酸性气火炬线在系统管廊中的设计
酸性气火炬联合燃烧器
酸性气专用联合燃烧器（中石化总公司关于酸性气火炬整改基础讨论稿）一综述1、设置火炬的目的在石油化工工业迅猛发展的今天，炼油、化工、塑料等化工及后衍生产装置呈现出生产规模扩大、连和公用工程集中供应的特点，由于这些规模化装置的相互连带关系，在开停车、日常运行、特别是共发事故时，装置将排放出大量易燃、有毒有害的气体，为保证生产装置的系统稳定和安全，排放时的气体操作尽可能不影响装置周边的正常生产运行及生命财产安全、保护生态环境，通常将排放的气体送到火炬中经过燃烧处理后向大气排放。
因此，在石油化工装置中设置火炬系统及火炬气回收系统。
火炬及回收系统兼顾稳定生产、安全、环保、节能四大作用。
2、火炬系统设置原则和内容系统的设置原则：安全、环保、节能火炬燃烧排放系统为工业工艺装置正常生产的安全通道，要求在各种排放条件下能及时安全的进行燃烧排放，且燃烧时或燃烧后对地面及周边的热辐射、噪声在规范的允许范围内，火炬气有毒有害的物质经过充分的燃烧分解，燃烧产物、残留物排放总量、排放率、落地浓度等在规定的范围内，以免造成环境污染和生命财产的安全事故。
3、火炬气的种类石化火炬气由轻组分单质(氢气、氮气等)、碳氢化合物和酸性气体(H2S、CO2)组成,是一种具有处理量大、组分复杂多变、同时含有酸性气体硫化氢和二氧化碳等特点的混合气体。
低热值可燃气体排入火炬系统会破坏火炬稳定燃烧状态或导致火炬熄火；含氧气的可燃气体排入火炬系统会使火炬系统和火炬设施内形成爆炸性气体，易导致回火引起爆炸，损坏管道或设备；酸性气体及其他腐蚀性气体会造成大气污染、管道和设备的腐蚀，宜设独立的酸性气火炬。
毒性为极度和高度危害或含有腐蚀性介质的气体独立设置处理和排放系统，有助于安全生产。
（毒性分级应根据现行国家标准《职业性接触毒物危害程度分级》GB 5044和《高毒物品目录》(卫法监发[2003]142号)确定。
）4、酸性气火炬硫化氢是一种高度刺激的气体,具有强烈的臭鸡蛋气味的酸性气气体，它的存在不仅严重危害人身安全, 而且在湿热情况下,会引起设备和管路腐蚀。
大型化肥厂火炬系统设计方法
大型化肥厂火炬系统设计方法摘要本文简要介绍了火炬系统的概况，主要介绍了目前大规模的化肥厂设置火炬系统的注意事项。
关键词事故火炬开工火炬合成气酸性气１、概述火炬是用来处理石油化工厂、炼油厂、化工厂及其它工厂或装置无法收集和再加工的可燃和可燃有毒气体及蒸气的特殊燃烧设施，是保证工厂安全生产、减少环境污染的一项重要措施。
处理的办法是设法将可燃和可燃有毒气体及蒸气转变为不可燃的惰性气体，将有害、有臭、有毒物质转化为无害、无臭、无毒物质然后排空。
２、火炬的主要作用火炬系统由火炬气排放管网和火炬装置（简称火炬）组成。
一般来说，各生产装置或生产单元的火炬支干管汇人火炬气总管，通过总管将火炬气送到火炬。
火炬的主要作用为：（1）安全输送和燃烧处理装置正常生产情况下排放出的易燃易爆气体。
（2）处理装置试车、开车、停车时产出的易燃易爆气体。
（3）作为装置紧急事故时的安全措施。
3、化肥厂火炬排放气的特点化肥厂的流程主要包括空分、煤气化、变换及热回收、脱硫、合成（包括天然气合成、甲醇合成、氨合成）以及罐区等装置。
各个工段排放的火炬气汇总至火炬管网后，送火炬头燃烧。
3.1 气化单元对于整个装置而言，一般煤气化单元将原料煤与氧气反应生成合成气（水煤气），处于气源位置，此处的排放气具有以下特点：（1）一般情况下，气化合成气事故排放时，排放气流量是全厂最大的排放点；（2）由于气化开停车阶段需要系统升压和减压，在此过程中产生的合成气都排放至火炬系统，由于系统温度和压力的变化，导致开停车阶段的排放气的含水量一直发生变化；（3）受到单台气化炉规格及产气量的限制，对于大型的化肥装置，需要设置多套气化炉系统。
受到烧嘴及耐火砖使用寿命的限制，每台气化炉会在60～90天内进行一次停车检修，因此煤气化装置的气化炉台数如果很多，会频繁开停车；（4）煤气化装置排放的粗合成气在单台气化炉开车、停车时，气量较小，而在全厂事故或者气化系统事故排放时，各台在线运行的气化炉的合成气同时排放，气量很大。
管线管廊布置设计规范方案
石油化工工艺装置布置设计规SH3011-20114 管廊的布置4.1 管廊的形式和位置4.1.1 管廊的形式宜根据设备平面布置的要求，按下列原则确定;a）设备较少的装置可采用一端式或直通式管廊；b）设备较多的装置可根据需要采用“L”型、“T”型或“Π”型等形式的管廊；c）联合装置可采用主管廊和支管廊组合的结构形式。
4.1.2 装置管廊按结构形式可分为独立式和纵梁式；按材料可分为混凝土管廊、钢管管廊和组合管廊。
4.1.3 管廊在装置中应处于能联系主要设备的位置。
4.1.4 管廊应布置在装置的适中位置，宜平行于装置的长边。
4.1.5 管廊的布置应缩短管廊的长度，且有效利用管廊空间。
4.1.6 管廊的布置应满足道路和消防的需要，以及地下管道、电缆沟、建筑物、构筑物等的间距要求，并应避开设备的检修场地。
4.2 管廊的布置要求4.2.1 管廊上方可布置空气冷却器（以下简称“空冷器”），下方可布置泵（或泵房）、换热器或其他小型设备，但应符合本规第5.3.6条、第5.5.3条、第5.9.7条和第5.9.8条的规定。
4.2.2 管廊下作为消防通道时，管廊至地面的最小净高不应小于4.5m。
4.2.3管廊可以布置成单层或多层，最下一层的净空应按管廊下设备高度、设备连接管道的高度和操作、检修通道要求的高度确定。
4.2.4 当管廊有桁架时，管廊的净高应按桁架底高计算。
4.2.5 管廊的宽度应符合下列要求：a) 管道的数量、管径及其间距：b) 架空敷设的仪表电缆和电气电缆的槽架所需的宽度；c) 预留管道所需的宽度；d) 管廊上布置空冷器时，空冷器构架支柱的尺寸；e) 管廊下布置泵时，泵底盘尺寸及泵所需要操作和检验通道的宽度。
4.2.6管廊的柱距应满足大多数管道的跨距要求，宜为6m~9m。
4.2.7 多层管廊的层间距应根据管径大小和管廊结构确定，上下层间距宜为1.2m~2.4m；对于大型装置上下层间距可为2.5m~3m。
当管廊改变方向或两管廊成直角相交时，管廊应错层布置，错层的高差宜为0.6m~1.2m；对于大型装置可为1.25m~1.5m。
火炬气排放管网的配管设计
范姗 姗 ， 付艳 波 （ １ ．洛 阳瑞 泽石化 工程 有 限公 司 ， 河南 ２ ．洛 阳瑞泽石 化 工程有 限 公司 ， 河南 洛阳 洛阳 ４ ７ １ ０ ０ ３ ； ４ ７ １ ０ ０ ３ ）
摘要 ： 火炬设 施是 石 油化 工厂 、 炼油厂 安全 的最后 一道 屏 整个 系统 的管 道具有 同等 的 强度 。膨胀 节会 成为 整个 管道 系 障， 火炬 气排 放 管 网将 火炬 气安全 的输 送的 火炬设 施 ， 严格 按 统的薄 弱点 ， 当管道 中存在凝液 时 ， 膨胀 节极 易损坏 ， 引起火 炬 照相 关标 准 、 规 范合理进 行 火炬 气排 放 管 网的配 管设计 ， 是 保 气排放管道断 裂导 致其他严 重事故 。 证 火炬 系统 安 全 运 行 的 重 要 组 成 部 分 。 在补 偿器计算 过程 中应注意计 算温 度和计算 压 力的选取 ， 关键词 ： 火炬 气； 管道 ； 设计 计算温 度的选取 ： 高 温排放 管道取 各项排放 条件 中的最高排 放 温度 、 低温排 放 管道取 各项 排放 条件 中的 最低排 放温 度 、 常温 Ｏ引言 排放 管道 使用 蒸汽 吹扫 是取 ｌ ２ ０ ℃。计 算压 力的 选取 ： 理论 上 火炬 设施 可处 理装 置正 常生 产情 况下排 出的易燃 易爆 气
５火炬气排放管道低点排液的收集和输送设计
火炬 气排 放管 道应坡 向火炬装 置 ， 整个火 炬气排放 管 网内 可能产生 的凝液全 部 自流 到火炬 区分液罐 或水封罐 ， 原则上管 网上不再 设置凝液 收集和输 送设施 。在 工程设计 中 ， 因实 际条 件的 限制 ， 在 管 网中存 在低 点时 ， 则必须 在管 网的 低 点设置凝 液 收集和输 送设施 ， 以避免可 能产生 的凝液在 管 网内最低 点积 液， 从而堵 塞 管道 破坏 火炬 系统 的安全 排放 ， 厂 区管道 上的 凝 液收集和 输送设施 ， 可以设 置凝液泵 自动 启动 和 自动停 止 的控 制系统 ， 以减 少人 力的投入 。为保证 凝液收集 和输送 设置 的安 全运 行 ， 凝液 收集 罐应 设置 高液 位报 警 ， 报警 信号 传送 到相 应
浅析管廊上火炬管道的配管设计
浅析管廊上火炬管道的配管设计
李磊
【期刊名称】《盐业与化工》
【年(卷),期】2018(047)010
【摘要】针对大型煤化工企业中管廊上火炬管道的配管设计问题,以国内某化工企业内的高压富氢火炬为例,首先对配管设计的综合考虑及基本原则进行简单介绍,对该化工企业的火炬系统进行阐述,分析该化工企业中所需要的火炬总管种类及配管设计要点,最后对该化工企业中的火炬配管进行具体设计,为同类型企业的火炬配管设计提供建议.研究表明:对于高压富氢火炬,其配管设计极其重要,在对其配管进行设计时,必须对管架、固定点的间距、火炬管道支座进行合理设计,对配管方案、补偿器的类型进行合理选择,对排液罐进行合理布置,才能使得化工企业中火炬配管满足生产要求.
【总页数】4页(P45-48)
【作者】李磊
【作者单位】华陆工程科技有限责任公司,陕西西安 710065
【正文语种】中文
【中图分类】TQ055.8
【相关文献】
1.浅析管廊上火炬管道的配管设计 [J], 李磊
2.浅析钢衬塑管道配管设计 [J], 石振华
3.浅析管廊上火炬管道的配管设计 [J], 李磊
4.化工火炬系统管道的配管设计及应用 [J], 鲍小娟
5.EO/EG装置管廊的配管设计浅析 [J], 秦溥
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管廊的配管设计
管廊的配管设计1、管廊配管设计概述1）管廊的概念：敷设管道的一列管架。
2）管架的形式：独立柱式、门型架、开型架、轻型桁架、钢筋混凝土柱钢桁架、梁式架（混凝土、钢制）、低管墩。
3）管廊配管的内容：管道的敷设、补偿器的敷设、管件及阀门的安装设计、管道支座的安装设计、伴热管道的安装设计、静电接地的安装设计、管道的保温防腐设计、给有关专业的设计条件。
2、管廊设计条件1）预配管：在正式配管开始前，需要对主要热力管道进行应力分析，因此需要将所有的热力管道（包括冷管道）进行预先配管，以便提出预配管单线图，供应力专业计算。
2）补偿器的形式：在预配管过程中选定管道的补偿器形式，主要形式有波纹管补偿器、套筒补偿器、方型补偿器、自然补偿。
3）补偿器的选择：根据管线的预配管走向及布置，选定管线的热补偿形式。
4）管廊的布置：在预配管之前，根据总平面布置图，确定管廊的布置及形式，如桁架式管廊、梁式管架、门型管架、独立柱式管架等。
5）固定点的确定：初步确定固定点的位置，以便布置管道，进行应力分析。
在应力分析完成后，再最后调整固定管架的位置，提出土建的管廊条件。
6）固定点弹性力的确定：根据所有热力管线的应力分析结果，综合所有应力管线的弹性力，确定固定管架的水平推力（轴向、侧向）。
7）管廊垂直荷载的确定：根据管廊上管道的布置及每条管线输送介质的特性，计算（或查表）出每条管线的垂直荷载并合计出总荷载，预留20%的裕量。
在提出垂直荷载时，应同时提出最大管道的保温外径，以供土建专业核算管廊的风雪荷载。
8）总图条件：管廊的布置图，包括管架的详细尺寸、标高。
9）土建条件：管廊的布置图、带管道布置详细尺寸的断面图、相对标高、绝对标高、固定管架的水平推力（轴向、侧向）、管廊垂直荷载、管廊的预留荷载等。
3、管廊配管的设计1）管道的布置原则（1）大口径或充满液体的工艺、公用工程管道应靠近管架柱子布置。
（2）小直径、气体管道及公用工程管道宜布置在管架中间。
地下化工管廊设计硫酸
地下化工管廊设计硫酸地下化工管廊是一种将化工管道布置在地下的技术工程，可以有效地解决城市地表空间紧张的问题。
在地下化工管廊的设计中，硫酸作为一种常见的化学品，在安全性和防护性方面需要特别关注。
地下化工管廊设计硫酸时，需要考虑硫酸的特性。
硫酸是一种具有强腐蚀性的化学品，对金属、混凝土等材料具有腐蚀作用。
因此，在管道的材料选择上，应选用耐腐蚀性能良好的材料，如玻璃钢、不锈钢等。
此外，还需要考虑硫酸的浓度、温度等因素，以确保管道的材料和设计满足硫酸的运输要求。
地下化工管廊设计硫酸时，需要合理布置管道的走向和布置。
在走向设计上，应考虑硫酸的流动性和重力作用，避免管道过长或过弯，以减少硫酸在管道中的滞留和积聚。
在布置设计上，应将硫酸管道与其他管道、电缆等设施相分开，以防止事故发生时相互影响。
此外，还应设置硫酸泄漏监测装置和报警系统，及时发现并处理泄漏情况。
地下化工管廊设计硫酸时，还需要考虑硫酸的防火和防爆措施。
硫酸具有易燃易爆的特性，一旦泄漏或发生事故，可能会引发火灾或爆炸。
因此，在管道的设计中，应设置防火防爆装置，如防火墙、爆炸隔离区等，以减少火灾和爆炸的风险。
同时，还应加强对硫酸管道的监控和维护，确保设备的正常运行和安全性。
地下化工管廊设计硫酸时，还需要考虑环境保护和人身安全。
硫酸是一种对环境和人体有害的化学品，因此在地下化工管廊设计中，应采取相应的环保措施，如设置硫酸泄漏应急处理装置，以及定期进行环境监测和安全演练。
同时，还应加强对工作人员的培训和安全意识教育，提高其应对紧急情况的能力。
地下化工管廊设计硫酸需要考虑硫酸的特性、管道的材料选择、走向布置、防火防爆措施以及环境保护和人身安全等方面。
通过合理的设计和措施，可以确保硫酸在地下化工管廊中的安全运输和使用，减少事故的发生，保护环境和人身安全。
酸性气火炬联合燃烧器
酸性气专用联合燃烧器（中石化总公司关于酸性气火炬整改基础讨论稿）一综述1、设置火炬的目的在石油化工工业迅猛发展的今天，炼油、化工、塑料等化工及后衍生产装置呈现出生产规模扩大、连和公用工程集中供应的特点，由于这些规模化装置的相互连带关系，在开停车、日常运行、特别是共发事故时，装置将排放出大量易燃、有毒有害的气体，为保证生产装置的系统稳定和安全，排放时的气体操作尽可能不影响装置周边的正常生产运行及生命财产安全、保护生态环境，通常将排放的气体送到火炬中经过燃烧处理后向大气排放。
因此，在石油化工装置中设置火炬系统及火炬气回收系统。
火炬及回收系统兼顾稳定生产、安全、环保、节能四大作用。
2、火炬系统设置原则和内容系统的设置原则：安全、环保、节能火炬燃烧排放系统为工业工艺装置正常生产的安全通道，要求在各种排放条件下能及时安全的进行燃烧排放，且燃烧时或燃烧后对地面及周边的热辐射、噪声在规范的允许范围内，火炬气有毒有害的物质经过充分的燃烧分解，燃烧产物、残留物排放总量、排放率、落地浓度等在规定的范围内，以免造成环境污染和生命财产的安全事故。
3、火炬气的种类石化火炬气由轻组分单质(氢气、氮气等)、碳氢化合物和酸性气体(H2S、CO2)组成,是一种具有处理量大、组分复杂多变、同时含有酸性气体硫化氢和二氧化碳等特点的混合气体。
低热值可燃气体排入火炬系统会破坏火炬稳定燃烧状态或导致火炬熄火；含氧气的可燃气体排入火炬系统会使火炬系统和火炬设施内形成爆炸性气体，易导致回火引起爆炸，损坏管道或设备；酸性气体及其他腐蚀性气体会造成大气污染、管道和设备的腐蚀，宜设独立的酸性气火炬。
毒性为极度和高度危害或含有腐蚀性介质的气体独立设置处理和排放系统，有助于安全生产。
（毒性分级应根据现行国家标准《职业性接触毒物危害程度分级》GB 5044和《高毒物品目录》(卫法监发[2003]142号)确定。
）4、酸性气火炬硫化氢是一种高度刺激的气体,具有强烈的臭鸡蛋气味的酸性气气体，它的存在不仅严重危害人身安全, 而且在湿热情况下,会引起设备和管路腐蚀。
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浅谈酸性气火炬线在系统管廊中的设计
【摘要】介绍了一种酸性气火炬线的设计方法，从管道选材、管道布置和管道伴热保温方面着手，在保证管道本质安全的同时，也解决了酸性气火炬线易堵管的问题。
【关键词】酸性气火炬线应力腐蚀开裂步步低自然补偿
酸性气的主要成分为：h2s、nh3、h2o、co2，还有极少量的烃类。
酸性气火炬线是炼厂里的一根重要的放空线，酸性气火炬线俗称“湿火炬”，在实际的工程设计中，如果管道布置不合理，会直接影响到装置的安全生产。
由于h2s和nh3会发生反应生成（nh4）hs，如果管道内有水产生，会回形成饱和溶液，当温度下降，管道内就会出现晶体析出，如果不能及时处理，结晶逐渐长大，以致于把管道堵死。
按照规范的要求，液体、低热值可燃气体、含氧气或卤元素及其化合物的可燃气体、毒性为极度和高度危害的可燃气体、惰性气体、酸性气体及其他腐蚀性气体不得排入全厂性火炬系统，应设独立的排放系统或处理排放系统。
所以酸性气火炬线应该设置独立的排放系统，不应与烃类的火炬放空系统合并。
基于以上原因，必须从设计上做到本质安全，保证酸性气安全排放至火炬。
2 酸性气火炬线的设计
2.1 管道选材
由于酸性气的主要成分是硫化氢，而湿硫化氢环境容易造成应力腐蚀破裂，应力腐蚀破裂时金属在应力（拉应力）和腐蚀性介质的共同作用下（并有一定的温度条件）所引起的破裂，应力腐蚀现象较为复杂，当应力不存在的时，腐蚀裂纹发展很慢，以至在材料寿命期内不会发生开裂；当有应力并达到一定的水平后，金属会在腐蚀并不严重的情况下发生破裂，由于这样的破裂是脆性的，没有明显预兆，容易造成灾难性事故。
工程上防止应力腐蚀开裂的措施有以下几个方面：
（1）降低应力水平，避免或减少局部应力集中，消除加工残余应力和焊接残余应力；
（2）控制敏感环境，例如加入缓蚀剂，升高介质的ph值，采用电化学保护等措施；
（3）正确选用材质。
材料标准规定的屈服强度应小于或等于355mpa；材料实测的抗拉强度应小于或等于630 mpa；材料的使用
状态应为正火、正火加回火、退火或调质状态；碳当量限制：对碳钢和碳锰钢应小于或等于0.4%，对低合金钢应小于或等于0.45%；硬度限制：无论是对材料本体或焊缝及热影响区，硬度均应小于或等于hb200；焊后应进行消除应力热处理或其他等效的热处理。
力求避免易产生应力腐蚀开裂的材料-环境组合。
在硫化氢的饱和蒸汽压大于0.018mpa时，应作应力消除热处理，管道材料的腐蚀裕度不应小于3mm，且应避免承插焊。
2.2 管道布置
极度危害及高度危害介质管道的低点不得设置放净，并且可燃气体放空管道内的凝结液应密闭回收，不得随地排放，硫化氢属于高度危害气体介质，由于管道内的（nh4）hs水溶液为饱和溶液，如果管道存在低点的情况下，处于饱和态的溶液在温度下降时在管道内就会出现析出晶体，时间一长就会造成堵管现象，因此酸性气火炬线在布置的时要满足如下要求：
（1）火炬分支管道与火炬主管连接时应采用45°斜接的方式。
当装置内的火炬管道通常要高于系统管廊上面的火炬总管的绝对标高，当与主管道斜接的时候，必须采用顺介质流动方向，避免当多个装置同时放空时，产生“顶牛”的现象。
（2）管道不应有“袋形”，应满足“步步低”，低点应坡向火炬分液罐。
管道布置在系统管廊的柱顶，坡度不宜小于0.003。
火炬分液罐的设置要根据管道的布置来确定，分液罐设置太多，投资会增加，造成不必要的浪费，分液罐设置太少，会导致火炬线被举得太高，土建的基础会加大，同样会带来成本的增加。
所以要合适设置分液罐，大概每100米设置一个分液罐，分液罐两侧的管道均坡向罐，管道的坡度通过火炬线的管托支架的高度变化来实现，柱顶标高不宜变化太多，管道坡向的变化要在火炬线的最高点和拐弯处，当改变改到走向的时候，应采用r≥1.5dn（公称直径）的长半径弯头。
（3）管道宜采用自然补偿的方式，在柱顶的π型弯要求水平设置，火炬总管应有防止滑落的管卡或挡块，管道不得有死角。
因为酸性气火炬线要进行蒸汽伴热保温和蒸汽吹扫，所以此管道的支架设置时要考虑到管系的热涨，每60米做一个π弯，两端分别选用固定支架，支架的设置见图1：
图2 膨胀环的做法
3 结束语
火炬线是炼厂的安全生命线，是事故状态下炼厂安全的保证，其
中，酸性气火炬线尤为特殊，在炼厂实际生产中，极易发生堵管现象，危及装置安全生产，在设计中一定要引起高度重视，进行合理的管道选材是管道安全的前提基础，管道布置和管道伴热是决定装置能否长周期、安全、平稳运行的关键。
当然，本文只是提出了一种对酸性气火炬线设计的新思路，做好酸性气火炬线的设计仅仅做到以上这些还是不够的，设计的核心是“以人为本”，只有做到了设计本质安全，才是一个好的设计作品。
参考文献
[1] gb 50160-2008，石油化工企业设计防火规范[s].2009
[2] sh 3012-2011，石油化工金属管道布置设计规范[s].2011
[3] sh/t 3040-2002，石油化工管道伴管和夹套管设计规范[s].2003
[4] gb 5044-85，职业性接触毒物危害程度分级[s].1985
[5] 张德义，张海峰.石油化工危险化学品实用手册.北京：中国石化出版社，2006
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