高架火炬系统的设计与计算

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。     

分区域-多点源的高架火炬安全距离计算模型

高架火炬安全距离的大小直接影响土地资源利用及安全问题,其值的确定取决于能否准确地计算出高架火炬射流火焰产生的热辐射,传统的高架火炬热辐射计算模型可分为点源模型和固体火焰模型两大类。前者计算简单但精度较低,后者精度较高但计算较为繁琐。为此,结合点源模型和固体火焰模型各自的优点,在点源模型的基础上进行改进,提出了分区域-多点源的高架火炬安全距离计算新模型,并通过FLUENT软件进行全尺寸数值模拟,将数值模拟结果与设计规范使用的常规单点源及多点源模型计算结果进行了对比。结果表明：新模型可以较为简便地计算出高架火炬射流火焰产生的热辐射,最大误差为6.2%。结论认为：新模型快速简便且精度较高,可以克服现有规范标准中对热辐射强度估计过高、安全距离划分过于保守的不足,有助于合理划定高架火炬安全距离,为高架火炬设计规范的完善与改进提供了科学的依据。     

可拆卸捆绑式高架火炬技术的应用

介绍了可拆卸捆绑式高架火炬的基本原理,从设备结构、技术设计、安装方式、检维修及使用情况等方面,与高架不可拆卸式火炬进行了对比,可拆卸捆绑高架火炬优势明显,使用两年多来取得了较好的环境效益,炼油装置瓦斯后路畅通,安全有保障.     

油气集输用火炬的设计与采购

本文介绍了北非地区油田地面项目中火炬应用情况,鉴于北非地区处于沙漠地带,地广人稀,工业欠发达,能源价格较低,该地区的油田排放方式,首先选用冷排放系统,这是造价最低的一种方式,其他选用的方式依次为:燃烧坑、地面火炬、高架非无烟火炬、高架无烟火炬。     

苏里格气田常压火炬与音速火炬应用效果分析

为减少事故状态下排放的天然气对环境的污染,苏里格气田设计使用高低压火炬放空系统用于处理厂及来气干线紧急事故状态天然气的燃烧泄放。本文通过对常压高架火炬和音速高架火炬系统工艺流程、设计初衷、事故状态下天然气燃烧泄放能力等重要参数进行计算分析,提出了常压火炬及音速火炬在日常生产出现的问题及对应的解决措施,对火炬日常应用有指导性意义。     

石油化工厂高架火炬的安全距离探讨（二）

较详细地论述了石油化工厂高架火炬设计的三种计算方法。通过举例计算结果的比较分析,推荐其中的国内有关设计人员探讨性研究的一种火炬筒体当量高度及其与安全距离关联的计算方法及图表;探讨了火炬产生的噪声标定及控制,烟气扩散及其中有害物质最大落地浓度,及其距离的计算方法,建议了火炬设计采用的辐射热强度值等基础数据、高架火炬及火炬气管道的布置。     

高架火炬低流量排放下空气侵入的数值模拟

高架火炬是石化工厂内用于集中燃烧生产过程中生成废气的装置,废气经火炬筒体送至高空火炬头燃烧。在低流量排放情况下,筒内火炬气动量不足,外界空气容易侵入火炬头内。此时,若没有足够速度的吹扫气体补充,空气与可燃废气将在火炬头部发生混合,极易引起回火、闷烧甚至爆炸,会极大地威胁火炬的运行、损害装备寿命。文章利用计算流体力学,模拟了烷烃类高架火炬在低流量排放工况下的空气侵入过程。量化分析了火炬气物性、筒体尺寸、吹扫速度、风速等多种因素对空气侵入的影响。研究结果可以为不同工况下选取合适的吹扫速度提供帮助。     

用CFD模拟研究带密封装备的高架火炬空气侵入现象

在高架火炬系统中,在排放结束或者小量排放时,筒体内的火炬气上升动量不足,常使得外界空气侵入火炬头内,引发闷烧、回火等现象,从而危害设备及运行安全。为预防这种情况发生,工业界的常规做法是通入吹扫气体,提高火炬气动量。同时为节省吹扫气体用量,通常会在火炬头根部设置速度封或分子封等密封装置,以更好地阻止外界空气侵入火炬筒体。一些火炬设计规范中虽然规定了安全吹扫速度,但没有考虑密封装备自身结构与吹扫气体性质不同带来的影响。文章利用计算流体力学,研究了高架火炬的空气侵入现象,分析了密封装备在防止空气侵入过程中的作用。研究结果将能对实际工业运行中选取合适的密封类型和结构提供参考。     

多点式地面火炬的安全环保性能初探

介绍了多点式地面火炬的特点,对其安全、环保性能进行了系统分析。多点式地面火炬采用分级控制、多点燃烧、蒸汽消烟、氮气补压实现了火炬气的安全泄放和环保处理,在安全、环保性能方面要优于高架火炬。同时,指出了多点式地面火炬存在的问题,如长明灯燃料气消耗量大,国内缺乏相关的标准规范。亟需制定多点式地面火炬的应用范围、施工验收标准、性能考核指标、突发事故的应急预案。     

化工项目自拆卸式火炬的施工

福建炼油乙烯项目的火炬系统包括化工、炼油、芳烃和酸性气四套火炬,由同一座塔架支撑,采用自拆卸式高架捆绑火炬技术。文章就项目火炬系统的组成、施工难点及注意事项等进行介绍,并提出了以下几点建议:火炬塔架杆件出场前应分段预组装,到现场后进行整体卧组;火炬筒体尽量不采用现场制作;严格保证火炬筒体预装精度;进行筒体顶升前要做好各项调试工作;火炬塔架高空障碍灯滑轮组尽量采用全封闭设计。     

国外某油气集中处理站火炬系统升级改造方案分析

火炬系统的升级改造通常是油气田站场改造的重点和难点。针对国外某油田集中处理站火炬实际运行中存在的问题进行分析,对新建火炬系统与已建火炬系统运行方式提出了两种解决方案,综合分析后选取了方案二。当两套并联运行的火炬系统共用一套泄放管网时,需考虑设置水封罐,或者在火炬筒底部设置吹扫气,并加大吹扫气量,防止因偏流引起火炬互吸、闷烧现象;当必须采用两套不同规格的火炬时,建议设置相互独立的泄放管网和放空分液设施,分别与相应的火炬系统配套。对于高压火炬,特别是放空量大的火炬系统,在背压条件允许的前提下建议采用音速火炬,可以实现无烟燃烧,并大大降低火炬辐射热,同时减小火炬汇管尺寸,从而降低生产成本。     

固定式海洋平台火炬臂结构拖航疲劳分析

为解决传统火炬臂不适用于海上整体拖航工况的问题,针对导管架固定式平台上部火炬臂结构,建立火炬臂整体拖航疲劳分析方法,设计一种适用于海上整体拖航的新型火炬臂连接形式。采用SACS软件建立平台上部组块带火炬臂整体有限元模型,分别对传统火炬臂结构和新型火炬臂结构进行整体拖航工况下的疲劳计算。提出最大疲劳损伤占比指标,从拖航疲劳损伤程度和最大疲劳损伤节点数目两个角度对新型火炬臂进行局部结构优化。结果表明:新型火炬臂斜撑的增设可有效改善火炬臂主弦杆的受力且大幅提高火炬臂的整体刚度,使原拖航疲劳损伤不满足规范要求的构件满足要求,为火炬臂海上整体拖航提供可行的技术和方案。     

封闭式火炬系统的设计与应用

引入了封闭式火炬系统的设计概念,介绍了其主要结构及功能,探讨了传统开放式火炬系统和封闭式火炬系统设计的一些优缺点。     

普光气田净化厂重型超高全焊接式火炬施工技术

普光气田天然气净化厂为川气东送工程核心部分,而两具重型超高全焊接式火炬又属于净化厂关键控制性工程。火炬塔架为三棱台结构,内设高、低压放空火炬筒体,每具火炬总质量约469.78 t,高136.2 m。文章介绍了针对火炬塔架高、质量大、现场作业场地狭窄等施工难点而制订的火炬总体施工方案,具体阐述了塔架预制方案、预制精度控制措施、吊装方案和吊装实施要点。完成两具火炬的预制及吊装施工仅用时3.5个月,吊装一次就位率100%,验证了预制质量控制措施及分段吊装方案的可行性,确保了整个火炬吊装工程的顺利实施。     

火炬系统气柜停用后安全平稳运行研究

通常在炼化企业火炬系统设计中,气柜是一项不可缺少的设施,但是在实际应用中气柜经常因腐蚀而出现泄漏问题,影响安全生产。中国石油天然气股份有限公司大连石化分公司通过对整个火炬系统的不断优化,采取有效措施,在生产中对气柜实施了停用处理,气柜停用后火炬系统安全平稳运行。近两年的运行表明,炼化企业火炬系统取消气柜从设计上是完全可行的。     

蒸汽在PX火炬头中的应用

分析了火炬头在火炬气燃烧时的特点及蒸汽在火炬头燃烧时的应用机理。结合工程应用实 例,介绍了PX火炬头中蒸汽的设计特点。     

天然气处理厂火炬放空阻火设施的设置

为了防止火炬放空时发生回火,引发火灾、爆炸等事故,有必要对火炬放空系统阻火设施的设置进行研究。通过分析火炬放空过程中发生回火的工况,以及防止火炬回火和爆炸所采取的措施,调研了中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司设计的几个天然气处理厂及炼油厂的火炬放空系统阻火设施的设计、使用情况,对国内外相关标准中关于阻火设施的设置规定进行了分析对比。列举了国内阻火设施发生故障的案例。天然气处理厂火炬放空系统中阻火设施的设置是极其重要的。火炬头应选择带有吹扫气的阻火设施,放空系统设置阻火器需慎重。     

低压火炬气回收系统技术改造

燕山分公司炼油厂针对近年新增不合理瓦斯排放点;全厂排放点多,排放损失量较大;瓦斯回收能力与排放量不匹配;部分瓦斯管线腐蚀严重,存在隐患等问题;对低压火炬气回收系统进行了技术改造.在投资很小的前提下,实现了低压火炬回收系统关键设备更新和管网维护,回收了车用液化石油气散装站台放空气体、柴油加氢装置脱硫气体、柴油加氢装置排放低压火炬气体,3号火炬排放气体,基本消灭了火炬排放.     

石油化工厂火炬设计及运转操作的安全性（一）

较详细地论述了火炬系统的流程,火炬头的结构形式与产生的噪声;火焰辐射热强度对人体、设备及材料的危害;火炬系统可能发生的危险事故及原因,在设计和运转操作方面的预防措施。