炼油厂火炬系统工艺设计探析范文

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摘要：

火炬系统是保护炼油厂和石油化工厂的安全的一个十分重要的设施，一是在工艺装置开工或者停工时，某些可燃气体由于无法被利用，火炬系统能够及时的处理掉这些气体，二是由于各种突发状况导致工艺装置发生故障时，火炬系统能够释放其中的可燃气体，并能够使这些气体燃烧掉，解决了各种存在的安全隐患。

关键词:

炼油厂；火炬系统；工艺设计

改革开放之后，随着石油化工产业快速发展，出现了很多新型的炼油厂，这些炼油厂大都是对原油进行深加工并且规模很大的炼油厂，而其在加工过程中产生大量外排的可燃性气体。所以对火炬系统进行设计在炼油厂的安全中具有举足轻重的作用。

1火炬系统设计能力

火炬系统是由火炬和可燃气体分液罐等部分组成，其设计能力就是要求能够及时解决掉最大量的火炬系统工艺装置所外排的可燃性气体，也就是说当我们知道了火炬系统能够及时解决掉最大量的外排可燃气体的能力，也就能够知道了其设计能力。

1.1单个工艺装置可燃气体最大排放量

在工艺装置生产的过程中以及突发事故发生时外排的可燃气体，其中排放量最大的一个就是单个工艺装置可燃气体的最大排放量。这种可燃性气体最大排放量一般是根据对装置的预测然后经过各种计算而得出的结果。通常情况下，工艺装置在发生突发事故时可燃气体的排放量远远大于工艺装置在正常工作时所排放的可燃气体的量。在大部分工艺装置中，通常情况下都会设置多哥可燃气体的排放点，那么我们要怎么来确定可燃气体的最大排放量呢？当某种事故发生时，把各个排放点的排放量进行比较，其中把排放量的排放点作为这个事故发生时此工艺装置的可燃气体的最大排放量，而且在进行火炬系统设计应该保证满足这个最大排放量。在工艺装置的每一个不同的设备之间，各个排放点存在上游和下游的关系，当某个排放点在排放可燃气体，并不是说其他的排放点也在同时排放可燃气体；当发生事故时，也不是所有的排放点都在排放可燃气体，可能只是其中的某些点在排放。所以不能用各个排放点所排放的气体总和作为该装置的可燃气体最大排放量，而是选取多哥排放点中排放量最大的点的排放量作为最大排放量，这个也是作为评估其设计能力的一个重要依据。

1.2多个工艺装置最大排放量

在大型的炼油厂中，有许许多多的工艺装置，通常情况下他们都会公用同一个火炬系统，那么确定最大排放量就没有单个工艺装置那么简单了。设计人员在设计这种复杂的火炬系统时，应该分为两种情况来考虑，一种是停水时能及时处理的最大排放量，另一种是停电时能及时处理的最大排放量，然后把两种情况下的最大排放量进行比较，比较大的那一个作为评估其设计能力的一个重要依据。

2火炬直径和高度计算

2.1马赫数取值

主要是由可燃气体排放到火炬出口时的速度以及最大排放量来决定的。在系统正常工作的情况下，可燃气体排放到火炬出口时的速度应该为0.2马赫数，在突发事故时可燃气体排放到火炬出口时的速度适合取0.5马赫数。所以分为两种情况来确定火炬的直径，控制可燃气体排放到火炬出口时的速度为0.2-0.5之间，在这个范围内能够使得火炬得到最大的利用。

2.2辐射热强度取值

火炬高度计算的一个十分重要的参数就是辐射热强度。关于辐射热强度取值有以下规定：

2.2.1不管什么地点，当操作人员在一直处暴露的情况下，取.5kw/m2当操作人员只有防护衣着但是没有其他防护措施，而且不得不停留几分钟的情况下的地点,取4.5kw/m2

2.2.2当发生事故的时候，操作人员不得不在极短的时间内撤离的地点，取9kw/m2

3可燃气体排放管道工艺计算

3.1可然气体排放管道直径

决定管道直径的要素有三个，其分别为：1)介质流量2)管道起始压力3)管道终点压力。通常情况下，当介质流量不变时，放空管道的终点压力也是基本保持不变的，那么管道的直径就由另外两种要素决定。如果某个放空管道只有一个工艺装置占用，则应该比较各个排放点中的要素，选取其中对于管道直径设计最不利的几组数据来计算，然后把几个计算结果中管道直径最大的结果作为设计的直径；如果某个放空管道被很多个工艺装置占用，则应该在突发事故情况下，选取其中对于管道直径设计最不利的几组数据来计算，然后把几个计算结果中管道直径最大的结果作为设计的直径

3.2可燃气体排放管道起始压力

管道直径的三要素中，当另外两种要素不变的情况下，管道直径的大小和管道起始压力成负相关的关系，当管道起始压力变大，那么管道直径就会变小，反之亦然。如果能够使得管道起始压力得到提高，那么就可以大大的减少管道的工程投资。在炼油厂的诸多工艺装置中，不同的装置排放气体的排放压力也不同，所以可以按照不同的排放压力设置不同的排放管道，然后接入各个不同的装置中。

3.3可燃气体排放管道终点压力

计算管道的终点压力，在通常情况下都是以水封罐入口处的压力来计算的。水封罐的水封高度、管道压降、火炬压降和火炬出口处压力之和即为水封罐入口处的压力。水封高度应该由实际的需要进行人为式的设定；在管道直径和长度以及介质流量不变的情况下，管道压降的计算就十分的简单明了；火炬出口处压力跟外界差不多，可视为大气压，也就是100kPa(A)；火炬压降由三个部分构成，一是火炬筒压降，二是分子密封器压降，三是火炬出口处气体动能。

4结语

合理地进行炼油厂火炬系统工艺设计，在工艺装置安全生产、环境保护、节省成本投资等方面都有着重要的意义；随着科技技术的不断进步，工艺设计研究技术在未来会不断进步。

参考文献:

[1]中国寰球化学工程公司.火炬系统设置(HG/T20570.12-95).

[2]陆林军.大型石油化工装置火炬系统的设置[J].上海化工，2013,31(11):26.

作者:陈朝晖 单位:神华宁夏煤业集团煤制油分公司气化厂