地面火炬系統(tǒng)的安全設(shè)計

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1、第39卷第3期遼寧化工Vo1．39，No．32010年3月LiaoningChemicalIndustryMarch，2010地面火炬系統(tǒng)的安全設(shè)計劉向宏。，王一丁，潘麗芳(1．遼寧省工業(yè)經(jīng)濟信息中心，遼寧沈陽110001；2．沈陽石油化工設(shè)計院，遼寧沈陽1100443．沈陽恒泰安全技術(shù)服務(wù)有限公司，遼寧沈陽110015)摘要：介紹了地面火炬的特點、事故狀態(tài)下可能存在的風(fēng)險。并針對地面火炬的安全距離設(shè)計、主要安全設(shè)施設(shè)計進行了分析和探討。關(guān)鍵詞：地面火炬；安全距離；安全設(shè)施中圖分類號：TQ086．2文獻標(biāo)識碼：A文章

2、編號：1004—0935(2010)03—0319—03火炬氣是石油化工行業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢2地面火炬的特點氣，屬于易燃易爆有毒有害氣體，不能采用直接排放的方式，需要使用火炬排放裝置進行收集、處(1)地面火炬的燃燒區(qū)域周圍安裝垂直的金理。因此，火炬系統(tǒng)是石油化工裝置正常生產(chǎn)運屬圍欄將地面火炬的熱量包攬在內(nèi)部，從而減少行的重要保證。向四周擴散的熱輻射，圍欄外的熱輻射值低于近年來，隨著石油化工企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的逐步1．6kW／m。擴大，裝置的排放量也越來越大，且國家對環(huán)保、(2)防護區(qū)占地面積小、檢修方便，除圍欄較安全方面

3、的要求越來越嚴(yán)格，為了克服高架火炬高外，其余設(shè)施均在地面上，只有入口閥及總管需自身的安全穩(wěn)定性、檢修的方便性、安全防護距離常規(guī)檢查與檢修，而該部分位于圍欄外；燃燒室內(nèi)及占地面積較大(雖然火炬塔架和相關(guān)附屬設(shè)施的火炬頭可以在裝置的開停車期間進行檢修。占地面積小，但熱輻射影響范圍較大，因此建設(shè)用(3)地面火炬采用自動分級燃燒控制系統(tǒng)，地范圍較大)等問題，國內(nèi)已經(jīng)開始使用地面火根據(jù)壓力自動逐級打開燃燒器，以適應(yīng)不同的排炬作為石油化工企業(yè)的主要排放處理裝置。我國放流量。僅在1998年從國外引進了第一套地面火炬；在(4)最大限

4、度地減少了對周圍環(huán)境的空氣污2001年自行設(shè)計安裝了第一套地面火炬裝置；由染、光污染和噪聲污染。于目前國內(nèi)尚無地面火炬的相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)，因此3事故狀態(tài)下地面火炬可能存在的地面火炬的安全設(shè)計尤為重要。風(fēng)險1火炬分類(1)事故狀態(tài)下自動點火系統(tǒng)失靈，將會有大量可燃?xì)怏w從地面火炬排出，與周圍空氣混合火炬按照不同的分類方式有不同的類型，按成易燃易爆混合物，在擴散擴過程中如遇到點火燃燒器是否遠(yuǎn)離地面可分為地面火炬和高架火源，延遲點火而發(fā)生蒸氣云爆炸。炬；按火炬燃燒器的形式可分為單點燃燒器火炬(2)當(dāng)火炬氣排放量增大，火炬燒嘴供氧

5、不和多燃燒器火炬。由于地面火炬具有多級燃燒足，可能會使火焰超越圍欄的高度，火焰的熱輻射器，可分級燃燒，因此處理量大，適合大規(guī)模生產(chǎn)需求，近年來得到廣泛應(yīng)用。收稿日期：2010-Ol-22作者簡介：劉向宏(1971一)，女。高級工程師。320遼寧化工2010年3月量和火焰溫度可能會影響周邊設(shè)施的安全。對封閉火炬由于火炬頭燃燒后熱量經(jīng)過火炬(3)周邊設(shè)施或裝置一旦發(fā)生易燃易爆物質(zhì)筒壁上升到火炬筒頂，溫降較大，根據(jù)傳熱學(xué)中的泄漏并擴散，在特定氣象條件下，地面火炬可能將斯蒂芬一玻爾茲曼定律，氣體的輻射能力和氣體其引燃而發(fā)生火

6、災(zāi)甚至爆炸，并有可能產(chǎn)生有毒絕對溫度的四次方成正比，其中為放空氣的氣體。理論燃燒溫度，為煙氣的實際溫度。4．3安全防護距離的確定4地面火炬的安全距離設(shè)計地面火炬的安全距離需要根據(jù)實際情況(最4．1國內(nèi)規(guī)范的設(shè)計要求大泄放量、火炬的熱輻射、煙氣溫度、地面風(fēng)向、安安全距離設(shè)計是建設(shè)項目總平面設(shè)計的重全排放控制系統(tǒng)、防護設(shè)施的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)等)進行點。地面火炬在國外雖然得到廣泛應(yīng)用，但在國詳細(xì)的計算和實際的模擬設(shè)計來確定最優(yōu)化的安內(nèi)應(yīng)用較少，《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》全距離。(GB50160—2008)關(guān)于火炬的防火間距問題僅

7、在一般情況下有可能發(fā)生可燃?xì)怏w泄漏的甲乙第4．1．9條提出”高架火炬的防火間距應(yīng)根據(jù)人類裝置、廠房、庫房以及人員集中的場所(如辦公或設(shè)備允許的輻射熱強度計算確定，對可能攜帶室、控制室)等與地面火炬的設(shè)計距離應(yīng)為以輻可燃液體的高架火炬與相鄰工廠或設(shè)施的防火間射熱計算得出的安全防護距離基礎(chǔ)上增加30％距不應(yīng)小于表4．1．9的規(guī)定”；在5．5．22條提的安全系數(shù)，并按照規(guī)范要求的把火炬視為明火，出封閉式地面火炬的設(shè)置應(yīng)按明火考慮、排人火其與周圍設(shè)施的距離要求比較，取其較大值。炬的可燃?xì)怏w不應(yīng)攜帶可燃液體、火炬的輻射熱5地面

8、火炬的主要安全設(shè)施設(shè)計不應(yīng)影響人身及設(shè)備安全；除上述兩款外未對作任何規(guī)定。(1)地面火炬周圍設(shè)置安全防護圍欄，禁止4．2國外規(guī)范的設(shè)計要求人員隨意進入火炬區(qū)，并在火炬發(fā)生爆燃或爆炸國外地面火炬的設(shè)計普遍采用美國石油協(xié)會事故時，能夠承受爆炸沖擊而不損壞，并迫使爆炸標(biāo)準(zhǔn)APIRP521《泄壓和降壓系統(tǒng)導(dǎo)則》、API537沖擊波向上泄放，減少對地面人