填埋场火炬燃烧系统设计说明
项目火炬规格说明书
焚烧火炬1 焚烧火炬系统简介沼气焚烧火炬是温室气体减排、降低恶臭和异味、安全生产以及防止污染改善周边环境的必要组成设备。
沼气焚烧火炬一般是由辅助进气系统、塔体、燃烧器和自动控制系统组成，如图1所示。
康达公司凭借其在垃圾填埋厂发电工程的多年项目经验，结合我国垃圾填埋场的具体实际情况，研发了具有自主知识产权的填埋气（沼气）焚烧火炬。
KDHJ300系列火炬为方体底座，圆柱形塔状结构。
每小时最大可焚烧填埋气300立方米，最小可焚烧20立方米。
负荷调节灵活，调节比达20-300立方米。
这完全能够满足沼气产气高峰期和产气量逐年减少的情况下的焚烧要求。
为了减少运行费用，燃烧器采用低压头大气式燃烧方案，燃烧空气靠火炬塔体的抽吸作用提供，流量则分别由两个进气百叶窗的开度调节。
同时火炬具有自动点火、烟气温度控制、熄火保护、断电保护和回火安全保护等功能，尤其是它能在各种恶劣气象条件（如暴风暴雨）下正常稳定地工作。
火炬的设计符合SH3009-2001《石油化工企业燃料气系统和可燃气体排放系统设计规范》、GB50236-98《现场设备、工业管道焊接施工及验收规范》、GB3096-93《城市区域噪声排放标准》及《大气污染排放限值》等国家有关标准。
图1 填埋气焚烧火炬2 技术参数表1 KDHJ300主要技术参数序号项目参数1 沼气压力8－10kPa2 沼气气额定流量300m3/h3 负荷调节范围20-300 m3/h4 火焰燃烧温度800℃-1000℃5 烟气排放温度500-700℃6 沼气进气管径DE2007 工作用电≤100W8 装机容量≤1.5kW9 高度 6 m10 外径 1.2 m11 重量 1.25t3 系统特点及功能5.3.1 系统特点①、专门针对填埋气、沼气、瓦斯等低热值气体设计。
②、燃烧效率高，达到95%以上。
③、负荷调节灵活，调节比达20-300立方米。
④、燃烧安全，火焰稳定。
⑤、强大的控制功能，便利的操作系统。
地面火炬方案
地面火炬系统方案说明众所周知，天然气、石油化工等企业许多生产装置在生产过程中或开停车状态下或在火灾、停电、停水事故状态下都会产生大量无法利用而必须排出的可燃气体。
这些废弃的可燃火炬气目前一般可采用高架火炬或地面火炬方式来处理。
但高架火炬在安全和环保方面存在如下问题：噪音大高架火炬由于火炬气出口速度较快，其燃烧所产生的噪音是无法避免的。
同时为改善燃烧状况、减少黑烟产生，需在火炬头处注入蒸汽或强制鼓风，这又进一步使火炬的噪音增大。
尤其在生产装置大量排放或事故排放时，地面噪音高达90分贝以上，并且是很难消除的。
热辐射强度大高架火炬在放空燃烧时，火炬头处所产生巨大火焰造成的热辐射对高架火炬附近的工作人员及设备有很大的影响。
1. 燃烧不完全燃烧时冒烟：火炬无法保证将大量的废气瞬间完全燃烧而形成黑烟，特别是在事故排放时更加严重，对环境大气产生严重污染；高架火炬的消烟措施，如注入蒸汽、强制鼓风，仅能满足部分火炬气处理的需要（如要满足全负荷处理的需要，会导致公用系统及为庞大，投资浪费），无法保证大量火炬气在瞬间内完全燃烧，从而形成黑烟，尤其是在事故紧急排放时情况更加严重，对环境产生严重的污染。
2. 火焰光污染高架火炬在事故放空时产生的巨大火焰，有时还会夹杂滚滚浓烟，会使人产生极大的恐慌感，尤其对附近的居民有很大的影响。
3. 火炬点火困难火炬头点火器处于百十米的高空，容易被风吹熄，其燃烧稳定性相对较差，对高架火炬的安全放空有很大的影响。
4. 处理负荷范围小高架火炬比较适合某一特定的工况，不能适应较大的负荷范围。
在正常排放量时高架火炬可满足处理的要求，但在处理小排量废气时，高架火炬无法保证其能够正常燃烧，完全分解。
5. 较高的运行费用高架火炬在正常运行时，为保证废气的正常燃烧和完全分解，常常使用注入蒸汽或强制鼓风等手段，需要消耗大量的蒸汽或电力，运行费用较高。
6. 维护困难高架火炬高处的火炬头及长明灯给维护带来极大的不便。
环保型废气燃烧地面火炬系统的研究
环保型废气燃烧地面火炬系统的研究环保型废气燃烧地面火炬系统的研究摘要：近年来，全球环境污染问题日益严重，尤其是工业废气的大量排放对大气环境质量造成了严重威胁。
为了解决这一问题，研究人员提出了环保型废气燃烧地面火炬系统。
本文就该系统的原理、设计和应用进行了深入研究。
实验结果表明，该系统具有高效、环保的优点，并且能够有效降低废气排放量。
1. 引言工业废气是主要的大气污染源之一，其中有害物质的排放严重危害人类健康和生态环境。
目前，各国政府和科研机构纷纷投入大量资源开展相关研究，以解决工业废气排放问题。
废气燃烧是一种常用的处理方法，然而传统的废气燃烧装置存在燃烧效率低、产生二次污染等问题。
为了克服这些问题，环保型废气燃烧地面火炬系统被提出。
2. 原理分析环保型废气燃烧地面火炬系统采用低压喷射技术，通过控制废气在特定的燃烧室内进行燃烧，降低废气的排放浓度。
该系统主要由废气进气装置、燃料供应装置、燃烧室、喷射装置和排气装置等组成。
废气进入燃烧室后，在喷射装置的作用下与燃料混合，然后通过火焰的燃烧反应将有害物质氧化分解为无害的物质，最终产生二氧化碳和水蒸气。
排气装置将燃烧后的废气排出。
3. 系统设计为了保证系统的正常运行和高效处理废气，设计人员需要考虑多个因素，包括废气进气速度、喷射装置的数量和位置、燃料的选择和供应方式等。
进气速度的选择需结合废气的性质和燃烧室的容积，以确保废气能够与燃料充分混合并实现高效燃烧。
喷射装置的数量和位置需合理安排，以获得均匀的火焰和稳定的燃烧效果。
在燃料的选择上，应优先考虑低污染的燃料，如天然气和生物质燃料。
燃料供应方式可采用直接供气或液态供应，以满足不同环境条件下的需求。
4. 实验结果与分析在实验中，研究人员使用环保型废气燃烧地面火炬系统处理了不同种类的废气，并对处理前后的废气排放浓度进行了分析。
实验结果表明，该系统能够有效降低废气排放浓度，使其远低于环境标准要求。
同时，燃气利用率高达90%以上，燃烧效率明显提高。
地面火炬操作
储运罐区地面火炬系统一、地面火炬的作用：地面火炬作为储运罐区放空气的后处理装臵，是公司的环保装臵之一。
当放空气排放量较少时，由地面火炬进行燃烧处理，从而确保周围环境的清洁和装臵的安全。
地面火炬的设计燃烧量为：238.28T/h，其中常温常压火炬气188.58 T/h,0.05MPaG，100℃, 低温高压火炬气37.2 T/h,0.05MPaG,，-40~65℃，低温低压火炬气12.5 T/h,0.01MPaG,，-39℃。
二、地面火炬的构造及运行原理：①安全系统的切换由放空气总管中设臵的压力和流量变送器检测的量自动确定，也可由人工操作进行切换。
②地面火炬内设有12支高效节能型长明灯，分别设臵在地面火炬每级燃烧器旁，两支长明灯保持常燃。
每支长明灯设有一套高压电点火系统。
③两支长明灯分别在其观火孔内设有紫外线火焰检测器，当火焰建立后火检继电器触点闭合将信号送至PLC，作为长明灯工作情况的判断依据。
④地面火炬筒体炉壁上部安装有热电偶，将炉内烟气温度信号送PLC，用来辅助判断地面火炬内燃烧状况。
⑤ DCS与现场PLC通过MODBUS通讯，实现地面火炬控制系统相关参数的在线显示及控制参数的修改。
⑥火炬系统可通过操作设臵在现场的PLC控制柜面板上的“点火系统手/自动选择”开关实现手动点火、自动点火转换。
三、火炬气流程工艺简述1 火炬气排放工艺流程储运罐区常温火炬排放气总管进入地面火炬界区，依次经分液罐、水封罐，然后通过集气总管共分成若干路支管，分别进入两座焚烧炉。
低温罐区（高压系统）火炬排放气总管进入地面火炬界区，接入常温火炬集气总管，通过常温火炬系统处理。
低温罐区（低压系统）火炬排入气总管进入地面火炬界区，通过低温低压系统集气总管共分成若干路支管，分别进入两座焚烧炉。
2 火炬气分级控制系统为适应不同工况和排放气流量变化的要求，地面火炬采用分级燃烧、自动分级控制。
即根据排放量大小、事故排放等不同情况将地面燃烧器分成若干组而形成多级燃烧系统。
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。
地面火炬系统方案
地⾯⽕炬系统⽅案技术⽅案总体设计说明第⼀章：综述本⽅案应招标⽂件要求选⽤地⾯⽕炬系统。
1、本⽅案包含范围●供货范围包括：⽕炬系统设计、设备制造、设备检验和试验、⾃控仪表、电⽓设施、设备包装和运输以及设备的指导安装、调试、开车。
●提供备品备件和特殊⼯具。
●负责⽕炬装置的的技术指导、买⽅⼈员培训服务等。
●负责提供⽕炬装置的操作⼿册。
（1）设计⽕炬装置布置在4×12⽶的范围内，负责对⽕炬装置内包括⼯艺、设备、⾃控、电⽓、⼟建等设计。
（2）施⼯、制造范围负责制造、提供⽕炬界区燃烧器、⽕炬筒体、点⽕系统设备等（详见供货清单）及⼟建基础施⼯、设备安装等。
（3）检验和试验负责按最新的国家或⾏业标准对⽕炬界区内所有设备、⾃控仪表、电⽓设施进⾏检验和试验。
（4）⽕炬筒体的保温隔热⽕炬筒体安装完毕后内部全部做150mm厚的耐⽕锆铝纤维隔热层，以确保筒体外表⾯温度低于80度。
⾃控仪表——通过8路⽆纸记录仪收集、存储、传输、数字和线形显⽰，并预留4路信号通道供业主未来扩充使⽤。
说明：整套系统采⽤西门⼦PLC⾃动控制，可⽆⼈值守，同时也可实现⼈⼯⼿动点⽕。
防雷接地根据国家防雷静电接地标准，筒体壁厚达8MM以上时，增加接地措施，可视为避雷设施。
所有仪表电缆都放在钢套管内，钢套管有可靠防雷接地措施。
（7）管道依现场主管路位置，卖⽅负责从离⽕炬界区最适当的管路接⼝处连接⾄⽕炬系统。
（8）电⽓本设施总负荷约为22KW，所需电源由买⽅负责将电源引接到⽕炬⾃动点⽕控制柜位置。
（9）包装运输要求卖⽅负责对所供设备材料进⾏包装，并保证所有设备、管道、阀门、⾃控仪表、保温隔热材料经过长途运输后到达施⼯现场时完好⽆损，包装、运输所依据的标准为《机电产品包装通⽤技术条件》GB/T13384-92；《包装储运图⽰标志》GB191-90；《运输包装收发货标志》GB6388-86。
（10）备品备件卖⽅提供质保期内所需的备品备件（详见备品备件清单）（11）⼈员培训和操作⼿册负责⽕炬装置操作⼈员的培训（2-4⼈），并提供⽕炬装置操作⼿册。
生活垃圾处理填埋气燃烧系统设计技术规范.docx
1.1填埋气燃烧系统设计说明鉴于填埋气所能造成的危害，《生活垃圾填埋场填埋气体收集处理及利用工程技术规范》（CJJ133-2009）中规定：“填埋场必须设置填埋气体导排设施”，总填埋容量大于100万t 时还必须设置气体主动导排处理设施（100万t-250万t）或者配套建设填埋气体利用设施（大于250万t）。
控制填埋气排放通常的有效方法是安装填埋气收集系统并且在气体控制系统中安装一套气体处理设备，本文即设计安装一套燃烧设备，此设备的作用便在于将甲烷等挥发性有机化合物和其他有害气体污染物在排放至大气之前处理掉。
1.2填埋气量说明1.2.1生活垃圾和填埋气的构成总体来讲，我国城市生活垃圾组分的特点是：垃圾水分含量较高，含水率通常在30%〜50%,有机物和包装物的比例较高，占垃圾干重比例的50%以上，灰土含量较低[22], 我国城市垃圾的详细组成分类见表1.1。
厌氧降解产生的甲烷气除去溶于渗滤液中及氧化损失的部分之外，一般体积分数占50%左右。
填埋气中的组要成分见表1.2,除了表中的三种之外，还有极少量的硫化氢和非甲烷有机质成分。
表1.1城市垃圾干重组成表1.2生活垃圾填埋气组成组成平均浓度/%甲烷（CH Q50二氧化碳（co,）45氮气（M）51.2.3填埋场库容及填埋气量某填埋场占地10公顷，总库容200万肉3,场内总共可接受垃圾260万，，符合上述一般城市垃圾组成。
用《生活垃圾填埋场填埋气体收集处理及利用工程技术规范》(CJJ133-2009)中一阶衰减式计算预测出其峰值产气接近5000溯/”《生活垃圾填埋场填埋气体收集处理及利用工程技术规范》(CJJ133-2009)中明确规定“填埋气体主动导排系统的抽气流量应能随填埋气体产气速率的变化而调节气体收集率不得小于60%”，假设该填埋场的气体收集率为65%, 则可计算出实际得到燃烧气体的最大流量为3250 W//z01.3燃烧系统填埋气除了甲烷和二氧化碳之外，还含有少量的硫化氢和水分等酸性气体，若不经处理而直接燃烧，则会污染大气, 并且长期这样的话还会腐蚀输气管道和其他燃烧设备，因此在气体进入火炬燃烧之前需要进行预处理。
—新型地面火炬燃烧器
毕业设计题目：废气地面火炬燃烧器的设计废气地面火炬燃烧器的设计摘要本次设计首先介绍了火炬燃烧器的结构原理，比较了地面火炬燃烧器相对于高架火炬燃烧器的优势和使用状况，其次分析了国内外地面火炬燃烧器的应用情况并分析了优缺点，通过比较，实现了一种蒸汽引射预混式地面燃烧器，包括用于输送燃气、竖直设置的输气筒，所述输气筒的上端口插入设置在其上方的燃烧筒内，所述燃烧筒通过设置在其底部的支管与环管连通，环管与蒸汽进气管连通;位于燃烧筒的底部还设置有进风口。
本实用新型设计合理，结构简单，实现了燃气充分燃烧，有效减少了对相邻设备的热辐射，降低了设备工作噪音和燃烧形成的烟尘。
本次设计描述了地面火炬的工艺流程，并对各部分的设备、作用以及运作方式进行了详细的分析。
关键字：地面火炬蒸汽引射预混The design of ground torch flareABSTRACTThis design firstly introduces the principle, the structure of the torch burner compared the relative to the ground torch burner advantage and elevated torch burner, secondly analyzes the use situation of the application of ground torch burner at home and abroad and analyzes the advantages and disadvantages, through comparing, realize a steam ejector pre-mixed type ground burner, including used to transport gas, vertical set to lose, wherein the pump pump on port insert lost in its upper burning set, wherein in the cylinder combustion tube in the bottom by setting the tubes and HuanGuan connectivity, HuanGuan and steam intake pipe connected; Located at the bottom of the combustion tube is set have wind path. The utility model has the reasonable design, simple structure, realized the gas burn adequately, effectively reduce the relative to adjacent equipment and reduce the equipment work noise and burning soot formation.KEY WORDS: ground flare, steam ejector, blendsIII目录摘要 (II)ABSTRACT (III)1 绪论 (1)1．1引言 (1)1．2地面火炬燃烧器机的研究现状 (2)1．2．1 国外地面火炬的研究动态和水平 (2)1．2．2 国内地面火炬研究动态和水平 (3)1．3本次课题的研究内容 (8)2 地面火炬燃烧器特点及与高架火炬燃烧器的比较 (9)2.1高架火炬的结构特点 (9)2.2地面火炬的结构特点 (10)3 新型地面火炬燃烧器的设计 (14)3．1火炬燃烧器的备选方案 (14)3．2新型地面火炬燃烧器的结构及工作原理 (17)4 火炬的设计 (20)4.1火炬系统工艺流程设计 (20)4.1.1 设计原则 (20)4.1.2 工艺流程 (20)4.2火炬系统工艺计算 (21)4.2.1 火炬系统的设计能力 (21)4.2.2 火炬总管直径 (21)4.2.3 火炬工艺计算 (23)5 火炬系统的设计 (26)5.1火炬系统的应用范围和分类 (26)5.2地面火炬系统的设计 (26)5.2.1 火炬系统的设计原则 (26)5.2.2 安全阀和控制阀的排放系统管道 (26)5.2.3 火炬总管 (26)5.2.4 火炬气分离罐 (27)5.2.5 火炬气密封系统 (27)5.3火炬系统的流程 (29)5.4火炬燃烧器管道的排布 (30)IV致谢 (32)参考文献 (33)废气地面火炬燃烧器的设计 11 绪论1．1 引言火炬气是石油化工行业生产过程中产生的废气，属于易燃易爆有毒有害气体。
地面火炬工程施工方案范本
地面火炬工程施工方案范本一、工程概述地面火炬工程是指在地面上建设并安装火炬设施，用于举办各类体育赛事、文化活动或庆典仪式时点燃并燃烧火焰，象征着热情、希望和活力。
地面火炬工程的施工设计需要考虑火炬的高度、稳定性、照明效果以及安全性等方面，以确保火炬能够正常使用并达到预期效果。
地面火炬工程施工方案需要遵循国家的相关标准和规范，并结合实际情况进行科学合理的设计和施工。
本方案将从施工前的准备工作、施工过程的安全管理、材料设备的选用以及后期的维护管理等方面对地面火炬工程的施工进行详细介绍。
二、施工前的准备工作1. 勘察设计在进行地面火炬工程施工之前，需要进行详细的勘察工作，包括地形地貌、土质情况、景观环境、地下管线等情况的调查，确定施工方向和位置。
同时，进行火炬的设计方案，包括高度、形状、结构等方面的设计，并制定详细的施工图纸。
2. 材料设备准备根据设计方案确定需要的材料和设备，并进行采购和准备。
材料主要包括钢材、玻璃钢、不锈钢等金属材料，设备主要包括吊装机械、焊接设备、电动工具等。
3. 安全技术交底施工前，对施工人员进行安全技术交底，包括施工现场的安全规定、施工作业的安全要求、紧急救援预案等内容，确保施工人员具备安全作业的意识和能力。
4. 施工组织设计根据施工现场的实际情况，制定施工组织设计方案，包括施工队伍的组织架构、工作任务分配、工作流程、工期计划等内容，以确保施工工作有条不紊地进行。
三、施工过程的安全管理1. 施工现场管理施工现场安全管理是地面火炬工程施工过程中的重要环节，要严格落实施工安全责任制，设立安全管理岗位，指导和检查施工现场的安全工作。
2. 火炬点检和维护在施工过程中，需要对火炬的各个部分进行定期的点检和维护，及时发现并修复存在的问题，确保施工质量和使用安全。
3. 安全防护措施对施工现场进行安全防护，包括设置警示标识、隔离区域、安全网等设施，严禁无关人员进入施工现场，确保施工安全。
4. 紧急救援预案设立紧急救援预案，明确火灾、人员伤害等紧急情况的处理程序和责任分工，确保紧急情况能够及时有效地处理。
《火炬系统设置》(SLDI 233A22-99)
工程设计标准
中国石化集团兰州设计院 实施日期:1999.06.01
火炬系统设置
SLDI 233A22-98 第 1 页 共 18 页
1 应用范围和分类 1.1 本规定适用于处理石油化工厂、炼油厂当发生事故时或在正常生产中排放的大量易燃、有毒、有 腐蚀性气体的火炬系统的设计。 1.2 火炬系统通常由火炬气分离罐、火炬气密封罐、火炬烟囱、火炬管道四个部分组成。 1.3 火炬型式可分为高空火炬和地面火炬。高空火炬由烟囱(包括牵索支撑和自由支撑两种)、火炬头、 长明灯、辅助燃料系统、点火器及其它辅助设备组成。 1.4 地面火炬不能用于有毒物质的焚烧。地面火炬周围最小无障碍区的半径为 76m~152m，且应设围 墙以确保安全。
用软管接口。常用的吹扫气首选为可燃气体(如燃料气)，但对于低温管线，吹扫气在最低温度时应不发 生部分或全部冷凝，对此一般采用氮气吹扫，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，则水封上游吹扫气速为 0.01m/s。对于低火炬和富氢排放气则要提高吹扫气气速。若无水 封，则吹扫气应优先选用可用的最重气体作为吹扫气，并要安装低流量报警和指示真空度的低压报警，
(2.2-9) (2.2-10)
−
C
l
=
C
l
Uj Ux
Mj Mx
式中
Cl 火炬气在空气中的爆炸下限，体积%； Mx 空气的平均分子量，取为 29； Ux 风速，m/s； 火炬气(混合气)在空气中的爆炸下限(Cl)，其值按下式计算：
Cl =
100 n Yj
∑ i =1
b) 排放管道最好从上方与火炬系统总管相连，而且与总管有一倾斜角度，以免产生排气、排液死角。 2.1.3 火炬总管
地面火炬燃烧系统MicrosoftWord文档DOC
地⾯⽕炬燃烧系统MicrosoftWord⽂档DOC 地⾯⽕炬燃烧系统⽬录⼀、⼯程概况....................................................⼆、...................................................2.12.32.42.5 2.6 公⽤⼯程消耗指标8三、应⽤规范和标准103.1 地⾯⽕炬系统⼯艺设计参照103.2 压⼒容器设计、制造和验收103.3 环保质量标准103.4 ⾃控采⽤的标准和规范 103.5 电⽓采⽤的标准和规范 113.6 采⽤其它标准和规范： 113.7 接管法兰标准113.8 检验和试验11四、设计和操作的环境条件 124.1 各装置放空⽓成分及设计参数：124.2 基础条件124.3 电⽓、仪表要求134.4 仪表信号134.5 ⼟建要求13五、⽕炬系统概述135.1 放空⽕炬⼯艺过程原理 135.2 ⽕炬系统连锁145.3 ⽕炬⾃动点⽕控制原理 14六、⽕炬系统各部分结构、特点说明156.1 控制阀 166.2 防辐射隔热罩166.3 安全防护墙和基础166.4 燃烧器组166.5 点⽕控制器的结构特点 176.6 点⽕器的结构特点176.7 放空⽓体⽔封罐176.8 放空⽓体分液罐17七、主要设备技术参数187.1 地⾯⽕炬的技术参数187.2 防辐射隔热罩的技术参数187.3 燃烧器组的技术参数187.4 点⽕控制系统的技术参数187.5 长明灯的技术参数187.6 ⾼能点⽕器的技术参数 197.7 分液罐、⽔封罐的技术参数19⼋、地⾯⽕炬的安全保证措施198.1 第⼀级安全保证措施： 198.2 第⼆级安全保证措施： 208.3 第三级安全保证措施： 20⼀、概况本地⾯⽕炬系统按照最⼤排放量20000m3/h设计，并允许短时间超负荷115%运⾏。
本⽕炬采⽤全封闭的地⾯燃烧⽕炬技术，燃烧共分为2级，分别由燃烧器组进⾏⽆烟燃烧，燃烧烟⽓排放达到环保标准。
地面火炬燃烧器在大型钢厂中的设计及应用
地面火炬燃烧器在大型钢厂中的设计及应用关键词：地面火炬燃烧器；分子密封罐；梅花喷嘴蒸汽伴烧, 长明灯点火设备1.地面火炬燃烧器的设计特点和应用地面火炬燃烧器多用于石油化工厂，火炬燃烧器有效地排放释放出的气体或液体的设施，其能否正常运转对装置出现火灾或断电等紧急状况时防止装置由于中断而转为灾难至关重要。
随着钢厂的扩建及环境污染的控制，地面火炬燃烧器也更多的应用于大型的钢厂。
1.1地面火炬的设计原则地面火炬可用于处理毒性为轻度危害和无毒的可燃性气体不宜用于处理毒性为中度危害的有毒可燃性气体,钢厂多用于热值较低排放气体，且最好加有防风罩，火炬头应根据各分级管道前排放总管的最大允许排放，各分级管道前排放管压值确定各分级管道的操作压力，分级控制阀旁路的爆破压力不得高于排放总管的最大允许排放背压。
火炬是明火的设备，地面火炬的防火间距应根据设备允许的辐射强度计算，不应小于GB50160《石油化工企业设计防火规范》规定的最小防火间距来确定。
1.2火炬的设计计算火炬直径计算：根据公式d 2= （d为火炬直径，火炬出口马赫数取值0.5）按火炬气正常排放取M，分情况进行计算：ach火炬高度计算：根据公式（hf为火炬高度，Q为火焰放出的总热量）进行计算。
钢厂的地面火炬也要根据现场环境把消烟考虑进去，计算火炬的消烟蒸汽和压缩空气时可燃性气体排放量应取装置开工，停工排放量的最大值也可按最大事故排放量的15%-20%计算，消烟蒸汽耗量以排放气体中烃类化合物的质量计算。
2.钢厂地面火炬系统主要部件的安全性可靠性分析2.1地面火炬的主要部件地面火炬的主要部件包括：火炬头，水封罐，分子密封罐，梅花喷嘴蒸汽伴烧，长明灯点火设备，和其他辅助设备等。
2.1.1火炬头的安全可靠性火炬头为最顶端的排放设备，可以满足装置正常操作和开停工时无烟燃烧的要求，火炬头顶部应设有防风罩，其限流面积为2%-10%；火炬头主体（包含内部）的材料，应使用ANSI 310S或同等材料制作，火炬头上部温度不低于1200℃2.1.2水封罐的安全可靠性火炬气的密封包括水(液)封和气封, 水封罐就是为了防止排放气体和空气倒入火炬系统发生爆炸燃烧等事故。
精细化工项目火炬系统资料
《石油化工企业安全仪表系统设计规范》SH/T3018
《外壳防护等级IP代码》GB4208
《过程用二进制逻辑图》ISA-S5.2-1976(SHB-203-95)
《石油化工仪表管道线路设计规范》SH/T3019
《石油化工仪表接地设计范围》SH/T3081
《石油化工仪表供电设计范围》SH/T308Z
API-RP681 “Guide For Pressure-Relieving and Depressuring Systems”
API Standard 537 “Flare Details for General Refinery and Petrochemical Service”
《石油化工企业燃料气系统和可燃气体排放系统设计规范》 SH3009-2013
2.2.工况分析
燃气消耗量为500m³/h。热流密度不大于275kw/M2。燃烧塔总高为15米，火炬总高为15米。并考虑合理布置2套燃烧器保证配风量满足完全燃烧要求，燃烧塔直径确定为2.5米。废液处理能力为甲醇废液2吨/d、污水4吨/d。
设计基础数据
废气气排放量：18000m³/h
排放温度常温，排放压力：1KPa，组分：含甲醇废气
工艺设计及防腐、保温和伴热设计
工艺管线：工艺配管提供配对法兰，火炬界区内所有设备采用法兰及配管均采用标准为HG/T20615-2009。除排放气体主管线外，其它公用工程管线在界区交界处均设有闸阀、放净阀。进出火炬界区所有公用工程管线均预留至界区外1米处。
隔热选用岩棉材料保温。
3规范及标准
地面火炬系统工艺设计参照
地面火炬设备概述：
名称：封闭式地面火炬
类型：分段控制梅花型及环形火炬燃烧器
火炬介绍
6.1.2火炬6.1.2.1 概述沼气火炬的设置，早期被用于小型垃圾卫生填埋场和产气量不稳定或较小的沼气工程，此时尽管沼气量偏小，不具备利用价值，但从保护环境、杜绝安全隐患角度出发，不能采用直接放空的方式，而应设置火炬系统将其进行及时、安全的燃烧处理。
随着沼气工程技术的不断发展，对沼气火炬的功能也在不断完善，具体来讲，通过火炬燃烧达到了如下处理目的：其一，燃烧掉绝大部分可燃组份（主要是甲烷），避免直接排放易于造成局部浓度过高进而达到爆炸极限的安全隐患。
其二，通过燃烧，对沼气中的硫化氢、氨气以及有机污染物进行了有效去除，减少了对大气环境的污染。
其三，具有较大的操作弹性，能较好地适应处理气量的波动，对于沼气利用项目，可将资源化利用之外剩余的沼气部分进行无害化处理，发挥了平衡沼气产生与利用总量之间差额的作用。
其四，当沼气工程项目运行出现问题而导致沼气品质与设计值有较大偏移从而无法正常利用时，或者沼气利用设施发生故障等情况时，火炬作为安保措施承担着应急处理的功能。
此外，从碳减排角度看，沼气火炬更被视为一个必要且简单的甲烷燃烧摧毁设备，能以较低的投资成本和运行成本实现温室气体减排，从而获得减排碳交易量。
由于火炬具有上述诸多功能，使得火炬在各种类型沼气项目中都成为一个重要的组成部分。
无论规模大小，无论是否资源化利用。
因此火炬系统是保障沼气工程项目安全生产的必要措施，兼顾了生产、安全和环保三大功能。
尽管人们对火炬烧掉大量可燃气体而感到可惜，期望尽可能减少通过火炬燃烧的沼气量，但还不能在沼气工程的全生产过程以及全运行周期中将其取消掉，因此现阶段火炬系统依然为沼气工程生产工艺流程中的有机组成部分之一。
火炬尽管具有上述在沼气工程应用系统中不可替代的作用，其自身在运行过程中所产生的潜在二次污染隐患也不应被忽视，主要体现在如下方面：一个方面是燃烧后烟气是否超标，其主要污染物是SO2和NOx，其中SO2来源于沼气中的硫化氢，若脱硫措施可靠，可以有效控制烟气中的SO2浓度，NOx则来自于高温燃烧，当燃烧充分，燃烧效率高时易于造成NOx浓度增加。
化工厂火炬系统工艺说明
化工厂火炬系统工艺说明1.1火炬系统排放规定气体排入火炬系统一般应符合下列规定才能允许排入火炬气体管网：1装置试车、开车、正常停车、非正常停车过程中排放出的可燃性气体。
2装置因紧急事故而排放的可燃性气体（包括设备故障、公用工程故障、系统内部故障等）。
3装置内因设备切换卸压排空的可燃性气体。
4装置内因设备超压、压力调节阀泄压排放或安全阀开启而排放出的可燃性气体。
5因阀门内漏而排放的可燃性气体。
6液化石油气泵等短时间间歇排放的可燃性气体。
7装置内部排出的可燃性气体的操作温度不宜高于40℃；操作压力与全厂的燃料气管网的控制压力相适应。
8一般带有凝结液的可燃性气体排出装置之前，亦应经分液罐分液，分液罐应能分出排放气体中直径大于300微米的液滴。
1.2工艺技术说明火炬系统主要由火炬气液分离罐、水封罐、火炬头、长明灯、点火器、分子封、火炬筒体、辅助燃料气系统及其它辅助设备组成。
长明灯由辅助燃料气系统供气，保持火炬头的长明火焰可立即点燃来自各装置的排放气。
来自各装置的排放气先经火炬气液分离罐分离出液滴后，经水封罐进入火炬筒体。
当各装置送来的排放气热值较高时，经长明灯点火燃烧，并排放至大气。
当各装置送来的排放气热值较低时，需通过辅助燃料气系统补加一定量的燃料气至排放气中，维持排放气的正常燃烧。
辅助燃料气系统的燃料气正常生产时由煤气化装置供应粗合成气，开、停车无粗合成气时由LPG钢瓶组供应。
本项目火炬气排放量大，气体成分复杂，温度、压力差别较大，为确保高可靠性、高安全性，本项目工艺装置设有一个高压火炬总管，两个低压火炬总管及一个酸性气火炬总管。
高压火炬和两个低压火炬总管进入火炬界区后，根据需要分别进入对应的分液罐、水封罐，然后送入对应的高压和低压火炬头焚烧后排放。
酸性气火炬无需分液罐，并采用阻火器代替水封罐以防止酸性气遇水腐蚀金属材料。
酸性火炬气经阻火器后送入酸气火炬头焚烧排放。
采用捆绑式高空火炬，四个火炬头共用一个塔架。
垃圾场火炬点火操作说明
含山县垃圾填埋场沼气火炬系统操作说明一、火炬控制系统组成该火炬控制系统由一套西门子200系列PLC 做为中央处理器。
操作面板配备硬手动开关按钮和一台昆仑通态10寸触摸屏。
二、开机运行前准备1、检查电源是否正常2、观察风机前负压变送器检测值。
（若测量值接近0Kpa,说明沼气管网气体积压充足，需要排放）3、开风机前把风机后管道上相应手动蝶阀。
三、控制系统操作1、把面板上风机选择开关打到“1#风机档”2、把触摸屏画面切换到“工艺流程”3、把面板上手动转化开关打到手动，按下“1#开风机”，风机运行，然后切换“风机运行”画面，对风机转速进行调整，选手动可对风机转速进行手动调节（一般调节在20%-80%之间，前期运行，开机点火时调到40%，点火成功后视火焰大小调节转速，不要低于20%，避免电机低速运转造成过热）。
选自动，风机转速通过PLC模拟量PID自动调节转速，PID调节参数设定在“参数设定画面‘，（初始化设定为-10Kpa，可以通过改变此参数值来完善自动调节）4、风机运行，正压变送器测量值开始上升，当压力大于”点火压力设定值“时，点火器自动点火（点火周期为30秒，点火时间可以在参数设定画面修改，初始化为300即30秒），压力继续上升，大于”一级开电动阀压力时，一级电动阀打开。
若压力继续上升，压力大于“二级电动阀开阀压力设定”时，二级电动阀打开。
若压力下降，达到关阀压力设定值时，相应电动阀自动关闭。
前期运行建议手动操作，在“工艺流程“画面，可以手动开关电动阀。
若点火一个周期不能点燃，可手动操作点火按钮，再点一个周期。
若仍没点着。
可以重复点火。
风机大约运行3分钟还没点着，先关闭风机，开轴流风机吹扫，避免燃烧器内沼气聚集产生爆燃。
吹扫3分钟，然后再开风机点火。
5、风机停止，再”工艺流程“画面可手动关闭风机，风机手动开启把面板”手自动开关“打到自动挡，负压变送器测量值小于停机设定值（初始化为-5Kpa，可在”参数设定“画面修改此参数），风机自动关闭。
填埋场安装沼气火炬的紧要性
填埋场安装沼气火炬的紧要性
填埋场是指用来填埋垃圾和废弃物的场地。
填埋场中产生的沼气是一种有害的气体，会对环境和人类健康造成危害。
因此，在填埋场四周安装沼气火炬是特别必要的，下面我们来讨论一下它的紧要性。
1. 掌控沼气的释放量
填埋场中的垃圾和废弃物会在缺氧的条件下分解，产生大量的沼气。
沼气是一种易燃气体，不仅会对环境造成污染，还会对人类健康造成威逼。
在填埋场四周安装沼气火炬，可以有效地掌控沼气的释放量，削减对环境和人类健康的危害。
2. 降低温室气体排放量
沼气是一种温室气体，对全球气候变化造成了不可忽视的影响。
在填埋场四周安装沼气火炬，可以将沼气燃烧成为二氧化碳和水，从而将沼气的排放量降至最低。
这不仅可以减缓气候变化的影响，还可以保护我们的生态环境。
3. 提高填埋场的安全性
填埋场较为开放，常有动物和人员进出，假如沼气没有得到妥当处理，就会对人们的安全造成威逼。
而沼气火炬可以将沼气直接燃烧，避开了沼气泄漏对人员及建筑物的损害。
4. 降低填埋场维护成本
沼气是一种有害气体，为了保护环境和人类健康，填埋场需要花费大量的资金进行沼气处理。
而安装沼气火炬可以将沼气妥当处理，避开了额外的维护成本，同时对填埋场的运营也是降低成本的好选择。
综上所述，填埋场安装沼气火炬具有特别紧要的意义。
它可以掌控沼气的释放量，降低温室气体排放量，提高填埋场的安全性，降低维护成本等多方面的优势。
因此，在填埋场四周安装沼气火炬是值得推广的一项技术。
1。
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图 5.1 基准线填埋气体排放量 目前（2013 年）的产气率在 1699Nm3/h（最低产气率）至 2817Nm3/h（最大 产气率）之间，该填埋场填埋气体产气速率将在 2019 年达到顶峰（亦即填埋场 封场后的一年），约 3285Nm3/h（最低产气率）至 4873Nm3/h（最大产气率）之 间，自 2013 年至 2038 年填埋气体产气速率的预测值见表 5.4。
《生活垃圾填埋场填埋气体收集处理及利用工程技术规范》（CJJ133-2009） 中明确规定“填埋场必须设置填埋气体导排设施”，总填埋容量大于 100 万 t 时还 必须设置气体主动导排处理设施（100 万 t~250 万 t）或者配套建设填埋气体利用 设施（大于 250 万 t）。
控制填埋气体排放的常用方法是安装填埋气体收集系统，利用少量真空抽取 填埋气体。通常会在填埋气体控制系统中安装一套燃烧（或其它处理）设备，设 计此设备是为了在甲烷、挥发性有机化合物及有害气体污染物排放至大气之前将 其消灭。
氧气
O2
0.1V%
二氧化碳
CO2
37.1V%
硫化氢
H2S
0.0039V‰
氮气
N2
2.58V%
一氧化碳
CO
0.0005V‰
氢气
H2
0.001V%
微量组分
<0.2V%
5.3 产气量预测
填埋场气体的产气率很大程度上受填埋垃圾类型、湿度和垃圾年限影响，本 次产气量预测采用《生活垃圾填埋场填埋气体收集处理及利用工程技术规范》 （CJJ133-2009）中的一阶衰减式进行计算。
5.3.1 产气量预测模型
垃圾填埋场填埋气体理论产气速率宜按《生活垃圾填埋场填埋气体收集处理 及利用工程技术规范》（CJJ133-2009）中的一阶衰减式逐年叠加计算：
n1
Gn M t L0kek(nt) (n 填埋场封场时的年数 f） t 1
f
M t L0kek(nt) (n 填埋场封场时的年数 f） t 1
表 5.4 填埋气体产气率模拟结果
年份
较高估量（Nm3/h）
平均估量（Nm3/h）
较低估量（Nm3/h）
2013
2817
2215
1699
2014
3193
2544
1973
2015
3550
2861
2241
2016
3892
3169
2504
2017
4224
3471
2765
2018
4549
3770
3025
2019
其中： Gn——指填埋场在投运后第 n 年的填埋气体产期速率，m3/a；
n——自填埋场投运年至计算年的年数，a； Mt——填埋场在第 t 年填埋的垃圾量，t；
f——填埋场封场时的填埋年数，a； L0——单位重量垃圾的填埋气体最大产气量，m3/t； k——垃圾的产气速率常数，1/a。
5.3.2 模拟参数的选取
为了收集填埋场内的填埋气体，必须安装一套气体收集系统。 填埋场气体将通过一些竖井和/或水平井收集，这些气井或钻入垃圾体深处 或在垃圾堆置期间安装。气井通常以重型钻井设备钻入垃圾体，钻孔深度不应小 于垃圾填埋深度的 2/3，但井底距场底间距不宜小于 5m，且应有保护场底防渗层 的设施；某些情况下，也可在垃圾中铺排水平穿孔塑料管，水平收集管可铺排在 前期垃圾前缘之下，此水平管为重负荷穿孔管，并在场边离开垃圾体。 该填埋场占地面积为 10 公顷，设计使用竖井进行气体收集。按照每隔 50 米设置一个气体收集井，每 5 个集气井串联汇总至集气管组成一组输送系统的原
则进行布置，大约需要设置 25 个气井，一共 5 组输送系统。本工程气井数量较 多，为了方便操作，每组集气管应设置一个调压站对同一区域的多个导气井进行 调节和控制，共应设置 5 个调压站。详细布置和管道埋设情况分别见图 4.1 和 4.2。
图 4.1 导气井和输气管的布置图
图 4.2 导气井和输气管的埋设图（引用）
填埋气体收集及燃烧系统
设计说明书
1. 设计依据
《生活垃圾填埋场填埋气体收集处理及利用工程技术规范》（CJJ133-2009）
2状态下分解产生填埋气体（通常称为填埋气体）。 填埋气体由甲烷和几乎同等分量的二氧化碳组成，此外亦含有少量的氧气、氮气、 硫化氢、水蒸气以及微量挥发性有机化合物 (VOCs)和有害空气污染物 (HAPs) 等气体。填埋气体的两种主要成分（甲烷和二氧化碳）都属于温室气体 (GHG)， 是导致全球气候变暖的因素，其他气体成分对大气环境具有较大污染。
垃圾填埋场的垃圾成分数据作为之后填埋气模型的数据选取和输入依据。
表 5.1 典型城市生活垃圾填埋场的垃圾成分
垃圾种类 食物垃圾
纸类
成分比例 45.2% 7%
垃圾种类 塑料 / 橡胶 玻璃及瓷器
成分比例 15% 3.1%
垃圾种类 纺织品类 庭园垃圾 金属及大型器具
成分比例 1.9% 1.9% 1.2%
3.2 垃圾进入量（该部分具体数值为假设）
该场 2005 年 1 月开始建设，2008 年 1 月开始接纳邻近的生活垃圾。入场处 设有称量台，所有车辆入场前均需称量。
该填埋场 2008 年至 2012 年垃圾进入量参见表 3.1。
表 3.1 2008 年~2012 年垃圾进入量
年份
垃圾量/t
2008
4873
4067
3285
2020
4070
3535
2943
2021
3400
3073
2636
2022
2840
2672
2362
2023
2372
2323
2116
2024
1981
2019
1895
2025
1655
1756
1698
年份 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 2038
《生活垃圾填埋场填埋气体收集处理及利用工程技术规范》（CJJ133-2009） 中明确规定“填埋气体主动导排系统的抽气流量应能随填埋气体产气速率的变化 而调节，气体收集率不宜小于 60%”，假设该填埋场的气体收集率为 65%。
5.3.6 实际可燃烧气体计算
在上述讨论的基础上，结合经一次衰减模型计算出的产气量和收集率，即可 得到实际燃烧的气体量估值，见表 5.5。
较高估量（Nm3/h）
1382 1154 964 805 673 562 469 392 327 274 228 191 159
平均估量（Nm3/h）
1526 1327 1154 1003 872 758 659 573 498 433 376 327 284
较低估量（Nm3/h）
1521 1363 1221 1094 980 878 786 704 631 565 506 454 406
参数
数值
基本原理
110 L0
100 （最终甲烷产生潜力）
90
较高估量 平均估量 较低估量
0.18 k
0.14 （甲烷产生率系数）
0.10
较高估量 平均估量 较低估量
%vol（甲烷含量）
50% v/v 抽气情况下填埋气体中平均甲烷浓度公认标准值
美国环境保护局 LandGEM 填埋气模型中的 L0 为最终甲烷产生的潜力，且其 选取填埋气体中平均甲烷含量百分比为 50%，故而在用于《生活垃圾填埋场填埋 气体收集处理及利用工程技术规范》（CJJ133-2009）中的一阶衰减式时，取值应 换算成填埋气的产生潜力（除以 50%）。
垃圾种类 其它惰性材料
其它
成分比例 10.8% 13.9%
有机垃圾的比例相对达到 56%，一般来说垃圾中有机成分的比例接近 50% 即属于快速降解垃圾，所以可以认为该填埋场内的生活垃圾属于快速降解垃圾。
5.2 填埋气体成分
垃圾一旦进入填埋场，微生物的分解过程就开始了。第一阶段是好氧分解，
氧气被逐渐消耗，二氧化碳随时间推移迅速产生，同时产生大量的热。第二阶段
5.3.3 填埋气模拟结果（该部分具体数值为假设）
根据上述 L0 和 k 值，利用《生活垃圾填埋场填埋气体收集处理及利用工程 技术规范》（CJJ133-2009）中的一阶衰减式模拟估算出填埋场自填埋日起到产气 末期的产气量情况，分别以 L0 和 k 的较高估量、平均估量和较低估量给出，见 图 5.1。
表 5.5 填埋气体燃烧预估量
年份
较高估量（Nm3/h）
平均估量（Nm3/h）
较低估量（Nm3/h）
2013
1831
1440
1104
年份
较高估量（Nm3/h）
2014
2075
2015
2308
2016
2530
2017
2746
2018
2957
2019
3167
2020
2646
2021
2210
2022
1846
气井应按图 4.3 的结构要求和尺寸进行施工，导气井中心多孔管应采用高密
度聚乙烯等高强度耐腐蚀的管材，穿孔宜用长条形孔，在保证多孔管强度的前提 下，多孔管开孔率不宜小于 2%。
图 4.3 导气井的结构
来自竖井中的气体含有水蒸汽，所以水平管道逐渐向竖井方向倾斜 1%的坡 度，以便使冷凝液返回竖井，在一些管道的最低点，设置冷凝水收集装置，排水 装置应考虑防止空气吸入措施并配有防爆的抽水装置。
为厌氧分解，二氧化碳和氮的百分比显著下降，氢和氧的浓度趋于零，甲烷的百
分比迅速上升直至进入稳定期，垃圾填埋场产期高峰一般要在垃圾填埋 3~5 年之 后才会出现。稳定期垃圾填埋场气体的典型组成见表 5.2。