放空火炬系统的计算与安全因素参考文本

放空火炬系统的计算与安全因素参考文本

In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each

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某某管理中心

XX年XX月

放空火炬系统的计算与安全因素参考文

本

使用指引：此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。

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API RP 521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。

值为火炬筒出口处排放气体压力,即火炬所在地区的大气压力,如气象资料分别给出冬夏季平均大气压,宜取较低的大气压值。

是放空气体最大排放时的马赫数,该速度过大可导致火焰被吹熄或脱火,反之则使火炬筒口径偏大或产生回火。APIRP 521中规定；当场、站发生事故造成停工，原料或产品气体需要全部排放时，可取0.5 马赫；单个装置事故

或停产抢修时，可取0.2 马赫。天然气长输管道站、场的通常做法是以20％声速为基础作为火炬出口速度来决定火炬尺寸。

1.2 火炬筒高度计算

计算火炬高度时，允许的热辐射强度是计算的关键。

式中：H 一一火炬筒高度，m ；

Q 一一火炬释放总热量，kW ；

F 一一火炬辐射率；

q 一一允许辐射强度，kw ／m 2；

R 一一火炬筒中心至受热点水平距离，m ；

∑△x、∑△y一一受风的影响火焰长度在水平和垂直方向上有效长度变化值；

h一一受热点距地面垂直高度，m ；

一一辐射传递系数。

火炬总放热量Q ：

式中：H L一一排放气体低发热值，kJ/kg；

W 一一排放气体质量流量,kg/s。

上面简单介绍了火炬设计中的一些相关计算，其余的计算参见标准A PI RP 521 相关章节。

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