1. 裝置簡介
火(huo)(huo)炬(ju)(ju)是處理(li)石油化(hua)工廠(chang)(chang)、煉油廠(chang)(chang)當發(fa)生事故時或在正常生產(chan)中排放大量易燃、有毒(du)、有腐(fu)蝕性(xing)氣體用的(de)。火(huo)(huo)炬(ju)(ju)形式可分(fen)為高空火(huo)(huo)炬(ju)(ju)和(he)地面火(huo)(huo)炬(ju)(ju)。火(huo)(huo)炬(ju)(ju)形式的(de)選擇應根據火(huo)(huo)炬(ju)(ju)系統的(de)設計處理(li)量、項目所在地的(de)總圖布置以及環境保護的(de)要求等因素確(que)定。
地(di)(di)(di)面火(huo)(huo)炬(ju)(ju)系統由火(huo)(huo)炬(ju)(ju)的(de)(de)(de)內(nei)外(wai)設備(bei)(bei)組(zu)成，火(huo)(huo)炬(ju)(ju)的(de)(de)(de)內(nei)部(bu)(bu)(bu)有成排的(de)(de)(de)高(gao)壓燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)器(qi)(qi)和(he)低(di)(di)壓燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)器(qi)(qi)，所有的(de)(de)(de)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)管(guan)線埋在地(di)(di)(di)面下以(yi)避免燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)過程中的(de)(de)(de)熱(re)輻(fu)射；圍(wei)墻將燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)器(qi)(qi)與(yu)(yu)外(wai)部(bu)(bu)(bu)輔助(zhu)設備(bei)(bei)分(fen)隔(ge)開，考慮(lv)到空氣的(de)(de)(de)流進，金(jin)屬(shu)圍(wei)欄(lan)(lan)(lan)的(de)(de)(de)底部(bu)(bu)(bu)被(bei)架(jia)空，但仍可(ke)以(yi)通(tong)過在圍(wei)欄(lan)(lan)(lan)的(de)(de)(de)支(zhi)撐(cheng)結構上增加面板來屏(ping)蔽掉熱(re)量。每個(ge)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)室的(de)(de)(de)設計原理相(xiang)同，每級(ji)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)操作(zuo)通(tong)過壓力來控制(zhi)，利用(yong)緊閉切斷蝶閥開／關來達到分(fen)級(ji)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)，通(tong)過使(shi)(shi)用(yong)釋壓裝(zhuang)置如防爆閥或防爆針以(yi)保(bao)(bao)證安(an)全。每一級(ji)設有兩(liang)個(ge)長(chang)明燈(deng)，點火(huo)(huo)系統與(yu)(yu)高(gao)架(jia)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)相(xiang)同，多(duo)個(ge)長(chang)明燈(deng)確保(bao)(bao)安(an)全，不(bu)需(xu)要(yao)(yao)蒸汽(qi)和(he)強(qiang)制(zhi)通(tong)風，即可(ke)達到100％燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)。無論何時，如果火(huo)(huo)炬(ju)(ju)氣的(de)(de)(de)壓力不(bu)足(zu)，可(ke)能需(xu)要(yao)(yao)少量的(de)(de)(de)蒸汽(qi)。燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)室周圍(wei)安(an)裝(zhuang)垂(chui)直金(jin)屬(shu)圍(wei)欄(lan)(lan)(lan)，此吸熱(re)圍(wei)欄(lan)(lan)(lan)將地(di)(di)(di)面熱(re)輻(fu)射隔(ge)離在內(nei)，使(shi)(shi)其不(bu)向四周擴散，圍(wei)欄(lan)(lan)(lan)外(wai)面的(de)(de)(de)輻(fu)射熱(re)低(di)(di)于1.6kW／㎡。地(di)(di)(di)面火(huo)(huo)炬(ju)(ju)的(de)(de)(de)主要(yao)(yao)部(bu)(bu)(bu)件包(bao)括：多(duo)點的(de)(de)(de)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)；長(chang)明燈(deng)、排放點火(huo)(huo)器(qi)(qi)和(he)火(huo)(huo)焰(yan)檢(jian)測器(qi)(qi)；支(zhi)持結構和(he)輔助(zhu)設備(bei)(bei)；分(fen)液罐；液體密封；管(guan)道系統；輔助(zhu)設備(bei)(bei)。地(di)(di)(di)面火(huo)(huo)炬(ju)(ju)不(bu)能用(yong)于有毒物質的(de)(de)(de)焚燒(shao)(shao)。地(di)(di)(di)面火(huo)(huo)炬(ju)(ju)周圍(wei)最小無障礙(ai)區(qu)的(de)(de)(de)半徑為76～152m，且應設圍(wei)墻以(yi)確保(bao)(bao)安(an)全。
高(gao)(gao)架(jia)(jia)火(huo)炬(ju)即采(cai)用豎立的(de)(de)火(huo)炬(ju)筒(tong)體將燃(ran)燒(shao)(shao)器(qi)（又稱(cheng)火(huo)炬(ju)頭(tou)）高(gao)(gao)架(jia)(jia)于空中(zhong)(zhong)，火(huo)炬(ju)氣(qi)通過火(huo)炬(ju)筒(tong)體進入(ru)(ru)燃(ran)燒(shao)(shao)器(qi)，燃(ran)燒(shao)(shao)后(hou)的(de)(de)煙氣(qi)直接進入(ru)(ru)空氣(qi)中(zhong)(zhong)，隨氣(qi)流擴散(san)至遠處(chu)。根(gen)據(ju)火(huo)炬(ju)筒(tong)體的(de)(de)支撐(cheng)形(xing)式(shi)，高(gao)(gao)架(jia)(jia)火(huo)炬(ju)又可分(fen)為塔架(jia)(jia)式(shi)、半塔架(jia)(jia)式(shi)、自(zi)支撐(cheng)式(shi)、拉(la)線式(shi)，如圖(tu)2.42所(suo)示。高(gao)(gao)架(jia)(jia)火(huo)炬(ju)主(zhu)要包(bao)括分(fen)液罐(guan)（也稱(cheng)排放(fang)罐(guan)，有的(de)(de)火(huo)炬(ju)系統不(bu)止一(yi)(yi)個）、密(mi)封(feng)罐(guan)（大多用水封(feng)，稱(cheng)為水封(feng)罐(guan)）、火(huo)炬(ju)收(shou)集管(guan)線、火(huo)炬(ju)筒(tong)體、火(huo)炬(ju)頭(tou)、氣(qi)體密(mi)封(feng)、長(chang)明燈(deng)(deng)(deng)及監(jian)測(ce)長(chang)明燈(deng)(deng)(deng)的(de)(de)熱電器(qi)、清煙裝置、航標(biao)指示燈(deng)(deng)(deng)、點火(huo)設(she)施(shi)、監(jian)視(shi)電視(shi)（一(yi)(yi)般離(li)火(huo)炬(ju)有一(yi)(yi)定距離(li)）。
高(gao)(gao)架(jia)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)和地面火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)區(qu)別(bie)：地面火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)處(chu)理量比高(gao)(gao)架(jia)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)小(xiao)，不能燃(ran)燒有毒氣體。地面火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)開(kai)啟過早會(hui)產(chan)生(sheng)回火(huo)(huo)(huo)現象，開(kai)啟過晚會(hui)造成(cheng)憋壓。高(gao)(gao)架(jia)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)由于火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)氣出口速度較(jiao)快，其燃(ran)燒所產(chan)生(sheng)的(de)噪(zao)聲是無法(fa)避免的(de)。高(gao)(gao)架(jia)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)在放空燃(ran)燒時，火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)頭處(chu)所產(chan)生(sheng)巨大火(huo)(huo)(huo)焰(yan)造成(cheng)的(de)熱輻射(she)對高(gao)(gao)架(jia)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)附近的(de)工作人員及(ji)設備有很大的(de)影響。環保方(fang)面看(kan)(kan)，地面火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)比高(gao)(gao)架(jia)火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)好，從投(tou)資及(ji)維護方(fang)面來看(kan)(kan)，地面火(huo)(huo)(huo)炬(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)成(cheng)本(ben)較(jiao)高(gao)(gao)，但是運行成(cheng)本(ben)低(di)且(qie)維修方(fang)便。
高架火炬典型工藝流程示意圖(tu)見圖(tu)2.43。
2．火炬系(xi)統的(de)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(ju)系統
在開車(che)、正常(chang)運行(xing)、停車(che)和(he)事故時排放(fang)的(de)氣(qi)體均要送火(huo)(huo)炬(ju)(ju)處(chu)理。以(yi)各種情況下最(zui)大排放(fang)量(liang)來進行(xing)火(huo)(huo)炬(ju)(ju)系(xi)統(tong)處(chu)理能力的(de)設計，同(tong)時要保(bao)證在一(yi)個寬的(de)流(liu)量(liang)范(fan)圍內系(xi)統(tong)運行(xing)良好。火(huo)(huo)炬(ju)(ju)系(xi)統(tong)本身要保(bao)證生產裝置安全運行(xing)，并應考(kao)慮對環境的(de)影響，消除和(he)盡量(liang)減(jian)少(shao)對大氣(qi)的(de)污(wu)染(ran)、噪聲等。當兩火(huo)(huo)炬(ju)(ju)集中布置時，火(huo)(huo)炬(ju)(ju)的(de)間距應使一(yi)個火(huo)(huo)炬(ju)(ju)燃(ran)燒最(zui)大氣(qi)量(liang)時所產生的(de)輻射(she)熱(re)，不影響另一(yi)個火(huo)(huo)炬(ju)(ju)檢(jian)修工作的(de)進行(xing)。火(huo)(huo)炬(ju)(ju)的(de)防空(kong)標志和(he)燈光保(bao)護應按有關規定執行(xing)。
②. 安全閥(fa)和控(kong)制閥(fa)的排放系統(tong)管(guan)道(dao)
安全閥(fa)和(he)控(kong)制閥(fa)排放(fang)系統(tong)按有(you)關規定來設計。該排放(fang)系統(tong)若與火炬系統(tong)相(xiang)連，其管道材(cai)質不(bu)能低于(yu)碳鋼，對于(yu)可能產生低溫和(he)高(gao)溫的部分要做應力分析(xi)計算(suan)，選用適宜的材(cai)質和(he)進行相(xiang)應的加工處(chu)理(li)。排放(fang)管道最好(hao)從(cong)上(shang)方與火炬系統(tong)總管45°相(xiang)連，以免產生排氣(qi)、排液死角。
③. 火(huo)炬總管到分離器要(yao)(yao)有一定(ding)坡度以便(bian)排(pai)液，坡向(xiang)分離器坡度不小于(yu)2‰，對于(yu)排(pai)液死角要(yao)(yao)設排(pai)液口(kou)并將排(pai)出液回收儲(chu)存。
④. 要考慮溫(wen)度(du)對管(guan)路的影(ying)響，設置溫(wen)度(du)補償的膨(peng)脹節，一般用環形的，特殊情況下用波紋形膨(peng)脹器。如果總(zong)管(guan)與(yu)(yu)總(zong)管(guan)相接(jie)或總(zong)管(guan)與(yu)(yu)支管(guan)相接(jie)，其接(jie)頭(tou)處(chu)材質取兩者材質高者，且其長度(du)在接(jie)頭(tou)處(chu)上游(you)至少要有5m。
⑤. 為(wei)避免火(huo)炬(ju)(ju)(ju)系統發生內爆炸或產生其他(ta)不安(an)全因素，火(huo)炬(ju)(ju)(ju)氣總(zong)管的(de)上游最遠端設有(you)固(gu)定(ding)的(de)吹掃(sao)設施，該吹掃(sao)設施包括一個(ge)流量計、一個(ge)止回閥和一個(ge)手動調節(jie)閥門。所有(you)的(de)火(huo)炬(ju)(ju)(ju)總(zong)管都(dou)應(ying)設氮(dan)氣吹掃(sao)用軟管接口。常(chang)用的(de)吹掃(sao)氣首選為(wei)可燃氣體（如(ru)燃料氣），但對于低溫管線(xian)，吹掃(sao)氣在(zai)最低溫度時(shi)應(ying)不發生部分或全部冷凝，對此(ci)一般采用氮(dan)氣吹掃(sao)。
⑥. 火炬氣分(fen)離罐(guan)（分(fen)液罐(guan)）
每根火炬(ju)(ju)排(pai)(pai)(pai)放(fang)氣總管(guan)都應設(she)分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)罐，用以(yi)分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)氣體夾帶的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)液(ye)滴或(huo)可能(neng)發生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)兩相(xiang)流中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)液(ye)相(xiang)。為(wei)防止產生“火雨”，分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)罐的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)能(neng)力為(wei)至少(shao)將不(bu)(bu)小(xiao)于400μm的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)液(ye)滴分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)下(xia)來，最好將不(bu)(bu)小(xiao)于150μm的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)液(ye)滴也分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)下(xia)來，盡(jin)量減少(shao)液(ye)滴夾帶。分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)罐選(xuan)用直徑一般為(wei)其長度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)1／3～1／2，并為(wei)火炬(ju)(ju)總管(guan)尺寸的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)3～4.5倍。分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)罐的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)尺寸是以(yi)排(pai)(pai)(pai)放(fang)物(wu)流中最大(da)排(pai)(pai)(pai)液(ye)量計(ji)算，儲存(cun)10～30min的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)排(pai)(pai)(pai)液(ye)量，一般取20min。如果已另(ling)外設(she)置了單獨的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)液(ye)相(xiang)收集系統，或(huo)者在最大(da)火炬(ju)(ju)負(fu)荷的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)緊急情況下(xia)也不(bu)(bu)會有(you)大(da)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)兩相(xiang)流排(pai)(pai)(pai)出(chu)，此(ci)時可以(yi)讓排(pai)(pai)(pai)放(fang)物(wu)流不(bu)(bu)經(jing)分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)罐，只設(she)一個(ge)與液(ye)體收集系統相(xiang)連(lian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)集液(ye)管(guan)就(jiu)可以(yi)了。有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)項目火炬(ju)(ju)氣分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)罐（分(fen)(fen)(fen)液(ye)罐）為(wei)臥式，有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)項目為(wei)立式，分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)罐（分(fen)(fen)(fen)液(ye)罐）的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)布置高(gao)度影響著整個(ge)裝置管(guan)廊的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)布置高(gao)度，在配管(guan)設(she)計(ji)時，應盡(jin)量降低(di)分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)罐的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)布置高(gao)度。
⑦. 火(huo)炬(ju)氣(qi)水封罐
水(shui)(shui)(shui)(shui)封(feng)(feng)(feng)罐(guan)的作(zuo)用是防(fang)止回(hui)火現象的發生(sheng)(sheng)（防(fang)止回(hui)火的設(she)施還(huan)有(you)速度封(feng)(feng)(feng)、分(fen)子(zi)封(feng)(feng)(feng)等(deng)），假設(she)發生(sheng)(sheng)回(hui)火，火焰通過(guo)火炬氣出口進(jin)入水(shui)(shui)(shui)(shui)封(feng)(feng)(feng)罐(guan)后因為入口管(guan)(guan)道在水(shui)(shui)(shui)(shui)面以下，因此杜絕了火焰的繼(ji)續傳播。火炬氣水(shui)(shui)(shui)(shui)封(feng)(feng)(feng)罐(guan)有(you)溢(yi)流(liu)(liu)管(guan)(guan)，據API 521和(he)SH 3009要(yao)求，溢(yi)流(liu)(liu)管(guan)(guan)的水(shui)(shui)(shui)(shui)封(feng)(feng)(feng)高度應大于(yu)等(deng)于(yu)1.75倍(bei)水(shui)(shui)(shui)(shui)封(feng)(feng)(feng)罐(guan)內(nei)氣相空間的最大操(cao)作(zuo)壓力（表壓），溢(yi)流(liu)(liu)管(guan)(guan)口徑最小為DN50，其高點處(chu)管(guan)(guan)道下部(bu)內(nei)表面應與要(yao)求的水(shui)(shui)(shui)(shui)封(feng)(feng)(feng)液面處(chu)于(yu)同一高度。圖2.44所示為某布置的高差(cha)要(yao)求。如果(guo)溢(yi)流(liu)(liu)管(guan)(guan)布置偏(pian)(pian)高，則水(shui)(shui)(shui)(shui)封(feng)(feng)(feng)罐(guan)偏(pian)(pian)高，導致水(shui)(shui)(shui)(shui)封(feng)(feng)(feng)罐(guan)連接的火炬管(guan)(guan)偏(pian)(pian)高，導致長距離(li)管(guan)(guan)廊偏(pian)(pian)高等(deng)。
