放空火炬系统的计算与安全因素摘要 放空火炬设计中火炬筒出口直径及高度的计算是根据标准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非常重要的。 火炬是长输管道站场、库区的安全设施。放空火炬系统能快速进行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、安全运转 。 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 采纳标准 API RP521 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测、修理时采纳多地点排放,避开火炬尺寸过大 。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。APIRP521 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 ／ m2；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...
