火炬工艺计算

设计导则

SGST 0018-2002

实施日期2002年10月18日中国石化工程建设公司

火炬工艺计算

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目 次

1 总则

1.1 目的

1.2 范围

1.3 引用标准

2 计算要求

2.1 一般要求

2.2 计算公式

1 总则

1.1 目的

为规范储运系统火炬工艺计算，特编制本标准。

1.2 范围

1.2.1 本标准规定了储运系统火炬工艺计算的一般要求、计算公式等要求。

1.2.2 本标准适用于国内工程，对涉外工程应按指定标准执行。

1.3 引用标准

使用本标准时，应使用下列标准最新版本。

GB/T 3840 《制定地方大气污染物排放标准的技术方法》

2 计算要求

2.1 一般要求

2.1.1 排放气体视为理想气体。

2.1.2 火炬出口气体排放压力取当地大气压。

2.1.3 计算火炬出口气体允许线速度时，马赫数值如下：

a) 单个装置开停工产生最大排放量时，一般取0.2；b) 局部停电、停水等事故造成若干泄压设施同时泄放而产生最大排放量时，一般取0.5。

2.1.4 火炬头直径应满足有效流通截面积的要求。

2.1.5 计算火炬高度时，允许热辐射强度（或称热流密度）（包括太阳热辐射强度）取值如下：

a) 操作人员需要连续暴露的任意地点，一般取1.5 kW /m 2；

b) 无防护设施，但操作人员有适当防护衣着并需要停留几分钟的地点，一般取

4.7 kW /m 2；

c) 操作人员进入火炬筒体下部梯子、平台或火炬周围设备（如塔、罐等）梯子、平台，只能够停留几秒钟时间就需撤离现场的地点，一般取9.4 kW /m 2。

2.1.6 火炬如用蒸汽消烟，蒸汽用量按单个装置开、停工时排放量计算。

2.2 计算公式

2.2.1 火炬（见图2.2.1）筒体出口直径按式（2.2.1-1）至式（2.2.1-4）计算。 A D 128.1f = （2.2.1-1） a

V G A r 3600= （2.2.1-2） V a =mV s （2.2.1-3） M

KRT V =s （2.2.1-4）式中：

D f ——火炬筒体出口直径，m ；

A ——火炬筒体出口截面积，即火炬头有效流通面积，m 2；

G ——排放气体的质量流量，kg /h ；

ρ——操作条件下排放气体密度，kg /m 3；

V a ——火炬出口气体允许线速度，m /s ；

m ——马赫数；

V s ——声波在排放气体中的传播速度，m /s ；

K ——排放气体绝热指数；

R ——气体常数，一般取8314 N ・m /（每千克分子・K ）； M ——排放气体的分子量；

T ——操作条件下的排放气体温度，K 。

图2.2.1 火炬示意图

2.2.2 火炬筒体高度按式（2.2.2-1）至式（2.2.2-4）计算。 t f h h

h

X q Q

h +---=f f p e cos 3)sin 3(42

（2.2.2-1） a w

V V tg 1-=f

（2.2.2-2） Q =2.78×10-7H v G

（2.2.2-3）

)8.1068.0(M

G G -=st （2.2.2-4） h f ——火炬筒体高度，m ；

ε——热辐射率，简化计算时，可取0.20；

φ——有风时的火焰倾斜角度；

V w ——火炬头出口处最大平均风速，m /s ，计算方法见GB /T 3840； V a ——火炬筒体内气体允许线速度，m /s ；

q ——火炬的热辐射强度，kW /m 2；

X ——最大受热点到火炬筒中心线的水平距离，m ；

h ——火焰高度，m ；马赫数为0.2～0.5时，简化计算可取120D f ； h t ——最大受热点至地面的垂直距离，m ；

Q ——火焰放出的总热量，kW ・h ；

H v ——排放气体的低发热值，J /kg ；

G ——排放气体的质量流量，kg /h 。

G st ——消烟蒸汽量，kg /h ；

M ——排放气体的分子量。