火炬系统水封罐计算

火炬分液罐及火炬计算

按《石油化工企业燃料气系统和可燃性气体排放系统设计规范》编制0、说明a.能分离气体中直径大于300m m的液滴；b.存液量为罐容积的30%。

1、基本参数输入T(工况温度,K)313 P(工况压力，MPa)0.105ρ1(液密度，kg/m3)700.0ρ2(气体相对密度) 2.5d m(液滴直径，μm)300 Q n(标况下气量，m3/d)816000 g（重力加速度，m/s2）9.81 K1（系数，取2.5~3）3 2、过程参数（隐藏）T n(标况温度,K)273.15 P n(标况压力，MPa)0.1013 Z(压缩系数) 1.00ρgn(气体标况密度，kg/m3) 3.010ρg(工况下气体密度，kg/m3) 2.73 M(气体相对分子量)72.41 x 5.97 y 1.21 K67.53μ(气体粘度，mPa·s)0.0068 Ar（阿基米德准数）10938.56 3、卧式单流分液罐计算（双流式气量减半）Re（雷诺数）117.09 C（液滴在气体中的阻力系数） 1.06 V（液滴沉降速度，m/s）0.97 D1（卧式分液罐计算直径，m） 2.07 D（卧式分液罐选取直径，m） 2.00 L1（进出口管之间的距离，m） 6.00集油包设计当分液罐直径大于等于1.5m时，集油包直径不易大于分液罐直径的1/3；当分液罐直径小于1.5m时，集油包直径不易大于分液罐的半径，且不小于300mm；集油包高度不易小于400mm，并应满足仪表安装的要求。

4、立式分液罐计算D2（立式分液罐直径，m） 4.15h1（气体空间高度，m）4注，h1大于或等于1.5倍D2，且不小于3mh2（液面与筒体下端的距离，m） 1.5H（立式分离器筒体高度，m） 5.5。

火炬分液罐工艺设计及计算

火炬分液罐工艺设计及计算作者：侯一涵来源：《中国化工贸易·上旬刊》2017年第12期摘要：在放空系统中，火炬分液罐设置在火炬前端，去除放空天然气中夹带的凝液，以减少放空总管中的凝液量，避免液滴被带至火炬头，形成火雨。

本文主要介绍火炬分液罐的分类、工艺仪表流程图的设计及火炬分液罐的计算方法，为设计选型提供依据。

关键词：分液罐；分类；工艺设计1 设置火炬分液罐的目的站场设备及管线的放空天然气排放至火炬系统，若含有凝液，燃烧后会形成火雨，易引发安全事故。

因此需要在火炬前设置分液罐，将放空天然气中的液滴分离出来，保证火炬的安全运行。

2 火炬分液罐的分类2.1 卧式分液罐卧式分液罐分为单流式卧式分液罐和双流式卧式分液罐两种。

单流式：只有一个进气口和一个排气口；双流式：有两个进气口和一个排气口。

双流式卧式分液罐的结构形式可以减少罐体直径，但是却增加了罐体的长度，对于直径超过3.6 m或者流量大的可以考虑这种结构。

2.2 立式分液罐立式分液罐设置一个进气口和一个排气口，气体进口设在立式罐的侧面，出口设在立式罐的顶部，入口处一般加挡板使气体向下方流动，有利于液滴的沉降。

3 工艺流程设计放空天然气进入火炬分液罐对凝液分离，达到外输要求后通过排气管道输送至火炬。

进出火炬罐的管线需考虑坡度要求（坡度不小于2‰），要有必要的温压指示和取样分析。

分液罐一般设有就地和远传的液位指示，高低液位报警；压力指示就地和远传仪表，高低压报警；温度测量的就地和远传仪表。

罐内液体需设置泵移走（一般两台，一用一备），可以手动启停泵，或通过液位控制连锁启泵，低液位自动停泵。

根据气候条件和分离罐内液体的物性，在冬天或者平常也可使用加热器加热以蒸发其中的易挥发成分。

内部蒸汽盘管可实现这一目的，但要确保蒸发的物质在罐内不凝结，不会在火炬总管凝固，不会在分液罐下游堆积。

火炬分液罐的工艺仪表流程图的设计见图1。

4 设计技术要求①分液罐的分离能力应能分离出排放气体中直径600um的液滴；②分液罐应设置进气管、排气管、排除凝液管、手动排污管、人孔、爬梯、平台，分液罐罐体应设液位计、温度计、压力表以及高低压、高低液位报警；③需要设置完善的液体收集输送措施，可采用泵送或者燃料气气压送。

大港油田聚丙烯火炬工艺计算书

2007/10/19
大港油田聚丙烯火炬பைடு நூலகம்案说明
1、火炬头直径：马赫数取0.2为DN800。 2、火炬筒直径：DN800。 3、火炬总高度：80m。 4、当火炬取DN800、总高度80m时：
★地面热辐射强度：热辐射率取0.2，不含太阳热辐射强度，数据如下：地面最热点距火炬中心31.6m，最热点热辐射强度为2.44Kw/m2，距最热点93.5m处为1.5Kw/m2，182m处为0.7Kw/m2。 ★地面噪声强度：火炬根部噪声强度为84dB。 5、卧式分液罐：单流式φ2000×6000mm。 6、卧式水封罐：不带挡液板φ2000×6000mm。或采用火炬筒底立式水封罐：φ2000×3700mm。 7、氮气消耗：28Nm3/h。限流孔板孔径φ3mm。
2007/10/19
大港油田聚丙烯火炬方案说明
1、火炬头直径：马赫数取0.2为DN800。 2、火炬筒直径：DN800。 3、火炬总高度：80m。 4、当火炬取DN800、总高度80m时：
★地面热辐射强度：热辐射率取0.2，不含太阳热辐射强度，数据如下：地面最热点距火炬中心31.6m，最热点热辐射强度为2.44Kw/m2，距最热点93.5m处为1.5Kw/m2，182m处为0.7Kw/m2。 ★地面噪声强度：火炬根部噪声强度为84dB。 5、卧式分液罐：单流式φ2000×6000mm。 6、卧式水封罐：不带挡液板φ2000×6000mm。或采用火炬筒底立式水封罐：φ2000×3700mm。 7、氮气消耗：28Nm3/h。限流孔板孔径φ3mm。

化工装置火炬排放系统的设计【论文】

化工装置火炬排放系统的设计摘要：本文浅析了设计化工装置火炬排放系统的原则、主要内容及一些影响因素，总结了一些常规做法供设计人员参考。

关键词:火炬系统；处理能力；火炬总管；分液罐；水封罐；火炬高度计算.火炬排放系统设置目的是将工艺装置中设备、管道上的安全阀、泄放阀、排放阀等在不正常操作（或事故）时排放的可燃物料，开停车时必须要排放的可燃物料和试车中暂时无法平衡时所必须排出的可燃物料收集并送到火炬筒顶部的火炬头及时燃烧排放，以确保装置的安全运行，并减少对环境的污染。

一、火炬系统的设计内容火炬系统一般由火炬总管，分液罐，水封罐，凝液泵，点火盘，塔架，气封，火炬筒体，火炬头，长明灯，航空警示灯，航空警示标志等组成。

火炬系统的设计主要包括系统处理能力的设计，火炬管道的设计，火炬气分离罐及火炬气密封系统的设计，烟筒的直径和高度的计算，辐射热的计算等，火炬头由制造厂商设计。

1.火炬总管的设计火炬排放气体按介质状态分为热气体（T ≥ 0°C,含水或不含水）；冷气体（T < 0°C）；冷气体和热气体都有但不含水；液体排放系统四种情况。

排放气介质四种状态的任何一种情况，都要设置一根总管。

一般排放的液体与排放的气体是分开的，对于带有液体的物流要设分立设施和单独的液相系统。

火炬总管到分离器要有一定坡度（不小于2%）以便排液，对于排液死角要设排液口并将排出液回收储存。

火炬器总管的上游最远端要设置固定的吹扫设施，避免火炬系统发生回火内爆或者产生其他不安全因素。

所有的火炬总管都应该设氮气吹扫用软管接口。

吹扫气速在最大火炬总管内为0.03m/s。

如果火炬系统设有水（液）封，水封上游吹扫气速为0.01m/s。

2.火炬气分离罐的设计火炬排放总管进入火炬燃烧之前应设分离罐，每根火炬排放气总管都应设分离罐，用以分离气体夹带的液滴或可能发生的两相流中的液相。

分离罐的设计应符合以下要求：⑴ 设计流量要按照火炬系统的最大排放量来选取；⑵ 为防止产生火雨，分离罐应能分离出排放气体中直径300um 600um的液滴。

火炬系统中分液罐和水封罐的设计分析

火炬系统中分液罐和水封罐的设计分析作者：史荣富韩翠平来源：《科学与信息化》2017年第36期摘要火炬系统在化工系统担任着环保的重任，通过燃烧各种材料产生火炬气，通常由于分液罐和水封罐组成，且分液罐和水封罐的设计工艺均不相同，本文首先分析了火炬系统中分液罐和水封罐概述，同时阐述了火炬系统中分液罐和水封罐的设计工艺，最后总结了全文。

关键词火炬系统；分液罐；水封罐；设计工艺1 火炬系统中分液罐和水封罐概述1.1 分液罐概述在火炬系统内分液罐是最重要的组成部分，分液罐能够有效地去除火炬内的各种液体，避免引发火雨，分液罐大致主要分为卧式分液罐和立式分液罐，其中卧式分液罐有分为単流式分液罐和双流式分液罐。

1.2 水封罐概述水封罐同样也是火炬系统内的重要组成部分，水封罐主要是设置在火炬气进入火炬筒内的位置，其目的是为了防止火炬筒体回火，确保火炬管网、装置的安全。

水封罐的优点是能够将罐内的凝结物质有效去除，为不带挡板的水封罐及时补水[1]。

具体的结构如下图1所示。

2 火炬系统中分液罐和水封罐的设计工艺2.1 火炬系统中分液罐的设计工艺目前我国使用的分液罐类型主要有两种，SH3009-2001、AP1521-2007，不论运用何种计算方式，都需要遵守一点原则，即是：气体的停留时间必须要大于液滴的沉降时间，气体的速度最低值需要满足液体的沉降，其目的是为了防止没有完全蒸发的燃料液体滴入火炬内，引发火雨。

SH3009-2001的计算方式需要三种假设：①分液罐内的存液考虑为30%；②火炬系统进出口管的距离比值为2.5，最高不超过3；③液体降落的时候同气体进出的时间均等。

（2） AP1521-2007计算方法在进行AP1521-2007分液罐计算的时候，假设的内容主要包括液罐的直径和切口距离，需要注意的是最终的实际罐长应该小于假设的罐长，若是通过计算，实际罐长和假设罐长均等或大于，需要重新制定假设罐的长度和直径。

在AP1521-2007的存液计算中，需要考虑以下几点：①气体排放过程中产生的凝液；②气体泄放中液体的排放，要在泄放30分钟左右才能确定泄放液体的体积，近而实施阻止；③分液罐内原本的存液。

火炬计算书

0.24 0.03 0.24
计算分液罐中液滴沉降速度液滴直径阻力系最大事故排放
m 液滴密度 0.0003
Kg/m3 气体密度 1200
kg/m3 0.5
计算分液罐的直径工况1 工况2 工况3 计算水封罐的直径工况1 工况2 工况3
P614 体积流量 m3/h 火炬气温度 K K1系数 39000 303 66000 303 70000 303 2.6 2.6 2.6
工况1：焦炉气开车状态取最大值的15% 工况2：焦炉气转化气工况2：循环气驰放气计算火焰放出的能量工况1 工况2 工况3 计算火焰长度工况1 P596 马赫数
火炬气排放量kg/h 火炬气压力kpa 16794.38 100 2519.15 100 30566.25 100 27015.63 100
P617 体积流量 m3/h 火炬气温度 K 液面高度 39000 303 66000 303 70000 303 m
质量流量 kg/h 16794.38 30566.25 27015.63
火炬气温度K 303 303 303 303
绝热指数 1.1 1.1 1.1 1.1
平均分子量火炬头直径 10.6 10.6 11.4 9.5
体积流量 m3/s 6.211591372 0.931738706
流速
m/s 31.65143297 4.747713152 50.95541401
正切值 0.149999943
液滴沉降速度m/s 3.38
操作压力 Kpa
液滴沉降速度 100 3.38 100 3.38 100 3.38
分液罐直径
P594 气体质量流量kg/h 气体低热值j/kg 16794.38 50000000 30566.25 50000000 27015.63 50000000

火炬系统中分液罐和水封罐设计研究

放工况为气液两相流；③罐内原有积聚液体。应当注意
的是最大泄放工况产生的液体量不一定与最大液体量一
致，所以要同时考虑最大火炬气排放工况和产生最大量
液体的排放工况来计算分离罐的尺寸。分液罐容积简图，
如图 4 所示。
根据我们假定的卧式容器，内径为，筒体长度为
L，其横截面积 AT ，罐内自其它排放源的积液量 AL1，
（2）按照 API521-2007 标准计算的试差方法。根据其原理，首先要确定液滴沉降时间和气体停留时间，因此先假设罐的直径和切向距离 L。对于液滴的沉降时间，则要计算液滴的沉降速度，沉降速度根据分离 300 ～ 600um 的粒径来定。沉降速度Uc公式见式（1）。
（1）
水封罐应根据火炬气排放的特点选择卧式或立式容器，对于火炬气排放量较大时宜选用卧式水封罐。卧式水封罐分为不带挡液板和带挡液板两种型式。带挡液板的水
图 2 立式分液罐结构简图
3 分液罐和水封罐的工艺计算 3.1 火炬系统设计规范标准选用
火炬设计是一个系统工程。涉及的专业有：工艺、管道、材料、应力、电气、仪表、结构、设备等各专业。目前，火炬系统设计规范主要采用以下二种：①《石油化工可燃性气体排放系统设计规范》SH300 9；②《Pressure-relieving and Depressure Systems》API521。卧式分液罐的计算通常采用 API521-2007 和 SH3009-2013 这两个常用标准。无论采用哪个标准计算，都应该以整个化工装置火炬气的特点为前提，即装置在开停车及各种事故状态下，产生可燃性气体的组成、温度、粘度和压力，最大排放量及其持续时间与最大允许背压等。两个标准的计算原理都是根据气体的停留时间大于等于液滴沉降时间，气速应低到允许液体沉降，以防止未沉降的燃料液滴进入火炬。 3.2 卧式分液罐工艺设计计算

火炬系统分液罐的计算

火炬系统分液罐的计算石油化工厂中各装置无法收集所排放尾气中如果含有凝液的话进入火炬燃烧后会形成火雨，对周围的人员和设备造成损坏，此时需要在火炬系统中设置凝液罐，是保证工厂安全生产、减少环境污染的重要措施，分液罐主要作用是去除火炬气中夹带的凝液和固体杂质，减少火炬气总管中的凝液量，避免液滴夹带到火炬头。

本次文章通过对不同形式分液罐的工艺计算结果，提出了选择建议。

标签：分液罐；分液量；夹带；计算1 引言火炬分液罐是火炬系统的重要组成部分，每根火炬排放总管都应设置分液罐，以分离火炬气中夹带的液滴或可能发生的两项流中的液相。

通常，在装置内设置分液罐以减少火炬气总管的凝液量。

当火炬设置在距装置有一定距离的地点上时，火炬气会在输送过程中产生凝液，因而在火炬气进入火炬筒体之前也要设置分液罐，再次分离凝液，以免液滴夹带到火炬头，造成火雨现象发生。

2 分液罐的形式2.1 卧式卧式分液罐分两种：第一种是气体从分液罐的一端顶部进入而从另一端顶部排出（内部无挡板），成为单向式；第二种是气体在水平轴向两端进入，在中间有一个出口，或气体从中间进入，在水平轴的两端排出，称之为双流式。

当分液罐的直径大于3.6m时，通常采用双流式。

2.2 立式立式分液罐的气体入口设在容器的中部的直径方向，出口设置在容器顶部的竖直方向，入口处应加挡板使气体向下方流动。

3 分液罐计算本次计算数据来源于珠海宝塔石化有限公司二期500万吨/年常减压装置，已知主要数据参数如下：安全阀前112℃，0.05MPag，放空量109.6t/h，平均分子量60；气体粘度=0.01cP，气体压缩系数Z=0.98，排放气体绝热指数k=1.09；火炬管网直管长度800m，弯头90°40个，管道公称直径DN700，内径0.685m；火炬气进口压力P1=150kPa（a），密度ρ1=2.81kg/m?，则放空量Q1=10.83m?/s，流速u1=29.4m/s；火炬气出口压力假定为P2=130kPa（a），密度ρ2=2.44kg/m?，则放空量Q2=12.48m?/s，流速u2=33.88m/s，排放气体的低发热值按炼厂干气低发热值计算。

高架火炬系统的设计与计算

!针#术石油化工设计Petrochemical Design2018,35(3) 8 ~ 12高架火炬系统的设计与计算民(山东三维石化工程股份有限公司北京节能环保开发中心，北京100020)摘要：高架火炬系统是石油化工行业重要的安全设施。

通过介绍中石化某石化炼油厂新建高架火炬工程设计实例，对火炬系统工艺流程设计、火炬系统主要工艺计算、火炬筒体上的主要设备及火炬点火系统等进行了阐述。

重点介绍了火炬系统总管直径的计算和选取，以及火炬分液罐、火炬水封罐、火炬筒体的计算。

提供了高架火炬系统设计与计算的思路和方法。

关键词！火炬排放量分液罐水封罐设计计算doi：10. 3969/j.issn. 1005 - 8168.2018.03.003高架火炬（以下简称火炬）主要用于处理石化设的废气和性气体或状态下的可燃性气体。

的设计包气排放管网和置两部分。

的设计内容包气总管和各分的设计；置的设内容包 #体、分、水封罐、点设备设计。

1工程概况中石化北京某分公司炼油厂1 〇〇〇万t/a炼油系统改造项目新建了 5套装置，新建装置事故气体排放量大，排放气体管道直径，炼油厂现有火炬设施的能力难以接纳新建5套装置气体的增量，且新建装置距现有火炬区较远，为保证新建装置正常生产运行及在气体，在新建装置区东北方向约700 m处的山上新建一座高架火炬。

2设计依据2.1设计原则根据各装置事故状态火炬气排放量，在满足相关和要安全环保的前，确定新建设模。

2.2基础数据新建5套装置包括%800万t/a常减压蒸馏I 装置、140万t/a延迟焦化装置、200万t/a加氢裂化装置、5万m3/h制氢装置、第二套三废处理联合装置（包括6万t/a制硫装置、150 t/h污水汽提装置及250 t/h溶剂再生装置）。

各装置火炬气最大排放量 1。

从表1可看出％停电工况是新建火炬最大排放工况，是低压排放状态，同的装置有：加氢裂化装置202 000 kg/h;制氢装置43 000 kg/h;三废装置17 158 kg/h(酸性气）。

火炬系统中分液罐和水封罐的设计分析

火炬系统中分液罐和水封罐的设计分析摘要火炬系统在化工系统担任着环保的重任，通过燃烧各种材料产生火炬气，通常由于分液罐和水封罐组成，且分液罐和水封罐的设计工艺均不相同，本文首先分析了火炬系统中分液罐和水封罐概述，同时阐述了火炬系统中分液罐和水封罐的设计工艺，最后总结了全文。

关键词火炬系统；分液罐；水封罐；设计工艺1 火炬系统中分液罐和水封罐概述1.1 分液罐概述在火炬系统内分液罐是最重要的组成部分，分液罐能够有效地去除火炬内的各种液体，避免引发火雨，分液罐大致主要分为卧式分液罐和立式分液罐，其中卧式分液罐有分为単流式分液罐和双流式分液罐。

1.2 水封罐概述水封罐同样也是火炬系统内的重要组成部分，水封罐主要是设置在火炬气进入火炬筒内的位置，其目的是为了防止火炬筒体回火，确保火炬管网、装置的安全。

水封罐的优点是能够将罐内的凝结物质有效去除，为不带挡板的水封罐及时补水[1]。

具体的结构如下图1所示。

2 火炬系统中分液罐和水封罐的设计工艺2.1 火炬系统中分液罐的设计工艺目前我国使用的分液罐类型主要有两种，SH3009-2001、AP1521-2007，不论运用何种计算方式，都需要遵守一点原则，即是：气体的停留时间必须要大于液滴的沉降时间，气体的速度最低值需要满足液体的沉降，其目的是为了防止没有完全蒸发的燃料液体滴入火炬内，引发火雨。

SH3009-2001的计算方式需要三种假设：①分液罐内的存液考虑为30%；②火炬系统进出口管的距离比值为2.5，最高不超过3；③液体降落的时候同气体进出的时间均等。

（2）AP1521-2007计算方法在进行AP1521-2007分液罐计算的时候，假设的内容主要包括液罐的直径和切口距离，需要注意的是最终的实际罐长应该小于假设的罐长，若是通过计算，实际罐长和假设罐长均等或大于，需要重新制定假设罐的长度和直径。

在AP1521-2007的存液计算中，需要考虑以下几点：①气体排放过程中产生的凝液；②气体泄放中液体的排放，要在泄放30分钟左右才能确定泄放液体的体积，近而实施阻止；③分液罐内原本的存液。

火炬装置水封罐设计和计算的探讨

火炬装置水封罐设计和计算的探讨摘要：随着我国大型化工企业的发展，火炬系统作为全厂安全的重要保障，其重要作用日益体现。

本文介绍了火炬系统中重要的设备之一水封罐的设计和计算要点，比较国内外不同规范对设计的要求，分析了水封罐不同种类的溢流口在工程中的应用情况，最后总结了全文。

火炬系统是石油炼化、化工装置中安全、有效地处理排放可燃有毒气体的重要设施之一，是全厂安全生产的最后一道屏障，火炬系统按照燃烧形式及控制方式的不同可分为地面火炬和高架火炬。

其中分液罐、水封罐及燃烧器等是火炬装置的重要组成部分。

本文主要讨论水封罐在设计过程中需注意的一些问题。

1概述水封罐是火炬装置中重要的设备之一，除非一些特殊情况如酸性放空气，低温放空气等可采用阻火器加吃扫气体的方法外，大部分的工程中还是将水封罐作为火炬系统中最可靠的防回火装置[1]。

水封罐的作用主要如下：1.防止火炬发生回火，保护上游管网和装置安全，因此水封罐一般靠近火炬筒体根部布置。

2.可以在火炬气装置设置有气柜等回收设施时，建立系统背压，通过调节水封高度，控制火炬排放系统的背压。

3.维持火炬排放管网压力，火炬管网出现负压时，不会使空气通过火炬头进入系统中。

4.通过调节相应的溢流阀门，维持水位在需求的高度，形成不同高度的水封，从而实现对火炬排放系统压力的分层控制。

在小流量放空时，可以减少火炬头的闷烧现象。

2水封罐的设计计算水封罐的种类包括立式和卧式两种，大型火炬装置中普遍采用卧式水封罐，立式水封罐在放空气量大时，页面的稳定性远不如卧式罐，容易在放空时造成溢流水量过大的问题。

卧式罐对大气量放空气分离效果好，还可以有效降低大直径放空气管道高度，节省投资，根据装置情况，应选择合适的水封罐形式[2]。

目前国内主要的设计标准SH3009-2013《石油化工可燃性气体那个系统设计规范》中涉及到计算的主要要求有：1.水封罐应具备撇除水面上凝液的功能，并能够分离直径600μm的液体；2.水封罐应设置U型溢流管（不得设切断阀门），水封高度大于等于1.75倍水封罐内气象空间的最大操作压力（表压），溢流管直径最小DN50。

火炬系统水封罐计算

火炬系统水封罐计算SGST 0017-20021 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 bh1/D1 b h1/D1 b h1/D1 b h1/D1 b0.02 0.005 0.28 0.229 0.54 0.551 0.80 0.8580.04 0.013 0.30 0.252 0.56 0.576 0.82 0.8780.06 0.025 0.32 0.276 0.58 0.601 0.84 0.8970.08 0.038 0.34 0.300 0.60 0.627 0.86 0.9140.10 0.052 0.36 0.324 0.62 0.651 0.88 0.9320.12 0.069 0.38 0.349 0.64 0.676 0.90 0.9480.14 0.085 0.40 0.374 0.66 0.700 0.92 0.9630.16 0.103 0.42 0.399 0.68 0.724 0.94 0.9760.18 0.122 0.44 0.424 0.70 0.748 0.96 0.9870.20 0.142 0.46 0.449 0.72 0.771 0.98 0.9950.22 0.163 0.48 0.475 0.74 0.793 1.00 1.0000.24 0.185 0.50 0.500 0.76 0.8160.26 0.207 0.52 0.526 0.78 0.8372.2.2 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。

大型炼化企业火炬系统排放的优化计算与利弊

106火炬系统是炼厂的最后一道防线，能否满足事故状态下的排放是火炬系统最核心的关键问题，如何准确的计算排放量一直是工程师们研究的课题。

从炼化行业起步到成熟，火炬系统排放的计算大致分为以下三个过程一、流量—时间曲线叠加法炼油厂和石油化工厂事故工况下可燃性气体排放是一种无组织排放，在炼油炼化行业起步期间，国内炼厂规模普遍不大，所以火炬排放可以通过计算每个装置事故工况（一般分为空冷器/水冷器故障、全厂停电、火灾、装置自身事故）排放的“流量—时间曲线”后，再针对同一事故工况下全厂排放曲线进行叠加，取最大值为该事故时的最大排放量。

因为流量是基于真实的排放时间进行累加的，也就是最终结果是炼厂真实的、全厂性的排放曲线，所以该方法也是最准确的排放量计算方法。

二、流量简单叠加法在炼化行业突飞猛进后，炼厂大型化、多元化的节能优势非常显著，所以在发展期间，新建的炼厂装置数量均以几十个计量，采用以往的方法几乎是不可能的（主要是时间曲线统一困难），因此产生了多种新的计算方法。

其中应用比较多的就是舍弃了时间曲线，仅计算排放流量。

根据以往的经验，同一事故工况下所有装置100%叠加是过于保守，而只考虑一个最大装置又太过于激进，所以目前主流的计算是按最大排放量的100%与其余装置排放量的30%之和叠加（即“1+N*0.3”），该方法被称为“简单叠加法”。

随着炼化行业成熟期的到来，国内超过千万吨级的项目纷纷上马。

规模进一步大型化、加工链进一步加长的也给排放量的计算提出了更高的要求，已有的简单叠加法也出现了弊端：按静态泄放数据简单叠加进行设计，估算量过于保守，导致火炬总管过大、辐射保护半径大；在全厂叠加总量需要缩减时，没有量化数据作为决策的支撑，存在安全风险。

所以火炬排放量的计算又重新成为炼厂的难题。

三、计算机模拟曲线叠加新方法走不通了，工程师们又想起了老方法。

过去是人脑计算、手绘曲线，现在可不可以应用电脑计算、自动绘图？于是相关的计算软件也应运而生。

火炬系统分液罐的计算

火炬系统分液罐的计算作者：张有君来源：《中国化工贸易·上旬刊》2016年第05期摘要：石油化工厂中各装置无法收集所排放尾气中如果含有凝液的话进入火炬燃烧后会形成火雨，对周围的人员和设备造成损坏，此时需要在火炬系统中设置凝液罐，是保证工厂安全生产、减少环境污染的重要措施，分液罐主要作用是去除火炬气中夹带的凝液和固体杂质，减少火炬气总管中的凝液量，避免液滴夹带到火炬头。

本次文章通过对不同形式分液罐的工艺计算结果，提出了选择建议。

关键词：分液罐；分液量；夹带；计算1 引言火炬分液罐是火炬系统的重要组成部分，每根火炬排放总管都应设置分液罐，以分离火炬气中夹带的液滴或可能发生的两项流中的液相。

通常，在装置内设置分液罐以减少火炬气总管的凝液量。

当火炬设置在距装置有一定距离的地点上时，火炬气会在输送过程中产生凝液，因而在火炬气进入火炬筒体之前也要设置分液罐，再次分离凝液，以免液滴夹带到火炬头，造成火雨现象发生。

2 分液罐的形式2.1 卧式卧式分液罐分两种：第一种是气体从分液罐的一端顶部进入而从另一端顶部排出（内部无挡板），成为单向式；第二种是气体在水平轴向两端进入，在中间有一个出口，或气体从中间进入，在水平轴的两端排出，称之为双流式。

当分液罐的直径大于3.6m时，通常采用双流式。

2.2 立式立式分液罐的气体入口设在容器的中部的直径方向，出口设置在容器顶部的竖直方向，入口处应加挡板使气体向下方流动。

3 分液罐计算本次计算数据来源于珠海宝塔石化有限公司二期500万吨/年常减压装置，已知主要数据参数如下：安全阀前112℃，0.05MPag，放空量109.6t/h，平均分子量60；气体粘度=0.01cP，气体压缩系数Z=0.98，排放气体绝热指数k=1.09；火炬管网直管长度800m，弯头90°40个，管道公称直径DN700，内径0.685m；火炬气进口压力P1=150kPa（a），密度ρ1=2.81kg/m³，则放空量Q1=10.83m³/s，流速u1=29.4m/s；火炬气出口压力假定为P2=130kPa（a），密度ρ2=2.44kg/m³，则放空量Q2=12.48m³/s，流速u2=33.88m/s，排放气体的低发热值按炼厂干气低发热值计算。

火炬系统操作规程

火炬装置操作规程第一章工艺技术规程 (3)1.1 装置概述 (3)1.2工艺流程简述 (3)1.3 工艺设计数据和指标 (4)1.3.1 工艺数据表 (4)1.3.2 公用工程消耗表 (5)第二章开工规程 (9)2.1 开工操作 (9)2.1.1 开工前的准备 (9)2.2 公用管线启用程序 (11)2.2.1 蒸汽引进 (11)2.2.2 压缩空气引进 (12)2.2.3 燃料气引进 (12)2.2.4 氮气引进 (12)2.3 火炬点火操作 (13)2.3.1 点火前必备的条件 (13)2.3.2 现场手动点火 (13)2.3.3 自动控制点火 (14)2.3.4 相关注意事项 (15)第三章停工规程 (16)3.1 停工操作 (16)3.1.1 火炬气停止排放 (16)3.1.2 停用长明灯 (16)3.1.3 废液排放 (17)3.1.4 火炬装置盲板清单 (17)第四章主要系统控制操作规程 (17)4.1 主要控制方案 (17)4.1.1 点火系统控制 (17)4.1.2 日常控制要求 (18)4.1.3 辅助系统控制 (19)4.1.4 火炬凝液系统 (21)4.1.5 仪表空气管 (21)4.1.6 内传焰管道 (22)4.1.7 氮气系统启动 (22)第五章装置主要连锁及DCS控制系统 (22)5.1 装置主要连锁 (22)第六章事故处理预案 (23)6.1 生产过程事故处理和异常情况的操作方法 (23)6.1.1 回火爆炸 (23)6.1.2 硫化氢中毒 (25)6.1.3 电气故障及排除 (25)6.1.4 DCS故障及排除 (25)第一章工艺技术规程1.1 装置概述火炬装置界区占地面积约350m2。

共布置有四套火炬设施、塔架、水封罐以及相应的管道和电气仪表设备。

火炬总高度105m。

四套火炬共用一座变截面法兰连接钢管塔架支撑，塔架高100m。

负责化工区甲醇、MTP、PP 等化工装置正常、开停车及事故排放任务。

火炬气回收装置水封阀系统应用分析

检查了 0/!$1 分离罐、 !""$ 年大检修， ’"!4 卸料罐，发现两个罐内粉尘较多，’"!4 卸料罐已被粉尘堵满，连通管失效，与设计时留观察口不定期清除 ’"!4 卸料罐内粉尘相违背。 0/!$1 分离罐内的粉尘约是 $... 年打开时的 # 6 % 倍。故建议改进塑料厂装置区内 0/!$4 和火炬区 0/!$1 的分离效果，减少 ’"! 及 ’"!4 中夹带来的粉尘数量，并不定期清除 ’"!4 内粉尘，避免堵塞现象发生而留下事故隐患。 ’"# 水封阀系统 -. 0. / 流程芳烃厂火炬气从装置区经 !#12! ) %%7管线进，然后进原有的 ’"# 水封罐（ !% "%" ++ , / $%" ++） -. 0 最后进芳烃火炬排放燃烧，如图 %。 24!#"! 罐，
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火炬水封罐计算方法和结构选型的探讨

火炬水封罐计算方法和结构选型的探讨谢伟峰;姚建军【摘要】介绍了火炬系统设置水封罐的作用、结构型式、以及规范SH3009-2013和API 521-2007 (5th)中对水封罐设置原则和计算方法要求的差异.结合国内外火炬的特点,比较了不同放空量下水封罐规格的计算结果,分析了不同状况下水封罐的设置原则和结果.火炬系统水封罐应具备分离直径大于或等于600 μm水滴的功能;应满足有效水封量;应设置防止液面波动和撇油的措施;建议在气相出口处设置除沫网,具体工程可根据实际情况选取带挡液板或不带挡液板的水封罐;当水封罐计算直径过大导致运输困难时,建议设置多台水封罐并联运行.【期刊名称】《炼油技术与工程》【年(卷),期】2014(044)009【总页数】4页(P61-64)【关键词】火炬系统;水封罐;分液;有效水封量;挡液板【作者】谢伟峰;姚建军【作者单位】中石化洛阳工程有限公司,河南省洛阳市471003;中石化洛阳工程有限公司,河南省洛阳市471003【正文语种】中文炼油化工企业的工艺装置无论是正常生产、开停工或事故工况时，其排放的可燃气体均进入可燃气体排放系统，经气柜回收或火炬燃烧后放空。

因此，火炬系统是保证工艺装置安全生产必不可少的一项设施，火炬系统的安全运行至关重要。

1 水封罐的作用为防止发生事故，火炬系统必须采取阻火和防止回火的措施。

阻火和防止回火的措施宜采用水封罐加注入吹扫气体的方法，不宜使用阻火器加注入吹扫气体的方法［1]。

水封罐主要有以下5项作用。

(1)阻火。

水封罐可以防止火炬回火爆炸导致可燃性气体排放管网及其连接的设备被破坏，而且水封罐设置的位置越靠近火炬或放散塔根部，回火爆炸对系统造成破坏的范围越小。

(2)维持火炬系统压力。

在特定条件下排放管网存在两种负压工况:一种是遇到降雨时，管道内气体温度大幅降低可能导致整个管网出现负压;另一种是在大气压高程差作用下，密度小于空气密度的排放气体处于缓慢流动或不流动时，水封罐至火炬出口的任意点均处于不同的负压状态。

火炬分液罐工艺设计及计算

火炬分液罐工艺设计及计算在放空系统中，火炬分液罐设置在火炬前端，去除放空天然气中夹带的凝液，以减少放空总管中的凝液量，避免液滴被带至火炬头，形成火雨。

本文主要介绍火炬分液罐的分类、工艺仪表流程图的设计及火炬分液罐的计算方法，为设计选型提供依据。

标签：分液罐；分类；工艺设计1设置火炬分液罐的目的站场设备及管线的放空天然气排放至火炬系统，若含有凝液，燃烧后会形成火雨，易引发安全事故。

因此需要在火炬前设置分液罐，将放空天然气中的液滴分离出来，保证火炬的安全运行。

2火炬分液罐的分类2.1卧式分液罐卧式分液罐分为单流式卧式分液罐和双流式卧式分液罐两种。

单流式：只有一个进气口和一个排气口；双流式：有两个进气口和一个排气口。

双流式卧式分液罐的结构形式可以减少罐体直径，但是却增加了罐体的长度，对于直径超过3.6 m或者流量大的可以考虑这种结构。

2.2立式分液罐立式分液罐设置一个进气口和一个排气口，气体进口设在立式罐的侧面，出口设在立式罐的顶部，入口处一般加挡板使气体向下方流动，有利于液滴的沉降。

2.3流程设计放空天然气进入火炬分液罐对凝液分离，达到外输要求后通过排气管道输送至火炬。

进出火炬罐的管线需考虑坡度要求（坡度不小于2%。

），要有必要的温压指示和取样分析。

分液罐一般设有就地和远传的液位指示，高低液位报警；压力指示就地和远传仪表，高低压报警；温度测量的就地和远传仪表。

罐内液体需设置泵移走（一般两台，一用一备），可以手动启停泵，或通过液位控制连锁启泵，低液位自动停泵。

根据气候条件和分离罐内液体的物性，在冬天或者平常也可使用加热器加热以蒸发其中的易挥发成分。

内部蒸汽盘管可实现这一目的，但要确保蒸发的物质在罐内不凝结，不会在火炬总管凝固，不会在分液罐下游堆积。

火炬分液罐及火炬计算

按《石油化工企业燃料气系统和可燃性气体排放系统设计规范》编制0、说明a.能分离气体中直径大于300m m的液滴；b.存液量为罐容积的30%。

1、基本参数输入T(工况温度,K)283 P(工况压力，MPa)0.105ρ1(液密度，kg/m3)760.0ρ2(气体相对密度)0.635 d m(液滴直径，μm)300 Q n(标况下气量，m3/d)500000 g（重力加速度，m/s2）9.81 K1（系数，取2.5~3） 2.5 2、过程参数（隐藏）T n(标况温度,K)273.15 P n(标况压力，MPa)0.1013 Z(压缩系数) 1.00ρgn(气体标况密度，kg/m3)0.765ρg(工况下气体密度，kg/m3)0.77 M(气体相对分子量)18.39 x 5.62 y 1.28 K105.17μ(气体粘度，mPa·s)0.0105 Ar（阿基米德准数）1391.52 3、卧式单流分液罐计算（双流式气量减半）Re（雷诺数）26.86 C（液滴在气体中的阻力系数） 2.57 V（液滴沉降速度，m/s） 1.23 D1（卧式分液罐计算直径，m） 1.50 D（卧式分液罐选取直径，m） 1.50 L1（进出口管之间的距离，m） 3.75集油包设计当分液罐直径大于等于1.5m时，集油包直径不易大于分液罐直径的1/3；当分液罐直径小于1.5m时，集油包直径不易大于分液罐的半径，且不小于300mm；集油包高度不易小于400mm，并应满足仪表安装的要求。

4、立式分液罐计算D2（立式分液罐直径，m） 2.75h1（气体空间高度，m）4注，h1大于或等于1.5倍D2，且不小于3mh2（液面与筒体下端的距离，m） 1.5H（立式分离器筒体高度，m） 5.5。