煉油廠火炬系統(tǒng)工藝設計探析范文

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摘要：

火炬系統(tǒng)是保護煉油廠和石油化工廠的安全的一個十分重要的設施，一是在工藝裝置開工或者停工時，某些可燃氣體由于無法被利用，火炬系統(tǒng)能夠及時的處理掉這些氣體，二是由于各種突發(fā)狀況導致工藝裝置發(fā)生故障時，火炬系統(tǒng)能夠釋放其中的可燃氣體，并能夠使這些氣體燃燒掉，解決了各種存在的安全隱患。

關鍵詞:

煉油廠；火炬系統(tǒng)；工藝設計

改革開放之后，隨著石油化工產業(yè)快速發(fā)展，出現了很多新型的煉油廠，這些煉油廠大都是對原油進行深加工并且規(guī)模很大的煉油廠，而其在加工過程中產生大量外排的可燃性氣體。所以對火炬系統(tǒng)進行設計在煉油廠的安全中具有舉足輕重的作用。

1火炬系統(tǒng)設計能力

火炬系統(tǒng)是由火炬和可燃氣體分液罐等部分組成，其設計能力就是要求能夠及時解決掉最大量的火炬系統(tǒng)工藝裝置所外排的可燃性氣體，也就是說當我們知道了火炬系統(tǒng)能夠及時解決掉最大量的外排可燃氣體的能力，也就能夠知道了其設計能力。

1.1單個工藝裝置可燃氣體最大排放量

在工藝裝置生產的過程中以及突發(fā)事故發(fā)生時外排的可燃氣體，其中排放量最大的一個就是單個工藝裝置可燃氣體的最大排放量。這種可燃性氣體最大排放量一般是根據對裝置的預測然后經過各種計算而得出的結果。通常情況下，工藝裝置在發(fā)生突發(fā)事故時可燃氣體的排放量遠遠大于工藝裝置在正常工作時所排放的可燃氣體的量。在大部分工藝裝置中，通常情況下都會設置多哥可燃氣體的排放點，那么我們要怎么來確定可燃氣體的最大排放量呢？當某種事故發(fā)生時，把各個排放點的排放量進行比較，其中把排放量的排放點作為這個事故發(fā)生時此工藝裝置的可燃氣體的最大排放量，而且在進行火炬系統(tǒng)設計應該保證滿足這個最大排放量。在工藝裝置的每一個不同的設備之間，各個排放點存在上游和下游的關系，當某個排放點在排放可燃氣體，并不是說其他的排放點也在同時排放可燃氣體；當發(fā)生事故時，也不是所有的排放點都在排放可燃氣體，可能只是其中的某些點在排放。所以不能用各個排放點所排放的氣體總和作為該裝置的可燃氣體最大排放量，而是選取多哥排放點中排放量最大的點的排放量作為最大排放量，這個也是作為評估其設計能力的一個重要依據。

1.2多個工藝裝置最大排放量

在大型的煉油廠中，有許許多多的工藝裝置，通常情況下他們都會公用同一個火炬系統(tǒng)，那么確定最大排放量就沒有單個工藝裝置那么簡單了。設計人員在設計這種復雜的火炬系統(tǒng)時，應該分為兩種情況來考慮，一種是停水時能及時處理的最大排放量，另一種是停電時能及時處理的最大排放量，然后把兩種情況下的最大排放量進行比較，比較大的那一個作為評估其設計能力的一個重要依據。

2火炬直徑和高度計算

2.1馬赫數取值

主要是由可燃氣體排放到火炬出口時的速度以及最大排放量來決定的。在系統(tǒng)正常工作的情況下，可燃氣體排放到火炬出口時的速度應該為0.2馬赫數，在突發(fā)事故時可燃氣體排放到火炬出口時的速度適合取0.5馬赫數。所以分為兩種情況來確定火炬的直徑，控制可燃氣體排放到火炬出口時的速度為0.2-0.5之間，在這個范圍內能夠使得火炬得到最大的利用。

2.2輻射熱強度取值

火炬高度計算的一個十分重要的參數就是輻射熱強度。關于輻射熱強度取值有以下規(guī)定：

2.2.1不管什么地點，當操作人員在一直處暴露的情況下，取.5kw/m2當操作人員只有防護衣著但是沒有其他防護措施，而且不得不停留幾分鐘的情況下的地點,取4.5kw/m2

2.2.2當發(fā)生事故的時候，操作人員不得不在極短的時間內撤離的地點，取9kw/m2

3可燃氣體排放管道工藝計算

3.1可然氣體排放管道直徑

決定管道直徑的要素有三個，其分別為：1)介質流量2)管道起始壓力3)管道終點壓力。通常情況下，當介質流量不變時，放空管道的終點壓力也是基本保持不變的，那么管道的直徑就由另外兩種要素決定。如果某個放空管道只有一個工藝裝置占用，則應該比較各個排放點中的要素，選取其中對于管道直徑設計最不利的幾組數據來計算，然后把幾個計算結果中管道直徑最大的結果作為設計的直徑；如果某個放空管道被很多個工藝裝置占用，則應該在突發(fā)事故情況下，選取其中對于管道直徑設計最不利的幾組數據來計算，然后把幾個計算結果中管道直徑最大的結果作為設計的直徑

3.2可燃氣體排放管道起始壓力

管道直徑的三要素中，當另外兩種要素不變的情況下，管道直徑的大小和管道起始壓力成負相關的關系，當管道起始壓力變大，那么管道直徑就會變小，反之亦然。如果能夠使得管道起始壓力得到提高，那么就可以大大的減少管道的工程投資。在煉油廠的諸多工藝裝置中，不同的裝置排放氣體的排放壓力也不同，所以可以按照不同的排放壓力設置不同的排放管道，然后接入各個不同的裝置中。

3.3可燃氣體排放管道終點壓力

計算管道的終點壓力，在通常情況下都是以水封罐入口處的壓力來計算的。水封罐的水封高度、管道壓降、火炬壓降和火炬出口處壓力之和即為水封罐入口處的壓力。水封高度應該由實際的需要進行人為式的設定；在管道直徑和長度以及介質流量不變的情況下，管道壓降的計算就十分的簡單明了；火炬出口處壓力跟外界差不多，可視為大氣壓，也就是100kPa(A)；火炬壓降由三個部分構成，一是火炬筒壓降，二是分子密封器壓降，三是火炬出口處氣體動能。

4結語

合理地進行煉油廠火炬系統(tǒng)工藝設計，在工藝裝置安全生產、環(huán)境保護、節(jié)省成本投資等方面都有著重要的意義；隨著科技技術的不斷進步，工藝設計研究技術在未來會不斷進步。

參考文獻:

[1]中國寰球化學工程公司.火炬系統(tǒng)設置(HG/T20570.12-95).

[2]陸林軍.大型石油化工裝置火炬系統(tǒng)的設置[J].上海化工，2013,31(11):26.

作者:陳朝暉 單位:神華寧夏煤業(yè)集團煤制油分公司氣化廠