頭、氣體密封(feng)、長明燈及(ji)監測長明燈的(de)熱電器、清(qing)煙裝置、航標指示燈、點火(huo)(huo)設施、監視(shi)電視(shi)（一(yi)(yi)般(ban)離(li)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)有一(yi)(yi)定距離(li)）。
高(gao)架(jia)(jia)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)和地(di)(di)(di)(di)面火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)的(de)(de)區別：地(di)(di)(di)(di)面火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)處(chu)(chu)理量比高(gao)架(jia)(jia)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)小，不能燃燒有毒氣體。地(di)(di)(di)(di)面火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)開啟過早(zao)會產生回(hui)火(huo)(huo)(huo)現象，開啟過晚會造成(cheng)(cheng)憋壓。高(gao)架(jia)(jia)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)由于火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)氣出口速(su)度(du)較(jiao)快(kuai)，其燃燒所產生的(de)(de)噪(zao)聲是無法避免的(de)(de)。高(gao)架(jia)(jia)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)在放空燃燒時(shi)，火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)頭處(chu)(chu)所產生巨大火(huo)(huo)(huo)焰造成(cheng)(cheng)的(de)(de)熱(re)輻射對高(gao)架(jia)(jia)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)附近的(de)(de)工作人員及設備(bei)有很大的(de)(de)影(ying)響(xiang)。環保方(fang)面看(kan)，地(di)(di)(di)(di)面火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)比高(gao)架(jia)(jia)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)好(hao)，從投(tou)資及維(wei)護方(fang)面來看(kan)，地(di)(di)(di)(di)面火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)成(cheng)(cheng)本(ben)較(jiao)高(gao)，但是運行成(cheng)(cheng)本(ben)低且維(wei)修方(fang)便。
高架火炬典型工藝(yi)流程示意圖見圖2.43。
2．火炬系統(tong)的(de)設(she)計(ji)
①. 不同(tong)(tong)處理的介質(zhi)和不同(tong)(tong)工(gong)作條(tiao)件(jian)有不同(tong)(tong)的火炬系統
在開車、正常運(yun)行、停車和(he)事故時(shi)排(pai)放(fang)的(de)(de)(de)(de)氣(qi)體均要送火(huo)(huo)炬(ju)(ju)處(chu)理。以各種情況(kuang)下(xia)最大(da)排(pai)放(fang)量來進行火(huo)(huo)炬(ju)(ju)系統處(chu)理能力的(de)(de)(de)(de)設計，同(tong)時(shi)要保(bao)證(zheng)在一(yi)個(ge)(ge)寬的(de)(de)(de)(de)流(liu)量范圍(wei)內系統運(yun)行良(liang)好。火(huo)(huo)炬(ju)(ju)系統本身要保(bao)證(zheng)生(sheng)產(chan)裝置安全運(yun)行，并應考慮對(dui)環境的(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響，消除和(he)盡(jin)量減少(shao)對(dui)大(da)氣(qi)的(de)(de)(de)(de)污(wu)染、噪聲(sheng)等。當兩火(huo)(huo)炬(ju)(ju)集中布(bu)置時(shi)，火(huo)(huo)炬(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)間距應使一(yi)個(ge)(ge)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)燃燒最大(da)氣(qi)量時(shi)所產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)輻射熱，不(bu)影(ying)(ying)響另一(yi)個(ge)(ge)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)檢(jian)修工作的(de)(de)(de)(de)進行。火(huo)(huo)炬(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)防空標志和(he)燈光保(bao)護(hu)應按有關規定執行。
②. 安全閥(fa)和控制閥(fa)的排放系統管道(dao)
安全(quan)閥和控制閥排(pai)(pai)放(fang)系統(tong)按有關規(gui)定來設計。該排(pai)(pai)放(fang)系統(tong)若(ruo)與火炬系統(tong)相連，其管(guan)道(dao)材質不(bu)能低于碳鋼(gang)，對(dui)于可能產(chan)生低溫(wen)和高溫(wen)的(de)(de)部分要做應力分析計算，選(xuan)用適(shi)宜的(de)(de)材質和進(jin)行相應的(de)(de)加(jia)工(gong)處理。排(pai)(pai)放(fang)管(guan)道(dao)最好從上方(fang)與火炬系統(tong)總(zong)管(guan)45°相連，以免(mian)產(chan)生排(pai)(pai)氣、排(pai)(pai)液死角。
③. 火(huo)炬總管(guan)到分離(li)(li)器(qi)要有一定(ding)坡(po)度(du)以(yi)便(bian)排(pai)液，坡(po)向分離(li)(li)器(qi)坡(po)度(du)不小(xiao)于(yu)2‰，對(dui)于(yu)排(pai)液死(si)角要設排(pai)液口并將排(pai)出液回(hui)收(shou)儲(chu)存。
④. 要考慮溫度對管(guan)(guan)路的(de)影響(xiang)，設置溫度補償的(de)膨(peng)脹(zhang)節，一般用(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(guan)(guan)與(yu)總管(guan)(guan)相(xiang)接(jie)或總管(guan)(guan)與(yu)支管(guan)(guan)相(xiang)接(jie)，其接(jie)頭處材質(zhi)取兩者(zhe)材質(zhi)高者(zhe)，且其長(chang)度在接(jie)頭處上游至少要有5m。
⑤. 為(wei)避免火(huo)炬系統發生(sheng)內爆炸或(huo)產(chan)生(sheng)其他不安全因(yin)素(su)，火(huo)炬氣總(zong)管的上游最遠端設有(you)固定的吹(chui)掃(sao)設施，該(gai)吹(chui)掃(sao)設施包括(kuo)一(yi)個流量計(ji)、一(yi)個止回閥和(he)一(yi)個手動調節(jie)閥門。所有(you)的火(huo)炬總(zong)管都應設氮氣吹(chui)掃(sao)用(yong)軟管接(jie)口。常用(yong)的吹(chui)掃(sao)氣首(shou)選為(wei)可燃氣體（如燃料(liao)氣），但對于低溫(wen)管線，吹(chui)掃(sao)氣在最低溫(wen)度時(shi)應不發生(sheng)部(bu)分或(huo)全部(bu)冷凝，對此(ci)一(yi)般采(cai)用(yong)氮氣吹(chui)掃(sao)。
⑥. 火(huo)炬(ju)氣分離罐(guan)（分液罐(guan)）
每根火炬排(pai)(pai)放(fang)氣(qi)總管都應設(she)分(fen)(fen)離(li)罐(guan)(guan)(guan)，用以(yi)分(fen)(fen)離(li)氣(qi)體夾帶的(de)(de)(de)(de)液(ye)(ye)滴(di)或可能發(fa)生的(de)(de)(de)(de)兩相(xiang)(xiang)(xiang)流中的(de)(de)(de)(de)液(ye)(ye)相(xiang)(xiang)(xiang)。為(wei)(wei)防止產生“火雨”，分(fen)(fen)離(li)罐(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)離(li)能力為(wei)(wei)至少(shao)將(jiang)不小于(yu)400μm的(de)(de)(de)(de)液(ye)(ye)滴(di)分(fen)(fen)離(li)下來，最好將(jiang)不小于(yu)150μm的(de)(de)(de)(de)液(ye)(ye)滴(di)也(ye)(ye)分(fen)(fen)離(li)下來，盡量(liang)(liang)減少(shao)液(ye)(ye)滴(di)夾帶。分(fen)(fen)離(li)罐(guan)(guan)(guan)選用直(zhi)徑一般(ban)為(wei)(wei)其長度的(de)(de)(de)(de)1／3～1／2，并為(wei)(wei)火炬總管尺(chi)寸的(de)(de)(de)(de)3～4.5倍。分(fen)(fen)離(li)罐(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)尺(chi)寸是以(yi)排(pai)(pai)放(fang)物(wu)(wu)流中最大排(pai)(pai)液(ye)(ye)量(liang)(liang)計(ji)算(suan)，儲存10～30min的(de)(de)(de)(de)排(pai)(pai)液(ye)(ye)量(liang)(liang)，一般(ban)取(qu)20min。如果(guo)已另外設(she)置(zhi)(zhi)(zhi)了單獨的(de)(de)(de)(de)液(ye)(ye)相(xiang)(xiang)(xiang)收(shou)集(ji)(ji)系統，或者在最大火炬負(fu)荷的(de)(de)(de)(de)緊急(ji)情況下也(ye)(ye)不會有(you)大量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)兩相(xiang)(xiang)(xiang)流排(pai)(pai)出，此時可以(yi)讓排(pai)(pai)放(fang)物(wu)(wu)流不經分(fen)(fen)離(li)罐(guan)(guan)(guan)，只設(she)一個(ge)與液(ye)(ye)體收(shou)集(ji)(ji)系統相(xiang)(xiang)(xiang)連的(de)(de)(de)(de)集(ji)(ji)液(ye)(ye)管就(jiu)可以(yi)了。有(you)的(de)(de)(de)(de)項(xiang)目火炬氣(qi)分(fen)(fen)離(li)罐(guan)(guan)(guan)（分(fen)(fen)液(ye)(ye)罐(guan)(guan)(guan)）為(wei)(wei)臥(wo)式，有(you)的(de)(de)(de)(de)項(xiang)目為(wei)(wei)立(li)式，分(fen)(fen)離(li)罐(guan)(guan)(guan)（分(fen)(fen)液(ye)(ye)罐(guan)(guan)(guan)）的(de)(de)(de)(de)布置(zhi)(zhi)(zhi)高度影響著整個(ge)裝置(zhi)(zhi)(zhi)管廊的(de)(de)(de)(de)布置(zhi)(zhi)(zhi)高度，在配管設(she)計(ji)時，應盡量(liang)(liang)降低(di)分(fen)(fen)離(li)罐(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)布置(zhi)(zhi)(zhi)高度。
⑦. 火炬氣水(shui)封罐
水(shui)(shui)(shui)封(feng)(feng)(feng)(feng)罐的(de)(de)作用是防止(zhi)回(hui)(hui)火(huo)(huo)現象(xiang)的(de)(de)發生(sheng)（防止(zhi)回(hui)(hui)火(huo)(huo)的(de)(de)設(she)施還(huan)有速度(du)封(feng)(feng)(feng)(feng)、分(fen)子封(feng)(feng)(feng)(feng)等），假設(she)發生(sheng)回(hui)(hui)火(huo)(huo)，火(huo)(huo)焰通過火(huo)(huo)炬(ju)氣出口(kou)進入水(shui)(shui)(shui)封(feng)(feng)(feng)(feng)罐后因(yin)(yin)為入口(kou)管道在水(shui)(shui)(shui)面以下(xia)，因(yin)(yin)此杜(du)絕了火(huo)(huo)焰的(de)(de)繼續(xu)傳播(bo)。火(huo)(huo)炬(ju)氣水(shui)(shui)(shui)封(feng)(feng)(feng)(feng)罐有溢(yi)流管，據API 521和(he)SH 3009要(yao)求，溢(yi)流管的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)封(feng)(feng)(feng)(feng)高(gao)(gao)度(du)應(ying)大于等于1.75倍(bei)水(shui)(shui)(shui)封(feng)(feng)(feng)(feng)罐內氣相空(kong)間的(de)(de)最大操作壓(ya)力（表壓(ya)），溢(yi)流管口(kou)徑最小為DN50，其高(gao)(gao)點(dian)處管道下(xia)部內表面應(ying)與要(yao)求的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)封(feng)(feng)(feng)(feng)液面處于同一高(gao)(gao)度(du)。圖2.44所(suo)示為某(mou)布置的(de)(de)高(gao)(gao)差要(yao)求。如果(guo)溢(yi)流管布置偏高(gao)(gao)，則(ze)水(shui)(shui)(shui)封(feng)(feng)(feng)(feng)罐偏高(gao)(gao)，導致(zhi)水(shui)(shui)(shui)封(feng)(feng)(feng)(feng)罐連接的(de)(de)火(huo)(huo)炬(ju)管偏高(gao)(gao)，導致(zhi)長距(ju)離管廊偏高(gao)(gao)等。
