火炬筒径的大小主要取决于放空系统的最大泄放量和火炬头出口处的最大允许流速,根据GB 50183-2004规定(同API RP521有关规定):对站场发生事故,原料或产品气体需要全部排放时,按最大排放量计算,马赫数可取0.5;单个装置开、停工或事故泄放,按需要的最大气体泄放量计算,马赫数可取0.2。故在火炬筒径计算时可按下面思路进行:放空系统最大泄放量的确定(可取放空汇管的最大排放量)Р――按火炬头出口处马赫数为0.5反算所需筒径――向上圆整筒径尺寸,并以圆整后的尺寸校核以最大泄放量泄放时的马赫数和单个装置开、停工或事故泄放时的马赫数。2、放空火炬高度计算。可参照GB 50183-2004中的公式,计算思路为:分析火炬周围的设施及环境状况,确定敏感点(需考虑辐射影响的设施)――火焰最大长度的计算(火焰长度可从GB 50183-2004中火焰长度和释放热量Q-L关系曲线图查得,也可按照《石油化工设计手册》中有关规定确定)――按规范中火炬高度的计算公式进行计算,并予以圆整――以圆整后的高度计算火炬的地面辐射范围,进而确定火炬放空区需要的征地面积。3、放空火炬筒径和高度的关系。在放空量相同时增加放空火炬的筒径,火炬辐射的范围会相应的增加,这就需要增加征地面积;同样,减小筒径时,火炬燃烧时竖直方向的辐射范围将增加,水平方向的范围会相应减小,这样就可以减少火炬放空区域的征地面积。利用DNV的PHAST软件对放空火炬高度与筒径间关系进行模拟可以发现:在放空量相同时,增大筒径的大小,火炬燃烧时产生的辐射强度会随之增加,需要保护的辐射区域面积也将相应加大。故在计算放空筒径的大小时可以直接以0.5马赫的流速要求确定筒径,然后再确定征地范围的大小。相同泄放量、相同高度、不同筒径时的计算结果比较见下图:示例:火炬高度40m,泄放量130×104m3/d,组分CH4,计算平面为离地面2m处的水平面。
全文预览
