火炬系统水封罐计算

火炬系统水封罐计算

SGST 0017-2002

1 总则

1.1 目的

为规范石油化工企业火炬系统水封罐计算，特编制本标准。

1.2 范围

1.2.1 本标准规定了石油化工企业火炬系统水封罐计算的一般要求、计算公式等要求。

1.2.2 本标准适用于石油化工企业火炬系统水封罐计算。本标准适用于国内工程，对涉外工程应按指定标准执行。

2 计算要求

2.1 一般要求

2.1.1 水封罐能够分离气体中大于等于300 µm～600 µm的液滴。

2.1.2 不带挡液板的卧式水封罐的气体空间高度不小于950 mm。

2.1.3 带挡液板的卧式水封罐的直径不宜小于3 m。

2.1.4 带挡液板的卧式水封罐的分液端不考虑存液，挡液板顶端应高出最高水位200 mm。

2.1.5 挡液板上方气体通道面积应大于进气口截面积。

2.1.6 立式水封罐中气体的线速度取液滴沉降速度的80 %。

2.1.7 水封罐中的有效水量应满足水封罐进气立管长度3 m的充水量。

2.2 计算公式

2.2.1 不带挡液板的卧式水封罐（见图2.2.1）按式（2.2.1-1）和式（2.2.1-2）计算。

式中：

D1——水封罐直径，m；

h1——水封罐内的液面高度，m；

b——系数，由表2.2.1查得；

L1——水封罐进出口中心距离，m；

T——操作条件下的气体温度，K；

Q——气体体积流量，Nm3/h；

K1——系数，一般取2.5～3；

P——操作条件下的气体压力（绝对压力），kPa；

V——液滴沉降速度，m/s。

图 2.2.1 不带挡液板的卧式水封罐示意图

表 2.2.1 系数 b

h1/D1 b h1/D1 b h1/D1 b h1/D1 b

0.02 0.005 0.28 0.229 0.54 0.551 0.80 0.858

0.04 0.013 0.30 0.252 0.56 0.576 0.82 0.878

0.06 0.025 0.32 0.276 0.58 0.601 0.84 0.897

0.08 0.038 0.34 0.300 0.60 0.627 0.86 0.914

0.10 0.052 0.36 0.324 0.62 0.651 0.88 0.932

0.12 0.069 0.38 0.349 0.64 0.676 0.90 0.948

0.14 0.085 0.40 0.374 0.66 0.700 0.92 0.963

0.16 0.103 0.42 0.399 0.68 0.724 0.94 0.976

0.18 0.122 0.44 0.424 0.70 0.748 0.96 0.987

0.20 0.142 0.46 0.449 0.72 0.771 0.98 0.995

0.22 0.163 0.48 0.475 0.74 0.793 1.00 1.000

0.24 0.185 0.50 0.500 0.76 0.816

0.26 0.207 0.52 0.526 0.78 0.837

2.2.2 带挡液板的卧式水封罐（见图2.2.2）按式（2.2.2-1）至式（2.2.2-3）计算。

式中：

D2——分液段直径（可作为水封段直径），m；

L——水封罐筒体长度，m；

L2——气体出口到分液段筒体端部的距离（根据设备结构的要求确定），m；

L3——挡液板与气体出口之间的距离，m；

L4——水封段长度，m。

图 2.2.2 带挡液板的卧式水封罐示意图

2.2.3 立式水封罐（见图2.2.3）按式（2.2.3-1）和式（2.2.3-2）计算。

式中：

D3——水封罐直径，m；

K2——系数，一般取0.8；

H——筒体高度，m；

h1——气体空间高度，m；一般取水封罐直径的1.5倍，但不小于3 m；

h2——筒体下端与液面之间的垂直距离，m。

其余符号的意义同前。

图 2.2.3 立式水封罐示意图2.2.4 液滴沉降速度应按式（2.2.4-1）和（2.2.4-2）计算。

式中：

g——重力加速度，一般取9.81 m/s2；

d1——液滴直径，m；

ρ1——液滴密度，kg/m3；

ρ2——气体密度，kg/m3；

M——气体分子量；

R——气体常数，一般取8314 N·m/（kgmol·K）；

P——操作条件下的气体压力（绝对压力），kPa；

T——操作条件下的气体温度，K；

C——液滴在气体中的阻力系数，由图2.2.4查得。

图 2.2.4 液滴在气体中的阻力系数计算列线图