放空火炬计算示例
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。
塔架式放空火炬分段吊装法
ｑ １ 一第 １ 段 火炬 吊装 ， 吊钩及 吊具 重量 ， 按５ ｔ 计；
一 一
２ 吊装方案 的制定
呼 图壁 地 下储 气 库 是 股 份 公 司 目前 在 建 的最 大
（ ２ ） 火 炬塔 架抬 头 时受力 计算
首先将 塔 架 由水平 状态 吊装 成 为垂直 状 态 ， 由主
为２ ２ ｍ， 重量 ６ ８ ｔ ， 主 吊车 采 用 ４ ０ ０ ｔ 履带 吊车 超起 重 主
． 一
根据以上计算 ， 主吊车采用 ４ ０ ０ ｔ 履带吊车超起配
重 主臂 工况 ， 臂 杆长 度 ６ ６ ｍ， 幅度 １ ６ ｍ， 起重量为２ ０ ５ ｔ ， 辅 助 吊车采 用 １ 台２ ２ ０ ｔ 汽车吊， 臂杆 长度 ３ ２ ｍ， 工 作半 径１ ｌ ｍ， 起 重量 为 ５ １ ｔ ， 满 足 吊装需 要 ；
臂工况 ， 臂杆长度 ６ ６ ｍ， 工作半径 １ ６ ｍ， 起重量为 ２ ０ ４ ｔ ， 第１ 至第 ４ 段辅 助 吊车均 采用 ｌ 台２ ２ ０ ｔ 汽车 吊 。 第２ 段火 炬 简 体 吊装 最 大 高 度 超 过 ６ ６ ｍ， ４ ０ ０ ｔ 履 带 吊车 吊装 时采 用 超起 配重 塔 式工 况 ， 臂 杆 长 度 １ ０ ８ ｍ， 工作 半径 ３ ０ ｍ， 起重 量为 ７ ２ ． ４ ｔ 。
设 中多 年来 积 累 了丰 富 的放 空 火 炬 吊装 经 验 。现 以 呼 图壁 储气 库 高压 放 空火炬 安 装 为例 ， 介绍 塔架 式高
Ｇ一 第 １ 段火 炬计 算 载荷 ；
一
压放空火炬分段 吊装的地基处理 、 塔架卧拼 、 分段 吊
装 的方 法 。
第１ 段火 炬 最大件 塔 架重量 为 ６ ８ ｔ ； 动载 系数 ， 按１ ． １ 计；
高空火炬蒸汽用量计算表
高空火炬蒸汽用量计算表随着工业化进程的不断发展，高空火炬蒸汽的应用越来越广泛。
对于企业来说，合理计算高空火炬蒸汽的用量，不仅可以提高生产效率，还能有效控制成本。
因此，编制一份高空火炬蒸汽用量计算表是非常必要的。
一、高空火炬蒸汽的基本概念和特点高空火炬蒸汽是指在高温和高压条件下产生的水蒸汽，常用于工业生产过程中的加热、清洁和消毒等工作。
其特点是温度高、压力大、能量密集，能够快速提供大量的热能。
二、高空火炬蒸汽用量计算的基本原理高空火炬蒸汽用量的计算主要依据以下几个因素：生产工艺的热负荷、蒸汽系统的效率、蒸汽压力和温度要求等。
根据这些因素，可以通过以下公式来计算高空火炬蒸汽的用量：高空火炬蒸汽用量（kg/h）= 热负荷（kW）/ 蒸汽比焓（kJ/kg）其中，蒸汽比焓是指单位质量蒸汽在给定压力下的焓值，可以通过查阅蒸汽表来获取。
三、高空火炬蒸汽用量计算表的编制步骤1. 确定需要计算的生产工艺和设备，了解其热负荷需求。
2. 查阅蒸汽表，获取高空火炬蒸汽在给定压力下的比焓值。
3. 根据公式，计算出每个工艺或设备所需的高空火炬蒸汽用量。
4. 汇总计算结果，按照工艺或设备的不同，编制成表格。
四、高空火炬蒸汽用量计算表样例以下是一份高空火炬蒸汽用量计算表的样例：工艺/设备热负荷（kW）高空火炬蒸汽用量（kg/h）工艺A 100 50工艺B 150 75设备C 80 40通过以上计算表，可以清晰地了解到不同工艺和设备所需的高空火炬蒸汽用量。
根据这份计算表，企业可以对高空火炬蒸汽的使用进行合理规划和管理，以提高生产效率，降低能源消耗。
五、高空火炬蒸汽用量计算表的应用高空火炬蒸汽用量计算表可以应用于各种工业生产过程中，特别是涉及到大量蒸汽使用的行业，如化工、纺织、食品加工等。
通过合理使用计算表，企业可以有效控制蒸汽的用量，避免能源浪费和成本过高的问题。
六、高空火炬蒸汽用量计算表的优化和改进在编制高空火炬蒸汽用量计算表时，可以根据实际情况进行优化和改进。
火炬计算
火炬高度计算 20.813 D-火炬直径(m) 0.15 W-最大放空量kg/h 2659.3 T-气体温度 K 318 M-气体分子量 g/mol 20.813 H-火炬高度 m 0.052597165 q-热负荷强度kj/（h*m2） 3780 x-征地范围 m #NUM!
设计压力（P1），MPa 0.01 管材最低屈服强度（σ ），MPa 245 设计系数（F） 0.6 焊缝系数（φ ） 1 钢管腐蚀裕量（C），mm 2
1 分离器进出口 70000 2 采气管线
1、管径初选 气体流量（Q）,× Nm /d 10 工作压力（P），MPa 设计温度，℃ 气体经济流速（v），m/s 利用计算公式可以求出(m)：
d= 4Q = Ð v ´ 3600 ´ 24 ´ p ´ 10 ¦
4 3
火炬直径计算 D-火炬直径(m) W-最大放空量kg/h T-气体温度 K M-气体分子量 g/mol ξ -校正系数 D0校正值 m 0.122738901 2659.3 318 20.813 1 150
站内天然气工艺管径计算 2、计算管壁厚： 1、管径初选 初选钢管外径(D)，mm 168 气体流量（Q）,× Nm /d 10 0.192 设计压力（P），MPa 0.01 设计温度，℃ 25 气体经济流速（v），m/s 15 利用计算公式可以求出(m)：
d= 4Q = Ð v ´ 3600 ´ 24 ´ p ´ 10 ¦
管材最低屈服强度（σ ），MPa 245
0.03386383
pD Ľ ¦£ ´ 1 . 15 C ½ £ 2Ò F Õ ¦ ¦
6.2244898
初步选定工艺管线为DN50。
钢管计算壁厚为8mm。
∴确定工艺管线为：φ 60× 8的无缝钢管。
放空火炬系统的计算与安全因素(通用版)
( 安全管理 )单位：_________________________姓名：_________________________日期：_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改放空火炬系统的计算与安全因素(通用版)Safety management is an important part of production management. Safety and production are inthe implementation process放空火炬系统的计算与安全因素(通用版)摘要放空火炬设计中火炬筒出口直径及高度的计算是按照标准APIRP521的方法进行计算的，并确定了放空火炬系统设计中应考虑的安全因素。
关键词放空火炬；计算；参数；安全因素现代油气田地面工程中，油气处理单元的设计和操作越来越复杂。
可靠、周全的压力泄放系统对这些处理单元的能量储存是十分重要的。
火炬是长输管道站场、库区的安全设施。
放空火炬系统能及时处理生产装置中排放的多余、有害、不平衡的废气，以及事故时瞬间放出的大量气体，从而保证装置正常、安全运行。
火炬计算基本方法是按美国石油学会标准APIRP521《泄压和放空系统》进行计算的。
火炬计算的基础参数和条件如下：气体组分、低发热值、平均分子量、纯组分压缩性系数(压缩因子)；放空管道设计排气压力及温度；受热点和放空火炬的高度及其相对标高；火炬计算地点平均大气压力及相对湿度。
1火炬的计算1.1火炬筒出口直径的计算采用标准APIRP521计算方法，火炬筒出口直径按下列公式计算：式中：d一一火炬筒出口直径，m；W一一排放气体的质量流率，kg／s；P一一火炬出口处排放气体压力，kPa(绝压)；Mach一马赫数；Tj一一操作条件下气体温度，K；K一一排放气体的绝热系数，Cp/Cv；Ni一一排放气体的平均分子量。
计算中须注意：排放气体的质量流量应选取最大排放量,也应考虑到现场在事故状态下或计划内检修时采用多地点排放,避免火炬尺寸过大。
放空管设计原则与方法
放空管设计原则与方法张雯莉【摘要】放空管是天然气长输管道中十分重要的一部分,应重视设计的合理性与安全性,故需要探讨放空管的设计方法及原则.API RP 521是国内外放空管设计方法的主要来源,具有非常详细的计算方法及计算实例.以API RP 521的设计方法为基础,探讨其关键因素的设计方法和发展过程,分析设计计算方法步骤,并以实例进行计算说明.建议综合考虑技术可靠性、公共安全以及经济性,建立放空管的设计计算依据与方法,有利于提高其现场应用的可行性.【期刊名称】《管道技术与设备》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】4页(P72-74,77)【关键词】天然气放空;放空管设计;设计方法【作者】张雯莉【作者单位】西南石油大学,四川成都610500【正文语种】中文【中图分类】TE880 引言放空系统是天然气管道输送中重要部分，而放空管的设计是否合理也关系着天然气管道及其处理装置是否能够安全平稳的运行。
目前，有关放空管设计标准规范有很多，其中API RP 521是国内外放空管设计方法的主要来源，有比较详细的放空管设计计算方法，包括放空火炬的高度、直径以及火炬设计的细节等。
1 放空管设计影响因素由API RP 521得到，对点火放空的立管而言，其设计中应主要考虑以下问题[1]：(1)燃烧的有效性：放空过程中火焰应维持稳定，不发生吹离甚至熄灭；(2)公共安全性：燃烧所产生的热辐射不对站内工作人员及周边设施造成伤害。
以上两点涵盖了三方面的内容：维持火焰的稳定性；计算放空管火焰的热辐射强度；计算人员和设施受到伤害的热辐射阈值。
1.1 火焰的稳定性与马赫数常规的喷射火焰属于扩散焰，在燃烧过程中，空气能与燃料气混合并形成稳定的火焰，包围中心的燃料气体核[2]。
由于火焰中心的气体流速最大但热力紊流程度最小，一旦放空气体的喷射速度过快，气体核周围的燃料气不能很好地被空气稀释，着火点将被迫上升，使火焰发生吹离。
油田放空管线课程设计
摘要根据查《GB50350-2005油气技术设计规范》和《油田油气集输设计技术手册》上的一些基本公式和一些原理，用的反推设计的方式，计算放空管路内的出压力降，并且设计了放空系统内合适的分离器大小和火炬直径和火炬高度。
假设：气体在管线中的流动为稳定流动，即在管线的任一截面上气体质量流量不变，即流量Q不变。
气体在管线中的流动过程为等温过程，即温度T不变。
放空管线长度为30m。
关键词：放空管线输气管道火炬目录摘要 (2)1设计资料和原始数据 (4)2遵循的主要规范、标准 (4)3设计步骤 (5)3.1管道 (5)3.2火炬 (8)4.3计算 (10)4总结 (12)1设计资料和原始数据1)单井的温度、井口压力、产量及出站压力数据：2)天然气组成：2遵循的主要规范、标准1）《油气集输设计规范》GB50350－2005；2）《石油天然气工程制图标准》SY/T 0003-20033）《石油天然气工程设计防火规范》GB50183－2004；4）《石油天然气工业输送钢管交货技术条件第2部分：B级钢管》（GB/T9711.2－1999）；5）《石油天然气工业输送钢管交货技术条件第3部分：C级钢管》（GB/T9711.3－2005）；6）《高压锅炉用无缝钢管》（GB5310－1995）；7）《输送流体用无缝钢管》（GB/T8163－1999）；8）《油气田及管道仪表控制系统设计规范》SY/T0090－96；9）《石油地面工程设计文件编制规程》（SY/T0009－2004）。
10）《油气田地面管线和设备涂色规定》SY0043－96；11）《气田地面工程设计节能技术规定》SY/T6331－97；12）《天然气地面设施抗硫化物应力开裂金属材料要求》SY/T0599－1997；13）《油气分离器规范》 SY/T 0515-199714）林存瑛编. 天然气矿场集输. 北京：石油工业出版社. 199715）《油田油气集输设计技术手册》编写组编. 油田油气集输设计技术手册（上、下册）. 北京：石油工业出版社. 19943设计步骤一、管道首先，我们要求出压力降，已知起点压力，只要我们求出终点压力，就可以求出压力降。
火炬计算书
项目名称：伴生气回收及综合利用工程记录编号：火炬计算书项目号：DD11002专业：工艺编制：校对：审核：审定：中国石化集团*****设计研究院20** 年**月**日目录1 计算依据 (2)2 基础数据 (2)3 火炬高度和直径的计算 (2)4 结论 (4)1 计算依据《油田油气集输设计技术手册》2 基础数据火炬系统排放气体的基础数据如下表：气体分子量M = 36 kg/kmol气体密度ρ= 1.6 kg/m3排向火炬的气体流量Wv = 1250 Nm3/h气体排放量W = 2000 kg/h气体的温度T = 313 K3 火炬高度和直径的计算以在最大排放量时操作人员有时间从火炬底部撤离为火炬的设计基础，根据操作人员和设备的安全来选择火炬的位置和高度。
为了求得火炬底部位于地坪上任一点P处的热强度，其关系图如下图所示：P点的热强度计算公式如下：q=ε·Q/(4πR2)由上面的关系图可知，R2= x2+H(H+120D)因此P点的热强度可用下面的公式进行计算：q=ε·Q/[4π(x2+H(H+120D))]热辐射强度为22680kJ/(h·m2)时，人在8s后开始感到灼痛，因此当发生事故排除大量可燃气体到火炬时，应给操作人员提供撤离到安全地带的时间，并使其不致收到约高于16800kJ/( h·m2)的热强度。
假定火炬底部的热辐射强度不超过16800kJ/( h·m2)，即16800≥ε·Q/[4π(x2+H(H+120D))]其中：H--火炬高度，m；D--火炬直径，m；q--热辐射强度，kJ/(h·m2)；ε--火焰辐射率；Q--火炬释放的总热量。
（1）火炬的火焰辐射率ε=0.048·M1/2其中：M--气体分子量代入分子量数值，计算得ε=0.288（2）火炬释放的总热量Q=46200·W其中：W--事故时气体最大排放量,kg/h；代入气体排放量值，计算得Q= 9.24×107kJ/h（3）火炬燃烧器直径D2=W/690000·(T/M)1/2其中：M--气体分子量W--事故时气体最大排放量，kg/h；T--气体温度,K；D--燃烧器直径，m；代入各项数值，计算得出D=0.092 m。
放空火炬系统的计算与安全因素
放空火炬系统的计算与安全因素
火炬系统通常是一种用于照明和加热的设备，使用液体燃料（如煤油）在火焰中产生热能。
这种系统需要计算和安全因素的考虑，以确保使用安全和有效。
在计算方面，有以下几点需要考虑：
1. 燃料消耗量：需要计算每个燃烧器的燃料消耗量，以确保正确的供应量和燃料成本控制。
2. 燃烧温度：需要计算燃料燃烧时的温度，以确定合适的加热和照明效果。
同时需要考虑温度过高可能导致系统热损失和爆炸等安全问题。
3. 燃料携带量：需要计算每个燃烧器携带的燃料量，以确保正确的装填量和安全携带。
同时应避免燃料泄漏或过多装填导致系统失控的问题。
在安全方面，有以下几点需要考虑：
1. 火灾风险：由于该系统涉及明火，因此需要严格控制火源和火花的风险，避免火灾发生。
同时应配备灭火装置以应对可能的情况。
2. 燃料泄漏：需要确保燃料系统的密封性和稳定性，避免燃料泄漏导致安全事故。
同时应定期检查系统和燃料管道，发现问题及时处理。
3. 氧气含量：需要确保系统中的氧气含量适当，以支持燃烧。
过高或过低的氧气含量可能导致系统失控和安全事故。
火炬系统的计算和安全因素是确保该系统正常运行和使用安全的重要因素。
需要严格控制燃料消耗量、燃烧温度和燃料携带量等计算因素，并注意火灾风险、燃料泄漏和氧气含量等安全问题。
火炬计算
计算公式见《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》肯基亚克站内天然气放空火炬(SHJ9-89)1.火炬筒体出口直径基础数据气体的质量流量Q＝84430kg/h 气体的分子量M=20.33操作条件下气体的温度T=298K操作条件下气体的ρ=0.86Kg/m3气体绝热指数K= 1.3气体常数R＝8314N·m/kgmol·K马赫数m=0.5 1).声波在排放气体中的传播速度VsVs＝（KRT/M)0. 5=398.030295m/s 2).火炬出口气体允许线速度VaVa＝mVs＝199.015148m/s 3).火炬筒体出口截面积A A=G/3600ρVa＝0.13702812m2 4).火炬筒体出口直径D fDf＝ 1.128×A0.5=0.41755525m取火炬筒体直径Df＝0.5m2.火炬筒体高度热辐射率ε＝0.2简化计算火炬头出口处最大平均风速Vw=28m/s火炬筒体内气体允许线速度Va=199.02m/s火炬的热辐射强度q＝ 1.5kw/m2最大受热点到火炬中心线的水平距离X=90m火焰高度h=120D f h＝60m最大受热点到地面的垂直距离ht＝2m气体的低发热值Hv＝51949424J/kg 1).有风时的火焰倾斜角φφ＝tg1(Vw/Va)＝0.13977537 2).火焰放出的总热量QQ=2.78×10-7HvG＝1219332.97kw 3).火炬筒体高度hf无风时hf＝（εQ/4πq-X^2）^0.5-h/3+ht=51.55232m有风时hf＝（εQ/4πq-(X-hsinφ/3)^2）^0.5-hcos φ/3+ht=55.21091m 取火炬高度H=60m 3.核算火炬筒体无影响区域半径1).火焰中心至火炬底部受热点的距离RR=（εQ/4πq）^0.5＝113.74324m 1).火炬底部受热点到火炬筒体中心线的水平距离XX2＝R2-Y2＝R2-(H*(H+L))=5737.52465X=75.7464498m。
高架火炬排放高度的计算
式 中：ｈ——火焰长度 ，ｍ，火 焰 中心距离火炬 出口的高度
给高架火炬 留出 ９０ｍ的辐射 圈 ，即 ９０ｍ安全区域半径。
Ｈｌ＝∑Ｇ．Ｈ ／∑Ｇ
（３）
生 产过 程中产生的可燃 、易爆 、有毒 、有腐蚀性 气体 的特 殊燃 式 中：Ｈ ——低 热值 ，１０／ｋｇ；
烧设施 ，通过火炬燃 烧处 理后 ，能 将可燃 或可 燃有 毒气体 转
Ｇ—— 气体泄放量 ，ｋｇ／ｈ，
变 为不可燃 的惰性 气 体 ，将 有毒 、有 害 、有 臭 物质 转 化为 无
热 辐射系 数表示火 炬燃烧 时产 生的高温 火焰 以辐射方
ｈＴ——受热点 的离地高度 ，取人员身高 １．８—２．２ ｍ。
２ 计 算公 式 的参数
２．１ 火 炬释 放 的总 热量
排放气 体在火 炬头燃 烧时 产生 的热量大小 与排 放气 的
低热值 、气体 排放量 和燃尽 率等 因素有 关 ，而低 热值则 由气
第 ８期
朱海 峰 ：高架火炬排放高度 的计算
·１０５·
范》内关于石化厂总平 面布置 的 防火间距 规定 ：高架 火炬 与 ０＝ｔｇ－１
工艺 主装 置 、可燃液 体 、气体储 罐 和全长 重要 设施 的防火 间
Байду номын сангаас
（９）
距不小 于 ９０ｍ。实际在对装置进行 总图布置 时 ，一般 均考 虑
体的组分及浓 度决 定 。当气 体 的热值 低 于 ７８８０１０／Ｎｍ 时 ，
在排人火炬 系统前 应对 热值 进行 调整 。
释放 的热量公式
１
Ｑ １ ＨｔＧ
（２）
式 向环境释放热 量 的能力 。火 焰 的热 辐射 系数 不仅 与火焰 的组成有关 ，而且与是否完全燃烧 、有无黑 烟 、空气 湿度 以及 辐射距 离等 因素有关。２０１３版规 范给 出了一个 基 于氢气 和 烷烃类组成 的经验公 式。简化计算 时 ，热辐射 系数 一般可取 ０．２。某 些火炬制造 厂家在 进行 火炬设 计时 ，还会 引入 辐射 强度传 递因子 ，优化热辐射 系数 的取值 。
天然气放空火炬课件
高压放空火炬
总结词
适用于压力较高的天然气放空
详细描述
高压放空火炬适用于处理高压气体的情况，如天然气压缩站或气体处理厂。这种火炬设计能够承受较高的气体压 力，同时能够有效地燃烧和排放气体，减少环境污染。
地面放空火炬
总结词
地面安装，便于观察和维护
详细描述
地面放空火炬安装在地面以上，便于观察和维护。这种火炬通常采用钢结构或混凝土结构，具有较高 的稳定性和安全性。地面放空火炬适用于处理大量气体的情况，如大型天然气处理厂或管道终端。
特点
具有高效、安全、环保等特点， 能够有效地处理天然气生产过程 中产生的放空气体，防止环境污 染。
工作原理
工作原理
天然气放空火炬通过引燃天然气放空 排放，将其燃烧成二氧化碳和水蒸气 ，然后通过火炬排放到大气中。
工作流程
天然气放空气体进入火炬，经过引燃 、燃烧、排放等过程，最终将放空气 体转化为无害的二氧化碳和水蒸气。
结合太阳能、风能等可再生能源，降低火炬的碳 排放，为绿色能源的发展做出贡献。
THANKS
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火炬监测
安装火炬监测系统，实时 监测火炬燃烧状况和排放 物成分，确保火炬正常工 作和排放达标。
环保要求
减少排放
通过优化火炬设计和操作 ，降低燃烧过程产生的烟 尘、硫化物和氮化物的排 放量。
排放控制
采用高效除尘、脱硫和脱 硝技术，对排放物进行净 化处理，确保达到国家和 地方环保标准。
环境监测
定期对火炬周边环境进行 监测，评估火炬对环境的 影响，及时采取措施降低 负面影响。
排放标准与检测
排放标准
制定严格的排放标准，限制火炬 燃烧产生的污染物浓度和排放量
。
检测设备
火炬计算的参数分析
火炬计算的参数分析弥勇;李文杰【摘要】通过对化工装置中火炬的计算,分析了火炬计算中影响高空火炬高度和直径的主要参数;对国内目前应用较少的地面火炬的计算进行了初步探讨.结果表明,影响火炬计算结果的最主要的因素为火炬气流量以及人为规定的热辐射强度等.在排放量为200t/h、热辐射强度为1.58 kW/m2要求下,高空火炬烟囱直径和高度分别约为0.82 m和60 m;地面火炬的安全距离必须大于30.3 m.【期刊名称】《化工生产与技术》【年(卷),期】2010(017)002【总页数】3页(P49-51)【关键词】火炬;高度;热辐射强度;安全距离【作者】弥勇;李文杰【作者单位】中国寰球工程公司,北京,100029;中国寰球工程公司,北京,100029【正文语种】中文【中图分类】TQ052.73火炬适用于处理石油化工厂、炼油厂发生事故时或者正常生产排放大量易燃、有毒、有腐蚀性的气体时的设计。
火炬系统通常由分离罐、密封罐和火炬筒体等组成。
按照燃烧器是否远离地面，型式可以分为高空火炬和地面火炬[1]。
环保的要求使得化工装置中对环境有危害的排放气的排放更加的严格，相应的规模扩大意味着火炬设计需要不断的完善。
在熄灭火炬、回收燃气、减少火炬数量等方面，国内相关设计者已经作了很多的工作。
本文针对火炬计算中的相关步骤，对影响火炬计算结果的相关参数进行严格地比较分析[2]。
高空火炬燃烧器远离地面，采用竖立的火炬筒体将燃烧器（火炬头）高架于空中，火炬气通过筒体进入燃烧器，然后进入大气。
当火炬设计处理量高于30 t/h时，采用高空火炬（减少地面热辐射强度，有利于热量扩散）。
现行的火炬计算执行标准有SH 3009—2001和HG/T 20570—95，2者的基本原理是一致的，本文采用HG/T 20570—95进行火炬的计算[3-4]。
计算实例参数：均取排放到火炬的气体的最大值。
火炬气的排放量为200 t/h，平均相对分子质量为20，温度为180℃，绝热指数为1，热值为 8 kJ/kg，火炬顶部内侧压力为103 kPa。
放空管网工艺流程改造论证
放空管网工艺流程改造论证作者：顾磊李庆侯宗伦罗刚来源：《中国化工贸易·上旬刊》2019年第03期摘要：雷三增压集气站主要担负中坝气田雷三气藏的7口生产单井所产含硫天然气的汇集、油水分离、计量及天然气增压输送、地层水处理、输送、回注等任务，天然气通过压缩机进行增压输送至净化厂。
本文依据雷三增压集气站的生产资料，应用流体力学基础知识、流量的关系等进行了推导，并对雷三增压集气站的放空流程进行实例验证，以消除隐患、满足生产需要为前提，提出改造建议，为指导该站的后期生产提供一定的参考。
关键词：流程优化;风险;阻火器;放空背压雷三增压集气站是一具有集、输、增压功能为一体的集输气增压站。
该站天然气压缩机组于2001年投入运行，该站站内汇集的天然气为雷三气藏高含硫气，H2S含量为107～109g/m3，CO2含量为4～5%，工艺介质恶劣。
生产中产生的放空天然气必须充分燃烧，以防止人员中毒及环境污染事故发生。
1 雷三增压集气站的概况及开发现状雷三增压集气站自1982年3月28日建成投产。
在1982年至1999年由于进站压力高，且凝析油含量高，站内采用低温分离技术，因而在该阶段称为“低温集气站”。
随着开采时间的推移，气藏进入后期开发，地层压力和井口压力不断降低，无法再进行低温分离。
1999年进行技改，变为“常温集气站”。
在2000年新建天然气压缩机组并于2001年投入運行，因此改名为“雷三增压集气站”。
目前该站有两台ZTY440MH9×9（2000年安装）和一台DPC2803 MH9×9（2003年安装）天然气压缩机组，采用“两用一备”方式进行增压开采。
机组运行时日产天然气约15×104 m3（不增压开采时产气约10×104 m3/d）。
1.1 雷三增压集气站工艺流程该站主要设备流程：所有气井来气在经过一次重力分离后进行计量，汇集后进行二次重力分离，然后再经过滤分离进入增压机，增压后输送至净化厂。
放空火炬计算示例
1． 计算依据，SY/T10043-2002,《泄压和减压系统指南》一、火炬头筒径的计算5.051023.3⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⋅⋅⋅⋅⨯=-M K ZT Ma P W d （公式1-1） =5.0519.1754.12930.15.0325.101521201023.3⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⨯⨯⨯⨯⨯⨯-=0.334式中 d －火炬头顶部直径，m ；W －火炬气最大排放量，kg/h ；P －火炬顶部火炬气压力，kPa ，可取当地大气压；（绝压）Ma －马赫数，火炬气流速与该流体声速的比值；M －火炬气的平均分子量；K －绝热指数；T —操作条件下火炬气温度，K 。
Z —气体压缩因子。
由此选取火炬头直径为DN350mm 。
注：1）此处的工况下气体的温度，入口三相分离器安全阀前的温度为60℃，阀后为11°左右，到火炬跟前，考虑9℃的温升（考虑到环境温度较高），即火炬入口处的温度为20℃。
2）火炬气量按照紧急情况全部放空的情况考虑，选择马赫数为0.5。
3）火炬气最大排放量取两口井出口气量之和。
4）气体分子量选取井口出来的气体的分子量16.94.(保守取值)5）绝热系数井口出来的气体的分子量1.54.6）压缩因子取1.0.二、火焰长度计算如图所示，火焰长度与气体释放的热量有对应关系，气体释放量的计算公式为3600)(q W Q ⨯==52120*50000/3600=723889(KW) 式中 W —火炬气最大排放量，kg/hq—气体燃烧热值KJ/Kg ，气体中甲烷占95%，因此可选取甲烷的燃烧值进行近似计算。
甲烷的燃烧值约为50000KJ/Kg 。
计算出气体释放热量后，查表后得火焰长度约为55m 。
3、风速引起火焰变形的简单计算火炬头速度风速j =∞U U 孟加拉正常天气情况下平均风速为7.5m/s ，在暴风情况下风速可达50m/s 。
火炬头速度可以用体积流速与火炬出口横截面之比得出，也可以根据火炬出口气体马赫数乘以火炬出口音速得出。
火炬放空扩散及爆炸CFD模拟分析
技术应用/TechnologyApplication火炬放空扩散及爆炸CFD 模拟分析孙全军1石一丁2费普鸿1葛天明2王子赫2（1.国家管网集团北京管道有限公司天津油气分公司；2.北京沃利工程技术有限公司）摘要：在火炬点火失败的情况下，一旦地面人员或其他敏感目标接触的气体达到可燃下限浓度并发生延迟点火时，将会导致人员伤亡、财产损失或对环境造成影响，针对火炬放空时点火失败这一事件场景，采用三维CFD 模拟软件对火炬放空扩散及扩散后可能发生的可燃气云爆炸进行模拟。
考虑了火炬实际放空流量、火炬直径、风速以及风向等影响因素，模拟火炬放空时可燃气体云团浓度分布情况，然后根据扩散结果进行气体爆炸后果模拟。
研究表明：火炬点火失败情况下，放空扩散所形成的可燃气体云团被点燃时，主要伤害事件是闪火，闪火的影响范围远高于地面且大于火炬头高度；火炬放空所形成的可燃气体云团被点燃时所形成的爆炸超压较低，在地面形成的爆炸超压基本可忽略；闪火及爆炸超压均不会对地面人员产生伤害。
火炬点火失败情况下放空扩散和爆炸模拟的结果，为火炬放空时点火失败事件的应急响应提供了数据支撑。
关键词：火炬放空；点火失败；CFD；扩散模拟；爆炸模拟；应急响应DOI :10.3969/j.issn.2095-1493.2024.03.006Simulation analysis of flare venting diffusion and explosion CFDSUN Quanjun 1，SHI Yiding 2，FEI Puhong 1，GE Tianming 2，WANG Zihe 21Tianjin Oil and Gas Branch of Beijing Pipeline Co ．，Ltd ．，PipeChina 2Beijing Worley Engineering Technology Co ．，Ltd ．Abstract：Once the ground personnel or other sensitive targets are exposed to gases that reach the lower flammable concentration and delayed ignition，the failed ignition of flare may result in injury，death，property loss or environmental impacts．In view of the event of failed ignition of flare venting，the simulation software of three-dimensional CFD is used to simulate the flare venting diffusion and the possible gas cloud explosions after diffusion．The actual venting rate，flare diameter，wind direction and wind speeds are considered in the study．The gas concentration distributions during venting are simulated，and the explosion simulations are performed based on the gas dispersion simulation results ．The study shows that when the combustible gases cloud that are formed by venting diffusion are ignited due to failed flare ignition，the injurious event is flash fire and its influence range is much higher than the ground and greater than the height of flare head.For another thing，when the combustible gases formed by venting diffusion are ignited due to failed flare ignition，the explosion overpressure that was on the ground is lower，which can be ignored．Hence，neither the flash fire nor the explosion over-pressure will cause injury to ground personnel．Even more to the point，the results of venting diffusion and explosion simulation during the failed flare ignition will provide information and support for emer-gency response.Keywords：flare venting；failed ignition；CFD；dispersion simulation；explosion simulation；emer-gency response第一作者简介：孙全军，高级工程师，2005年毕业于辽宁石油化工大学（油气储运专业），从事天然气管道及站场的安全生产管理工作，25#，301700。
浅谈输气站场及阀室放空系统的设计
浅谈输气站场及阀室放空系统的设计摘要：论述了天然气站场、阀室的放空系统工作原理，研究了一般站场、阀室采用的放空点火系统特点，简单讨论了放空立管、放空火炬、安全阀等的计算，提出了比较符合实际情况的计算方法。
关键词：天然气站场；放空；点火；安全阀放空系统由放空立管和放空点火部分组成，它广泛应用于输气管道上的站场及阀室。
天然气放空直接排入大气会对大气环境产生较大危害，不点火燃烧会对周围的农作物、民宅产生不良影响；由于输气站场、阀室排放量较大，目前环保部门一般都要求对线路站场、阀室的放空天然气进行点火排放。
在天然气管道输送工程中，放空管主要用于线路阀室和站场的检修及事故放空，是间断性工作。
本文主要介绍在天然气储运工程中，采用的放空系统及主要部分的计算思路。
1 放空系统的组成及点火系统工作原理1、放空系统的组成及作用站场放空系统由管道与设备放空管、放空立管和放空点火部分组成，是天然气站场的重要系统之一。
放空系统主要作用是在检修、发生意外、进出站的压力超压时进行放空，为减少对环境的危害需点火燃烧后排放。
准确计算放空系统不仅可以实现对站场内设备、管线的泄压保护，还可以节省工程建设费用，方便日后运营管理。
2、点火系统工作原理由于天然气输送工程中，放空系统的主要作用是检修和以备意外事故，因此点火系统主要负责引燃放空管内的放空天然气。
点火系统根据各工程现场情况的不同，主要有以下几种工作方式：1）手动点火它是一种简易的火炬点火方式。
主要原理是在地面点燃带有压力的点火天然气，然后火焰沿传火管壁向上传燃。
这种点火装置采用便携式直流点火器进行点火，适用于现场没有电源的场合。
它的点火电源采用12V可充电式镉镍圆柱密封碱性电源，具有寿命长、放电电流大等特点，充放电次数达10000次以上，每充一次电可累计点火时间大约60min。
2）高空或地面电点火它主要由长明灯、引火筒、高能（压）电点火、电嘴、导电杆及专用电缆组成。
根据点火位置不同，一种是在高空点火成功引燃长明灯从而引燃放空气体；另一种是点火系统在地面点火成功后通过外传火管传到放空管的顶部，点燃放空气体。
放空火炬计算
说明:1计算火炬筒高度时需要先假设一个火炬筒的高度,将假设值和计算值比较,至到两者大致相等.2.黑色为需要输入被放空管段直径,m别放空管段长度,m压力,kg放空时间,h放空体积流率,m3/s管存气体密度,kg/m3质量流率,kg/s0.219180001620.0941*******.4 1.35537786马赫数排放气质量流率,kg/s大气压力,Kpaa平均分子量温度,K火炬出口内侧压力,Kpaa绝热系数0.5 1.35537786101.32519.98293101.3333045 1.37计算火筒出口直径,m声速,m/s0.100802915470假设火炬筒高度1排放气体低发热值,KJ/kg火炬释放的总热量,kW火炬筒顶风速,m/s火炬筒顶风速与出∑(ΔY/L).L∑(ΔX/L).L火焰长度,m Yc=0.5*∑(ΔY/L).L 2243030401.125415.70.0668085110.650.554514.625火焰中心至受热点辐射系数,kw/m2辐射率允许辐射强度大气相对湿度,%受热点与火炬水平距离,m受热点距火炬筒下地面垂直203 1.816.703929180.9061636360.192 1.58火炬筒高度,m0.540711939677.68893管径长度管容标准管容0.93019.07550.65014.130.513526.49375110078.50.512023.551150117.750.50820040.5160480.86030.14414031.415039.2515039.25460.059298Xc=0.5*∑(ΔX/L).L12.375。
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1． 计算依据，SY/T10043-2002,《泄压和减压系统指南》
一、火炬头筒径的计算
5.051023.3⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⋅⋅⋅⋅⨯=-M K ZT Ma P W d （公式1-1） =5.0519.1754.12930.15
.0325.101521201023.3⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⨯⨯⨯⨯⨯⨯-
=0.334
式中 d －火炬头顶部直径，m ；
W －火炬气最大排放量，kg/h ；
P －火炬顶部火炬气压力，kPa ，可取当地大气压；（绝压）
Ma －马赫数，火炬气流速与该流体声速的比值；
M －火炬气的平均分子量；
K －绝热指数；
T —操作条件下火炬气温度，K 。
Z —气体压缩因子。
由此选取火炬头直径为DN350mm 。
注：1）此处的工况下气体的温度，入口三相分离器安全阀前的温度为60℃，阀后为11°左右，到火炬跟前，考虑9℃的温升（考虑到环境温度较高），即火炬入口处的温度为20℃。
2）火炬气量按照紧急情况全部放空的情况考虑，选择马赫数为0.5。
3）火炬气最大排放量取两口井出口气量之和。
4）气体分子量选取井口出来的气体的分子量16.94.(保守取值)
5）绝热系数井口出来的气体的分子量1.54.
6）压缩因子取1.0.
二、火焰长度计算
如图所示，火焰长度与气体释放的热量有对应关系，
气体释放量的计算公式为
3600
)(q W Q ⨯==52120*50000/3600=723889(KW) 式中 W —火炬气最大排放量，kg/h
q—气体燃烧热值KJ/Kg ，气体中甲烷占95%，因此可选取甲
烷的燃烧值进行近似计算。
甲烷的燃烧值约为50000KJ/Kg 。
计算出气体释放热量后，查表后得火焰长度约为55m 。
3、风速引起火焰变形的简单计算
火炬头速度
风速j =∞U U 孟加拉正常天气情况下平均风速为7.5m/s ，在暴风情况下风速可达50m/s 。
火炬头速度可以用体积流速与火炬出口横截面之比得出，也可以根据火炬出口气体马赫数乘以火炬出口音速得出。
4
.223600T T M W
V ⨯⨯==20.55 4
d 2
j πV U == 20.55*4/3.14/0.352=213.7 火炬头速度
风速j =∞U U =7.5/213.7=0.035
如图所示，可查到
5.0=∆L X
65.0=∆L Y
则Xc= X ∆/2=13.75
Y c = Y ∆/2=17.875
如图所示：
c c Y X R D H ---=22)(
式中 H —火炬高度，m ；
D —火焰中心到地面边界的距离，m ；
R —安全半径（无障碍区半径），m ；数据表中给出的是100ft ，
约为30m 。
Xc= X ∆/2—火焰横向偏距，m ；
Y c = Y ∆/2—火焰纵向偏距，m ；
k 4πτFQ
D =
式中 D —火焰中心到地面边界的距离，m ；
τ—传递热强度辐射系数。
F —热辐射系数选取天然气的为0.23，m ；
Q —气体释放热量，前面已经算出为723889KW ；
K—最大允许热辐射强度，数据表中给出4.71kw/m 2
其中τ—传递热强度辐射系数，经常用来修正辐允许的热辐射强度。
通常用下式来估算：
16/116/1）5.30（）r 100（79.0D
⨯⨯=τ 通过计算可以得出D=46.94m ，从而得出H=26.16m 。
按照GB50183《石油天然气工程设计防火规范》中，会考虑操作人员高度，通常取2m ，则火炬的实际高度应为26.16+2=28.16m 。
因此选取火炬高度为30m 。