地面火炬系统的安全设计

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1、第39卷第3期辽宁化工Vo1．39，No．32010年3月LiaoningChemicalIndustryMarch，2010地面火炬系统的安全设计刘向宏。，王一丁，潘丽芳(1．辽宁省工业经济信息中心，辽宁沈阳110001；2．沈阳石油化工设计院，辽宁沈阳1100443．沈阳恒泰安全技术服务有限公司，辽宁沈阳110015)摘要：介绍了地面火炬的特点、事故状态下可能存在的风险。并针对地面火炬的安全距离设计、主要安全设施设计进行了分析和探讨。关键词：地面火炬；安全距离；安全设施中图分类号：TQ086．2文献标识码：A文章

2、编号：1004—0935(2010)03—0319—03火炬气是石油化工行业生产过程中产生的废2地面火炬的特点气，属于易燃易爆有毒有害气体，不能采用直接排放的方式，需要使用火炬排放装置进行收集、处(1)地面火炬的燃烧区域周围安装垂直的金理。因此，火炬系统是石油化工装置正常生产运属围栏将地面火炬的热量包揽在内部，从而减少行的重要保证。向四周扩散的热辐射，围栏外的热辐射值低于近年来，随着石油化工企业生产规模的逐步1．6kW／m。扩大，装置的排放量也越来越大，且国家对环保、(2)防护区占地面积小、检修方便，除围栏较安全方面

3、的要求越来越严格，为了克服高架火炬高外，其余设施均在地面上，只有入口阀及总管需自身的安全稳定性、检修的方便性、安全防护距离常规检查与检修，而该部分位于围栏外；燃烧室内及占地面积较大(虽然火炬塔架和相关附属设施的火炬头可以在装置的开停车期间进行检修。占地面积小，但热辐射影响范围较大，因此建设用(3)地面火炬采用自动分级燃烧控制系统，地范围较大)等问题，国内已经开始使用地面火根据压力自动逐级打开燃烧器，以适应不同的排炬作为石油化工企业的主要排放处理装置。我国放流量。仅在1998年从国外引进了第一套地面火炬；在(4)最大限

4、度地减少了对周围环境的空气污2001年自行设计安装了第一套地面火炬装置；由染、光污染和噪声污染。于目前国内尚无地面火炬的相关国家标准，因此3事故状态下地面火炬可能存在的地面火炬的安全设计尤为重要。风险1火炬分类(1)事故状态下自动点火系统失灵，将会有大量可燃气体从地面火炬排出，与周围空气混合火炬按照不同的分类方式有不同的类型，按成易燃易爆混合物，在扩散扩过程中如遇到点火燃烧器是否远离地面可分为地面火炬和高架火源，延迟点火而发生蒸气云爆炸。炬；按火炬燃烧器的形式可分为单点燃烧器火炬(2)当火炬气排放量增大，火炬烧嘴供氧

5、不和多燃烧器火炬。由于地面火炬具有多级燃烧足，可能会使火焰超越围栏的高度，火焰的热辐射器，可分级燃烧，因此处理量大，适合大规模生产需求，近年来得到广泛应用。收稿日期：2010-Ol-22作者简介：刘向宏(1971一)，女。高级工程师。320辽宁化工2010年3月量和火焰温度可能会影响周边设施的安全。对封闭火炬由于火炬头燃烧后热量经过火炬(3)周边设施或装置一旦发生易燃易爆物质筒壁上升到火炬筒顶，温降较大，根据传热学中的泄漏并扩散，在特定气象条件下，地面火炬可能将斯蒂芬一玻尔兹曼定律，气体的辐射能力和气体其引燃而发生火

6、灾甚至爆炸，并有可能产生有毒绝对温度的四次方成正比，其中为放空气的气体。理论燃烧温度，为烟气的实际温度。4．3安全防护距离的确定4地面火炬的安全距离设计地面火炬的安全距离需要根据实际情况(最4．1国内规范的设计要求大泄放量、火炬的热辐射、烟气温度、地面风向、安安全距离设计是建设项目总平面设计的重全排放控制系统、防护设施的设计标准等)进行点。地面火炬在国外虽然得到广泛应用，但在国详细的计算和实际的模拟设计来确定最优化的安内应用较少，《石油化工企业设计防火规范》全距离。(GB50160—2008)关于火炬的防火间距问题仅

7、在一般情况下有可能发生可燃气体泄漏的甲乙第4．1．9条提出”高架火炬的防火间距应根据人类装置、厂房、库房以及人员集中的场所(如办公或设备允许的辐射热强度计算确定，对可能携带室、控制室)等与地面火炬的设计距离应为以辐可燃液体的高架火炬与相邻工厂或设施的防火间射热计算得出的安全防护距离基础上增加30％距不应小于表4．1．9的规定”；在5．5．22条提的安全系数，并按照规范要求的把火炬视为明火，出封闭式地面火炬的设置应按明火考虑、排人火其与周围设施的距离要求比较，取其较大值。炬的可燃气体不应携带可燃液体、火炬的辐射热5地面

8、火炬的主要安全设施设计不应影响人身及设备安全；除上述两款外未对作任何规定。(1)地面火炬周围设置安全防护围栏，禁止4．2国外规范的设计要求人员随意进入火炬区，并在火炬发生爆燃或爆炸国外地面火炬的设计普遍采用美国石油协会事故时，能够承受爆炸冲击而不损坏，并迫使爆炸标准APIRP521《泄压和降压系统导则》、API537冲击波向上泄放，减少对地面人