石油化工厂火炬设计及运转操作的安全性(一)

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II型火炬头322III型火炬头.在火炬头部设一环形蒸汽管装上等距的喷嘴，向其顶部排放出的火炬气喷人蒸汽，以达到助燃目的，这是一种最简单的火炬头结构称为I型火炬头。II型火炬头的结构是在I型火炬头基础上稍加改III型火炬头结构是综合III型火炬头的蒸汽、喷嘴的设置，除了火炬头的顶部及内腔设置蒸汽喷嘴外，并设有一个喷射蒸汽的喷嘴以吸人一次空气，这样就可以将蒸汽与空气混合后进人火焰燃烧区。这种III型火炬头较先进，如燕山石化公司化工一厂的火炬，上海石化总厂化工一厂的火炬等引进装置的火炬大多是III型火炬头，生的噪声比I、其产II型火炬头要小些。323W受火炬头..进，是在火炬头内腔中设有蒸汽喷嘴。I、两种类I型的火炬头结构，均靠喷人蒸汽的搅动作用，将空气卷人燃烧区。当火炬气排放量较大时，相应的喷人较多量的蒸汽，因而产生的噪声较大，尤其是I型火炬头外部喷嘴产生的噪声要比II型的大。，11,1 1I{J;维普资讯第1卷6胡景沧．石油化工厂火炬设计及运转操作的安全性(一)5 1?W型火炬头是一种应用“附壁效应”Ca) (o—的喷射蒸汽来吸人空气的独特结构，见图5。所谓“附壁效应”是蒸汽从细缝中喷出汽流在转向旋涡处成负压，改变蒸汽流向后进入类似文丘里管状的喷嘴，喷嘴成组地装在火炬头内周围。由于形成负压可吸汽用量，又能提高燃烧效率。由于不在火炬头外部设有蒸汽喷嘴则产生的噪声比其它类型的火炬头要小。辽阳石油4.司1g—公一号火炬是引进的W型火炬头，从国内石油化工厂几个大型火炬的运行情况看， 认为W型火炬头的噪声比较小的说法，尚没有实测人大量的空气与蒸汽相混合后喷送到火焰燃烧区。W型火炬头结构可使蒸汽、空气、火炬气在燃烧前就数据。但国外有关资料介绍，采用“附壁效应”结构的W型火炬头所产生的噪声可减少1dA左右，OB见。混合得较均匀，能有效地使用蒸汽，从而既能节约蒸表2国5附壁效应衰2火炬头结构型式与噪声的关系41火炬系统的安全设计应考虑的问题.()1按可能发生各种事故停车、火灾等情况，取其中最大的可燃性气体及蒸气排放量，确定为火炬系统的最大处理能力。()2装置泄放排人火炬系统的可燃性、毒性的气火炬系统设计和运转操作的安全体及蒸气，可参照表3中的状态条件来确定。但禁止将液态烃、重质烃液体、腐蚀性液体，以及空气、富氧气排人火炬系统。 ()3如果装置发生火灾、爆炸的重大灾害时，必须向火炬系统排放少量液态烃应在装置内设置加热汽化、分离系统的设备。() 4选用带分子密封器的先进结构型式的火炬在尚没有引进石化装置及其火炬以前，国内有的中小型炼油厂、石化厂的小型火炬曾发生过火炬头上部火焰下“雨”火的事故，火雨”散距离约“扩1Om左右。但引进装置的几座大火炬和国产化设O计的大火炬运转至今未发生过下“火雨”。但曾发生过因工艺装置的操作有误，在紧急事故状态下将碳三馏分液体排进火炬管道系统，造成装置外的火炬头，以提高燃烧效率，降低噪声，防止火炬形成负压回火爆炸，减少环境污染。总管受低温应力的作用，管道的法兰焊缝被拉裂，管架拉斜，泄漏出大量可燃气体，由于在可燃气体扩散区域内及时采取禁止一切火源的措施，因而没有发生火灾。() 5合理地计算：一旦有液态烃排人火炬系统的火炬气管道内和环境温度在零下的最低温度，且能产生过大应力而造成金属管道的低温冷脆性破坏。维普资讯石油化工设计第1卷6因此，应选用合适的管道材质，并采取消除局部应力过大的措施。及事故处理安全规程。421火炬气管道的低温冷脆破坏事故..国内外有的炼油厂、石油化工厂曾发生过液态烃进入火炬系统，使火炬气管道产生低温冷脆破坏事故。美国路易斯安那州一个炼油厂的一条直径8英寸火炬管道发生冷脆性破坏，泄漏出的油气持续了1时之多的时间，小扩散距离约6m范围，0幸亏扩散的油气未遇明火而没有发生火灾。发生低温冷脆性破坏的主要原因是火炬系统的火炬气管道中偶（）6火炬简体应有足够的高度，其火焰辐射热对周围的人体和设备等防护对象应是安全的。因此，应合理确定安全的辐射热强度，并通过计算确定火炬的水平安全距离。裹3工艺装置泄放气体及蒸气的基本方式序号物和态质状要簧金盎羹藉囊蓁然进入了液态烃，汽化产生的低温效应，使管道内温度突然降低至零下几十度，同时产生了很大并应力的冲击作用，造成了火炬气管道的低温冷脆性破坏。液态烃进入火炬系统的火炬气管道，其原因是相当复杂的，一般认为是由于在装置发生事故状态下进行紧急排放液态烃的程序或操作有误，或液态烃储罐的液位控制失灵，满罐溢流人火炬气管道。422火炬气管道设计应考虑的问题..生产烯烃及其加工装置，、、液态烃加工 q装置（MB、如TE烷基化装置等）在发生事故状况下应有处理事故的操作规程，严禁将液态烃（c、｝Q、3c馏分）排人火炬系统的火炬气管道。火炬系统的火炬气管道设计应考虑如下问题： （）1无论是为一个工艺装置服务的专用火炬系统或为几个工艺装置服务的公用性火炬系统，在任何事故情况下都严禁将液态烃、重质烃及高沸点的注：所谓可凝性，是指在大气的强度、压力下有5%睁凝的物质。0可燃液体，腐蚀性物料、空气、富氧气及水蒸汽排人火炬系统。c42火炬系统可能发生的事故及预防．火炬系统可能发生的危险事故，如火炬简体内部爆炸带出重质烃液体，下火雨”局部低温凝固堵“、塞，火炬气管道的低温冷脆性破坏及检修作业时引（）2对烯烃装置和液态烃储罐区有时在自控仪表失灵或重大火灾事故时，需紧急排放设备与储罐内的液态烃，一旦有可能将液化烃排人火炬系统．应在装置或储罐区内设有蒸发器和分离罐系统，将蒸发分离出液体后的气相烃排人火炬系统。（）3火炬系统的火炬气管道材质须考虑一旦有发的危险。为防止上述危险事故而引发的灾害，对火炬系统的设计应安全可靠、经济合理，运转操作也应科学管理，严格执行运转操作和检修作业的规程维普资讯第1卷6胡景沧．石油化工厂火炬设计及运转操作的安全性（）一．5．3可能将液态烃排入火炬气管道内，由于汽化突然有可能使空气渗入火炬气管道内形成爆炸性混合气降低温度至一3〜一0,041同时产生过太的应力和冲击力，造成管道的低温冷脆性破坏。因此，要选用具有一定冲击强度的金属材质，管道的各种焊缝质量应符合有关标准的要求。()4火炬气管道应在地面上架空敷设，根据管道的实际布置和可能降至最低温度的条件，进行管道体，流向火炬顶部遇火焰发生爆炸；以致于破坏了水封罐之后可能出现第二次爆炸，但若在水封罐的破坏开口处(爆破片处)泄放压力而不会有破坏性的损害。预防空气进入火炬系统的措施： ()1火炬系统的设计应尽量减少火炬气管道的法兰连接数量和焊缝数量。在运转操作上也应消除空气进入火炬系统。 ()2当与火炬系统有连接的装置或储罐需要维修时，如果火炬气流量很小有可能形成负压而渗入空气，可将一定量的燃料气补加入火炬系统。 ()3在火炬系统检修期间，空气进入系统内也会导致爆炸的危险。若用空气吹扫火炬系统时，必须熄灭火炬的火焰常明灯及锁闭电点火系统。()14—果火炬气中含有一定量的硫化氢，在管道中可能会生成并析出硫化铁；在检修时它与空气接触可成为一种引燃源。当氨与硫化氢同时存在的条件下，特别是存在微量水分的情况下，生成自燃性化合物的可能性最大。但有酸性气体存在的条件下，硫化铁引燃着火的危险性则会相应地降低。因此，氨气不宜排入有硫化氢的火炬气管道。 ()5在点燃火炬前或允许空气进入火炬系统前，都必须用蒸汽吹扫火炬系统。国外某炼油厂大型球罐，虽已与火炬系统隔绝，但由于火炬点火前未用蒸汽吹扫，在点火时发生爆炸，破坏了一个新建的火炬。应力的计算分析，可通过改变固定管道的位置和增设补偿器，防止产生应力过太而造成管道焊缝的低温冷脆性破坏或管架被拉斜的事故。()5火炬气管道发生低温冷脆性破坏的主要因素。操作温度突然降至摄氏零下几十度，并低于管道金属材料从塑性状态转变为脆性状态的过渡温度。由于温度骤降至低温而产生一定的应力，这应力一般低于相应于最大允许工作压力的应力。③选用管道的材料不合理，管道上的焊缝不合格，有裂痕或裂纹。国外有关研究者关于低温冷脆性破坏的研究结果，目前尚不能充分确定所推荐的最大安全应力。但是已有的资料表明，如果应力控制在40 6 2〜50 1 /n之间，【d2g则可减小低温冷脆性破坏的危险性。火炬系统的火炬气管道的设计和运转操作，如果能消除上述三个因素之一，就能预防低温冷脆性破坏的发生。 423火炬内部爆炸的预防措施．．在火炬系统内部由于进入空气可能形成爆炸性混合气体或易燃混合物而引起爆炸或着火。火炬系统流程(见图1中设有气液分离罐、)水封罐及其蒸汽加热管；火炬头设置氮气系统的分子密封器；基本能预防火炬气带出液体烃“下火雨”回火爆炸及防、止负压时空气进入火炬头形成爆炸性混合气体。当结语火炬系统的设计、运转操作及检查作业过程中都应重视其安全性。预防发生危险事故而造成生命和财产的损害。以上论述了火炬系统可能发生的危险事故的因素、灾害及预防措施，并列举了国内外发(下转第62百)火炬气流量显著减少时会造成真空或其它现象，就维普资讯石油化工设计第1卷6计》编委会，及时解决办刊中出现的问题和提出新的