放空火炬计算示例
火炬分液罐及火炬计算
按《石油化工企业燃料气系统和可燃性气体排放系统设计规范》编制0、说明a.能分离气体中直径大于300m m的液滴；b.存液量为罐容积的30%。
1、基本参数输入T(工况温度,K)313 P(工况压力，MPa)0.105ρ1(液密度，kg/m3)700.0ρ2(气体相对密度) 2.5d m(液滴直径，μm)300 Q n(标况下气量，m3/d)816000 g（重力加速度，m/s2）9.81 K1（系数，取2.5~3）3 2、过程参数（隐藏）T n(标况温度,K)273.15 P n(标况压力，MPa)0.1013 Z(压缩系数) 1.00ρgn(气体标况密度，kg/m3) 3.010ρg(工况下气体密度，kg/m3) 2.73 M(气体相对分子量)72.41 x 5.97 y 1.21 K67.53μ(气体粘度，mPa·s)0.0068 Ar（阿基米德准数）10938.56 3、卧式单流分液罐计算（双流式气量减半）Re（雷诺数）117.09 C（液滴在气体中的阻力系数） 1.06 V（液滴沉降速度，m/s）0.97 D1（卧式分液罐计算直径，m） 2.07 D（卧式分液罐选取直径，m） 2.00 L1（进出口管之间的距离，m） 6.00集油包设计当分液罐直径大于等于1.5m时，集油包直径不易大于分液罐直径的1/3；当分液罐直径小于1.5m时，集油包直径不易大于分液罐的半径，且不小于300mm；集油包高度不易小于400mm，并应满足仪表安装的要求。
4、立式分液罐计算D2（立式分液罐直径，m） 4.15h1（气体空间高度，m）4注，h1大于或等于1.5倍D2，且不小于3mh2（液面与筒体下端的距离，m） 1.5H（立式分离器筒体高度，m） 5.5。
塔架式放空火炬分段吊装法
ｑ １ 一第 １ 段 火炬 吊装 ， 吊钩及 吊具 重量 ， 按５ ｔ 计；
一 一
２ 吊装方案 的制定
呼 图壁 地 下储 气 库 是 股 份 公 司 目前 在 建 的最 大
（ ２ ） 火 炬塔 架抬 头 时受力 计算
首先将 塔 架 由水平 状态 吊装 成 为垂直 状 态 ， 由主
为２ ２ ｍ， 重量 ６ ８ ｔ ， 主 吊车 采 用 ４ ０ ０ ｔ 履带 吊车 超起 重 主
． 一
根据以上计算 ， 主吊车采用 ４ ０ ０ ｔ 履带吊车超起配
重 主臂 工况 ， 臂 杆长 度 ６ ６ ｍ， 幅度 １ ６ ｍ， 起重量为２ ０ ５ ｔ ， 辅 助 吊车采 用 １ 台２ ２ ０ ｔ 汽车吊， 臂杆 长度 ３ ２ ｍ， 工 作半 径１ ｌ ｍ， 起 重量 为 ５ １ ｔ ， 满 足 吊装需 要 ；
臂工况 ， 臂杆长度 ６ ６ ｍ， 工作半径 １ ６ ｍ， 起重量为 ２ ０ ４ ｔ ， 第１ 至第 ４ 段辅 助 吊车均 采用 ｌ 台２ ２ ０ ｔ 汽车 吊 。 第２ 段火 炬 简 体 吊装 最 大 高 度 超 过 ６ ６ ｍ， ４ ０ ０ ｔ 履 带 吊车 吊装 时采 用 超起 配重 塔 式工 况 ， 臂 杆 长 度 １ ０ ８ ｍ， 工作 半径 ３ ０ ｍ， 起重 量为 ７ ２ ． ４ ｔ 。
设 中多 年来 积 累 了丰 富 的放 空 火 炬 吊装 经 验 。现 以 呼 图壁 储气 库 高压 放 空火炬 安 装 为例 ， 介绍 塔架 式高
Ｇ一 第 １ 段火 炬计 算 载荷 ；
一
压放空火炬分段 吊装的地基处理 、 塔架卧拼 、 分段 吊
装 的方 法 。
第１ 段火 炬 最大件 塔 架重量 为 ６ ８ ｔ ； 动载 系数 ， 按１ ． １ 计；
高空火炬蒸汽用量计算表
高空火炬蒸汽用量计算表随着工业化进程的不断发展，高空火炬蒸汽的应用越来越广泛。
对于企业来说，合理计算高空火炬蒸汽的用量，不仅可以提高生产效率，还能有效控制成本。
因此，编制一份高空火炬蒸汽用量计算表是非常必要的。
一、高空火炬蒸汽的基本概念和特点高空火炬蒸汽是指在高温和高压条件下产生的水蒸汽，常用于工业生产过程中的加热、清洁和消毒等工作。
其特点是温度高、压力大、能量密集，能够快速提供大量的热能。
二、高空火炬蒸汽用量计算的基本原理高空火炬蒸汽用量的计算主要依据以下几个因素：生产工艺的热负荷、蒸汽系统的效率、蒸汽压力和温度要求等。
根据这些因素，可以通过以下公式来计算高空火炬蒸汽的用量：高空火炬蒸汽用量（kg/h）= 热负荷（kW）/ 蒸汽比焓（kJ/kg）其中，蒸汽比焓是指单位质量蒸汽在给定压力下的焓值，可以通过查阅蒸汽表来获取。
三、高空火炬蒸汽用量计算表的编制步骤1. 确定需要计算的生产工艺和设备，了解其热负荷需求。
2. 查阅蒸汽表，获取高空火炬蒸汽在给定压力下的比焓值。
3. 根据公式，计算出每个工艺或设备所需的高空火炬蒸汽用量。
4. 汇总计算结果，按照工艺或设备的不同，编制成表格。
四、高空火炬蒸汽用量计算表样例以下是一份高空火炬蒸汽用量计算表的样例：工艺/设备热负荷（kW）高空火炬蒸汽用量（kg/h）工艺A 100 50工艺B 150 75设备C 80 40通过以上计算表，可以清晰地了解到不同工艺和设备所需的高空火炬蒸汽用量。
根据这份计算表，企业可以对高空火炬蒸汽的使用进行合理规划和管理，以提高生产效率，降低能源消耗。
五、高空火炬蒸汽用量计算表的应用高空火炬蒸汽用量计算表可以应用于各种工业生产过程中，特别是涉及到大量蒸汽使用的行业，如化工、纺织、食品加工等。
通过合理使用计算表，企业可以有效控制蒸汽的用量，避免能源浪费和成本过高的问题。
六、高空火炬蒸汽用量计算表的优化和改进在编制高空火炬蒸汽用量计算表时，可以根据实际情况进行优化和改进。
火炬计算
火炬高度计算 20.813 D-火炬直径(m) 0.15 W-最大放空量kg/h 2659.3 T-气体温度 K 318 M-气体分子量 g/mol 20.813 H-火炬高度 m 0.052597165 q-热负荷强度kj/（h*m2） 3780 x-征地范围 m #NUM!
设计压力（P1），MPa 0.01 管材最低屈服强度（σ ），MPa 245 设计系数（F） 0.6 焊缝系数（φ ） 1 钢管腐蚀裕量（C），mm 2
1 分离器进出口 70000 2 采气管线
1、管径初选 气体流量（Q）,× Nm /d 10 工作压力（P），MPa 设计温度，℃ 气体经济流速（v），m/s 利用计算公式可以求出(m)：
d= 4Q = Ð v ´ 3600 ´ 24 ´ p ´ 10 ¦
4 3
火炬直径计算 D-火炬直径(m) W-最大放空量kg/h T-气体温度 K M-气体分子量 g/mol ξ -校正系数 D0校正值 m 0.122738901 2659.3 318 20.813 1 150
站内天然气工艺管径计算 2、计算管壁厚： 1、管径初选 初选钢管外径(D)，mm 168 气体流量（Q）,× Nm /d 10 0.192 设计压力（P），MPa 0.01 设计温度，℃ 25 气体经济流速（v），m/s 15 利用计算公式可以求出(m)：
d= 4Q = Ð v ´ 3600 ´ 24 ´ p ´ 10 ¦
管材最低屈服强度（σ ），MPa 245
0.03386383
pD Ľ ¦£ ´ 1 . 15 C ½ £ 2Ò F Õ ¦ ¦
6.2244898
初步选定工艺管线为DN50。
钢管计算壁厚为8mm。
∴确定工艺管线为：φ 60× 8的无缝钢管。
放空火炬系统的计算与安全因素(通用版)
( 安全管理 )单位：_________________________姓名：_________________________日期：_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改放空火炬系统的计算与安全因素(通用版)Safety management is an important part of production management. Safety and production are inthe implementation process放空火炬系统的计算与安全因素(通用版)摘要放空火炬设计中火炬筒出口直径及高度的计算是按照标准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十分重要的。
火炬是长输管道站场、库区的安全设施。
放空火炬系统能及时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、安全运行。
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用标准APIRP521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修时采用多地点排放,避免火炬尺寸过大。
放空管设计原则与方法
放空管设计原则与方法张雯莉【摘要】放空管是天然气长输管道中十分重要的一部分,应重视设计的合理性与安全性,故需要探讨放空管的设计方法及原则.API RP 521是国内外放空管设计方法的主要来源,具有非常详细的计算方法及计算实例.以API RP 521的设计方法为基础,探讨其关键因素的设计方法和发展过程,分析设计计算方法步骤,并以实例进行计算说明.建议综合考虑技术可靠性、公共安全以及经济性,建立放空管的设计计算依据与方法,有利于提高其现场应用的可行性.【期刊名称】《管道技术与设备》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】4页(P72-74,77)【关键词】天然气放空;放空管设计;设计方法【作者】张雯莉【作者单位】西南石油大学,四川成都610500【正文语种】中文【中图分类】TE880 引言放空系统是天然气管道输送中重要部分，而放空管的设计是否合理也关系着天然气管道及其处理装置是否能够安全平稳的运行。
目前，有关放空管设计标准规范有很多，其中API RP 521是国内外放空管设计方法的主要来源，有比较详细的放空管设计计算方法，包括放空火炬的高度、直径以及火炬设计的细节等。
1 放空管设计影响因素由API RP 521得到，对点火放空的立管而言，其设计中应主要考虑以下问题[1]：(1)燃烧的有效性：放空过程中火焰应维持稳定，不发生吹离甚至熄灭；(2)公共安全性：燃烧所产生的热辐射不对站内工作人员及周边设施造成伤害。
以上两点涵盖了三方面的内容：维持火焰的稳定性；计算放空管火焰的热辐射强度；计算人员和设施受到伤害的热辐射阈值。
1.1 火焰的稳定性与马赫数常规的喷射火焰属于扩散焰，在燃烧过程中，空气能与燃料气混合并形成稳定的火焰，包围中心的燃料气体核[2]。
由于火焰中心的气体流速最大但热力紊流程度最小，一旦放空气体的喷射速度过快，气体核周围的燃料气不能很好地被空气稀释，着火点将被迫上升，使火焰发生吹离。
油田放空管线课程设计
摘要根据查《GB50350-2005油气技术设计规范》和《油田油气集输设计技术手册》上的一些基本公式和一些原理，用的反推设计的方式，计算放空管路内的出压力降，并且设计了放空系统内合适的分离器大小和火炬直径和火炬高度。
假设：气体在管线中的流动为稳定流动，即在管线的任一截面上气体质量流量不变，即流量Q不变。
气体在管线中的流动过程为等温过程，即温度T不变。
放空管线长度为30m。
关键词：放空管线输气管道火炬目录摘要 (2)1设计资料和原始数据 (4)2遵循的主要规范、标准 (4)3设计步骤 (5)3.1管道 (5)3.2火炬 (8)4.3计算 (10)4总结 (12)1设计资料和原始数据1)单井的温度、井口压力、产量及出站压力数据：2)天然气组成：2遵循的主要规范、标准1）《油气集输设计规范》GB50350－2005；2）《石油天然气工程制图标准》SY/T 0003-20033）《石油天然气工程设计防火规范》GB50183－2004；4）《石油天然气工业输送钢管交货技术条件第2部分：B级钢管》（GB/T9711.2－1999）；5）《石油天然气工业输送钢管交货技术条件第3部分：C级钢管》（GB/T9711.3－2005）；6）《高压锅炉用无缝钢管》（GB5310－1995）；7）《输送流体用无缝钢管》（GB/T8163－1999）；8）《油气田及管道仪表控制系统设计规范》SY/T0090－96；9）《石油地面工程设计文件编制规程》（SY/T0009－2004）。
10）《油气田地面管线和设备涂色规定》SY0043－96；11）《气田地面工程设计节能技术规定》SY/T6331－97；12）《天然气地面设施抗硫化物应力开裂金属材料要求》SY/T0599－1997；13）《油气分离器规范》 SY/T 0515-199714）林存瑛编. 天然气矿场集输. 北京：石油工业出版社. 199715）《油田油气集输设计技术手册》编写组编. 油田油气集输设计技术手册（上、下册）. 北京：石油工业出版社. 19943设计步骤一、管道首先，我们要求出压力降，已知起点压力，只要我们求出终点压力，就可以求出压力降。
火炬计算书
项目名称：伴生气回收及综合利用工程记录编号：火炬计算书项目号：DD11002专业：工艺编制：校对：审核：审定：中国石化集团*****设计研究院20** 年**月**日目录1 计算依据 (2)2 基础数据 (2)3 火炬高度和直径的计算 (2)4 结论 (4)1 计算依据《油田油气集输设计技术手册》2 基础数据火炬系统排放气体的基础数据如下表：气体分子量M = 36 kg/kmol气体密度ρ= 1.6 kg/m3排向火炬的气体流量Wv = 1250 Nm3/h气体排放量W = 2000 kg/h气体的温度T = 313 K3 火炬高度和直径的计算以在最大排放量时操作人员有时间从火炬底部撤离为火炬的设计基础，根据操作人员和设备的安全来选择火炬的位置和高度。
为了求得火炬底部位于地坪上任一点P处的热强度，其关系图如下图所示：P点的热强度计算公式如下：q=ε·Q/(4πR2)由上面的关系图可知，R2= x2+H(H+120D)因此P点的热强度可用下面的公式进行计算：q=ε·Q/[4π(x2+H(H+120D))]热辐射强度为22680kJ/(h·m2)时，人在8s后开始感到灼痛，因此当发生事故排除大量可燃气体到火炬时，应给操作人员提供撤离到安全地带的时间，并使其不致收到约高于16800kJ/( h·m2)的热强度。
假定火炬底部的热辐射强度不超过16800kJ/( h·m2)，即16800≥ε·Q/[4π(x2+H(H+120D))]其中：H--火炬高度，m；D--火炬直径，m；q--热辐射强度，kJ/(h·m2)；ε--火焰辐射率；Q--火炬释放的总热量。
（1）火炬的火焰辐射率ε=0.048·M1/2其中：M--气体分子量代入分子量数值，计算得ε=0.288（2）火炬释放的总热量Q=46200·W其中：W--事故时气体最大排放量,kg/h；代入气体排放量值，计算得Q= 9.24×107kJ/h（3）火炬燃烧器直径D2=W/690000·(T/M)1/2其中：M--气体分子量W--事故时气体最大排放量，kg/h；T--气体温度,K；D--燃烧器直径，m；代入各项数值，计算得出D=0.092 m。
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1． 计算依据，SY/T10043-2002,《泄压和减压系统指南》
一、火炬头筒径的计算
5.051023.3⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⋅⋅⋅⋅⨯=-M K ZT Ma P W d （公式1-1） =5.0519.1754.12930.15
.0325.101521201023.3⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⨯⨯⨯⨯⨯⨯-
=0.334
式中 d －火炬头顶部直径，m ；
W －火炬气最大排放量，kg/h ；
P －火炬顶部火炬气压力，kPa ，可取当地大气压；（绝压）
Ma －马赫数，火炬气流速与该流体声速的比值；
M －火炬气的平均分子量；
K －绝热指数；
T —操作条件下火炬气温度，K 。
Z —气体压缩因子。
由此选取火炬头直径为DN350mm 。
注：1）此处的工况下气体的温度，入口三相分离器安全阀前的温度为60℃，阀后为11°左右，到火炬跟前，考虑9℃的温升（考虑到环境温度较高），即火炬入口处的温度为20℃。
2）火炬气量按照紧急情况全部放空的情况考虑，选择马赫数为0.5。
3）火炬气最大排放量取两口井出口气量之和。
4）气体分子量选取井口出来的气体的分子量16.94.(保守取值)
5）绝热系数井口出来的气体的分子量1.54.
6）压缩因子取1.0.
二、火焰长度计算
如图所示，火焰长度与气体释放的热量有对应关系，
气体释放量的计算公式为
3600
)(q W Q ⨯==52120*50000/3600=723889(KW) 式中 W —火炬气最大排放量，kg/h
q—气体燃烧热值KJ/Kg ，气体中甲烷占95%，因此可选取甲
烷的燃烧值进行近似计算。
甲烷的燃烧值约为50000KJ/Kg 。
计算出气体释放热量后，查表后得火焰长度约为55m 。
3、风速引起火焰变形的简单计算
火炬头速度
风速j =∞U U 孟加拉正常天气情况下平均风速为7.5m/s ，在暴风情况下风速可达50m/s 。
火炬头速度可以用体积流速与火炬出口横截面之比得出，也可以根据火炬出口气体马赫数乘以火炬出口音速得出。
4
.223600T T M W
V ⨯⨯==20.55 4
d 2
j πV U == 20.55*4/3.14/0.352=213.7 火炬头速度
风速j =∞U U =7.5/213.7=0.035
如图所示，可查到
5.0=∆L X
65.0=∆L Y
则Xc= X ∆/2=13.75
Y c = Y ∆/2=17.875
如图所示：
c c Y X R D H ---=22)(
式中 H —火炬高度，m ；
D —火焰中心到地面边界的距离，m ；
R —安全半径（无障碍区半径），m ；数据表中给出的是100ft ，
约为30m 。
Xc= X ∆/2—火焰横向偏距，m ；
Y c = Y ∆/2—火焰纵向偏距，m ；
k 4πτFQ
D =
式中 D —火焰中心到地面边界的距离，m ；
τ—传递热强度辐射系数。
F —热辐射系数选取天然气的为0.23，m ；
Q —气体释放热量，前面已经算出为723889KW ；
K—最大允许热辐射强度，数据表中给出4.71kw/m 2
其中τ—传递热强度辐射系数，经常用来修正辐允许的热辐射强度。
通常用下式来估算：
16/116/1）5.30（）r 100（79.0D
⨯⨯=τ 通过计算可以得出D=46.94m ，从而得出H=26.16m 。
按照GB50183《石油天然气工程设计防火规范》中，会考虑操作人员高度，通常取2m ，则火炬的实际高度应为26.16+2=28.16m 。
因此选取火炬高度为30m 。