含氢地面火炬设计问题分析

含氢地面火炬设计问题分析

火炬排放系统是一个本质安全系统，任何工况下都应确保火炬安全排放，综合考虑氢气密度小、爆炸极限范围广，本文针对含氢地面火炬设计问题进行相关层次分析，旨在为相关领域提供参考。

标签：火炬排放；设计问题

1 含氢地面火炬工艺设计注意事项

1.1 含氢地面火炬分级合理化设计

首先需根据火炬气排放工况进行分析，在火炬气分级设计时需考虑火炬气小流量的处理，防止含氢火炬气小流量存在焖烧现象。

其次，在含氢火炬气分级控制阀选型上应该进行对比，综合氢气物理特点，应避免火炬氣排放结束瞬间产生负压而引起回火现象；常规国内设计在分级控制阀上会选用开关蝶阀，由于氢气的特殊性（其层流火焰传播速度一般为1～3m/s），国外火炬厂家在火炬气分级控制阀选型中常用调节阀，具体原因为：调节阀开关速度可以调节，这样可以避免瞬间开关引起负压而导致回火现象。

1.2 含氢火炬回火安全设置

为保证火炬本质安全燃烧排放，需加强含氢地面火炬的防回火设置。

首先，在含氢火炬气进入火炬界区后要设置水封罐，利用有效的水封高度来避免由于含氢火炬气小流量或者事故排放结束瞬间引起的负压而导致空气由燃烧器进入管网系统，一般对于含氢火炬气水封高度不宜小于300mm，如图1。

其次，在每级分级管线进入火炬筒体前均需设置补氮管线，对于第一、二级连续排放的火炬气应该设置连续吹扫氮气，对于其余火炬气分级管线应该设置联锁补氮措施，如图2案例流程。

除以上在火炬界区设置防回火设施外，在装置泄放出口务必进行氮气吹扫措施，防止管网在进入火炬界区前由于法兰泄漏而导致空气进入管线，形成爆炸性气体。

1.3 含氢地面火炬长明灯设置要求

含氢地面火炬除第一、二级两个连续排放系统每个燃烧器配置一支长明灯外，其它各级排放系统需每级不少于2支长明灯，且长明灯应该保持常燃设计。

2 含氢地面火炬配管注意事项

2.1 含氢地面火炬筒体内燃烧器布置要求

为了更好的满足地面火炬配风，在筒体内燃烧器布置时，需考虑足够的配风空间，如图3所示。

2.2 含氢地面火炬补氮管线配管要求

为避免氮气连续吹扫，压力过大，引起爆破片反向爆破，导致控制室接收到爆破片爆破信号自动联锁火炬气分级控制阀打开；因此，在配管时应注意，氮气管线应该顺火炬气气流方向45度斜接进入火炬气管线，同时应该在补氮管线设置限流孔板，具体配管如图4。

3 总结

火炬系统是全厂开、停工及事故排放时尾气处理的关键环节，本文从工艺流程设计、配管设置两方面进行了系统分析，希望可以为相关含氢地面火炬设计提供有力的参考价值。