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1、2009,19(3)李长富等火炬排放管网系统设计27火炬排放管网系统设计*李长富安英爱刘茵中石油东北炼化工程有限公司吉林设计院吉林132002摘要火炬用来处理石油化工装置中无法收集和再加工的可燃气体或蒸气的特殊燃烧设施,是保证安全生产、减少环境污染的重要措施。火炬排放管网将装置排放的火炬气安全输送到火炬,是火炬系统的重要组成部分。本文介绍火炬管网系统的设计方法,可供设计参考。关键词火炬排放管网安全阀背压流速设计压力火炬是用来处理装置无法收集和再加工的可声大时,可分级排放。燃、有毒气体及蒸气的特殊燃烧
2、设施,是保证安112应用实例全生产,减少环境污染的重要措施。火炬系统由火炬系统的排放管网组成根据工厂的具体情火炬气排放管网系统和火炬装置组成。况而定,单个装置的比较简单,但像乙烯那样的1火炬排放收集系统大型装置或多个装置的总排放管网都比较复杂。以某乙烯装置为例,排放系统根据物料状态111排放管网的分类不同,分别设置冷火炬系统和热火炬系统,冷热确定火炬气排放管网时,应考虑以下几个主火炬系统中又分别包括液体火炬系统和气体火炬要因素。系统。11111排放物料的化学性质11211热火炬系统(1)混合后能够起
3、化学反应的物料、有腐(1)热液体火炬系统用于收集装置内一些蚀性和无腐蚀性的物料、以及某种气体物料能对较难气化的重组分(主要是C5~C8),设有一个排入同一系统的其它物料发生化学反应起催化作热排放罐,这些液体在热排放罐内用蒸汽加热,用时,均不能排放到同一系统。气化后与热气体火炬气一起进入火炬总管,不能(2)根据工厂是否有回收设施,决定是否气化的液体返回急冷塔循环。将含有对人体有害成分和对人体无害成分的物料(2)热气体火炬系统用于收集装置内温度排放到同一系统中。高于4e的火炬气体,这些气体经过热排放罐,
4、11112排放物料的物理性质直接进入火炬总管。常压下气化温度在常温以上和以下的物料、11212冷火炬系统含有和不含有粉尘的物料均不要排放到同一系(1)冷液体火炬系统用于收集装置内C4液统。态烃,设有一个冷排放罐,排放的液体在冷排放根据工厂的具体情况,经技术经济比较后,罐内用甲醇加热气化后,气体再经罐顶的甲醇加决定含有蒸气和不含蒸气的气体物料、含有液滴热器加热,进入火炬总管。甲醇加热系统工艺流和不含有液滴的气体物料是否排放到同一系统。程简图,见图1。11113火炬气回收利用价值和排放噪声(2)冷气体火
5、炬系统用于收集装置内排放温拟回收利用和不回收利用的火炬气不要排放度低于4e的干气体,冷气体经冷排放罐进行气到同一系统。液分离,液体去冷排放罐,气体与冷排放液的蒸如果高压气体直接排放到低压火炬气管网噪气一起经罐顶的甲醇加热器加热后去火炬总管。*李长富:高级工程师。1988年毕业于吉林化工学院环境工程专业。一直从事化工工艺设计工作。联系电话:(0432)3912465,13610754576,E-mai:llichangfu@cpene1com。28CHEMICALENGINEERINGDESIGN化工
6、设计2009,19(3)能产生易燃易爆的气体与空气的混合物,并在一定条件下可能在管道内扩散。空气(氧气)可能由以下途径进入火炬系统:¹通过火炬头末端的敞口;º系统中没有余压,通过管道和管件上的不严密处;»从工艺设备排放含氧的气体。此时如果发生回火或产生静电放电,则有爆炸的可能性。因此虽然正常操作时,火炬系统中压力较低,但火炬系统的设计压力必须考虑能承受爆炸图1甲醇加热系统工艺流程简图产生的压力,火炬气排放管网的设计压力一般为0135~110MPa(G)。2排放管网系统设计213管道布置211火炬收集
7、管线尺寸21311排入封闭系统的安全阀进出口管道21111安全阀的背压排入封闭系统的安全阀出口管道应顺流向(1)通用安全阀在非火灾工况使用时,其45b斜接在泄压总管的顶部,以免总管内的凝液动背压不高于定压值的10%。倒流入支管,并可减小安全阀的背压,见图3。(2)波纹管平衡式安全阀在火灾及非火灾湿气体泄压系统排放管不应有袋形积液处,安全工况下的总背压不高于定压值的30%。阀的安装高度应高于泄压系统,见图4。在安全21112管线尺寸阀的额定排放量下,安全阀入口管道的压力降不火炬气排放管网通常为汇总式,
8、见图2。图应超过安全阀整定压力的3%,安全阀出口管道中B点为火炬点,AB为总管,C、D、E、F为的压力降不应超过安全阀整定压力的10%。排放点。图2火炬气排放管网示意图火炬总管的管径应保证在设计排量下,管道图3安全阀出口排入火炬总管的阻力降能满足安全阀的最大允许背压。火炬管网压降的计算,由B点开始,倒着向各支管接点逐段计算。如果计算结果不满足安全阀的最大允许背压要求,则调整管径重新计算,直到计算背压小于并接近安全阀的最大允许背压。21113流速的确定在背压允许的范围内
