6.8.1 可能超壓的下列設(shè)備及管道應(yīng)設(shè)安全閥:
1 頂部操作壓力大于0.07MPa的壓力容器;
2 頂部操作壓力大于0.03MPa的蒸餾塔、蒸發(fā)塔和汽提塔(汽提塔頂蒸汽直接通入另一蒸餾塔者除外);
3 與鼓風(fēng)機、離心式壓縮機、離心泵或蒸汽往復(fù)泵出口連接的設(shè)備不能承受其最高壓力時,上述機泵的出口;
4 可燃?xì)怏w或液體受熱膨脹時,可能超過設(shè)計壓力的設(shè)備及管道。
6.8.2 在同一壓力系統(tǒng)中,壓力來源處已有安全閥、則其余設(shè)備可不設(shè)安全閥。掃線蒸汽不宜作為壓力來源。
6.8.3 安全閥、爆破片的選擇和安裝,應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程》的規(guī)定。
6.8.4 單罐容量等于或大于100m³的液化石油氣和天然氣凝液儲罐應(yīng)設(shè)置2個或2個以上安全閥,每個安全閥擔(dān)負(fù)經(jīng)計算確定的全部放空量。
6.8.5 克勞斯硫回收裝置反應(yīng)爐、再熱爐等,宜采用提高設(shè)備設(shè)計壓力的方法防止超壓破壞。
6.8.6 放空管道必須保持暢通,并應(yīng)符合下列要求:
1 高壓、低壓放空管宜分別設(shè)置,并應(yīng)直接與火炬或放空總管連接;
2 不同排放壓力的可燃?xì)怏w放空管接入同一排放系統(tǒng)時,應(yīng)確保不同壓力的放空點能同時安全排放。
6.8.7 火炬設(shè)置應(yīng)符合下列要求:
1 火炬的高度,應(yīng)經(jīng)輻射熱計算確定,確保火炬下部及周圍人員和設(shè)備的安全。
2 進入火炬的可燃?xì)怏w應(yīng)經(jīng)凝液分離罐分離出氣體中直徑大于300μm的液滴;分離出的凝液應(yīng)密閉回收或送至焚燒坑焚燒。
3 應(yīng)有防止回火的措施。
4 火炬應(yīng)有可靠的點火設(shè)施。
5 距火炬筒30m范圍內(nèi),嚴(yán)禁可燃?xì)怏w放空。
6 液體、低熱值可燃?xì)怏w、空氣和惰性氣體,不得排入火炬系統(tǒng)。
6.8.8 可燃?xì)怏w放空應(yīng)符合下列要求:
1 可能存在點火源的區(qū)域內(nèi)不應(yīng)形成爆炸性氣體混合物。
2 有害物質(zhì)的濃度及排放量應(yīng)符合有關(guān)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
3 放空時形成的噪聲應(yīng)符合有關(guān)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。
4 連續(xù)排放的可燃?xì)怏w排氣筒頂或放空管口,應(yīng)高出20m范圍內(nèi)的平臺或建筑物頂2.0m以上。對位于20m以外的平臺或建筑物頂,應(yīng)滿足圖6.8.8的要求,并應(yīng)高出所在地面5m。
5間歇排放的可燃?xì)怏w排氣筒頂或放空管口,應(yīng)高出10m范圍內(nèi)的平臺或建筑物頂2.0m以上。對位于10m以外的平臺或建筑物頂,應(yīng)滿足圖6.8.8的要求,并應(yīng)高出所在地面5m。 圖6.8.8 可燃?xì)怏w排氣筒頂或放空管允許最低高度示意圖
注:陰影部分為平臺或建筑物的設(shè)置范圍
6.8.9 甲、乙類液體排放應(yīng)符合下列要求。
1 排放時可能釋放出大量氣體或蒸汽的液體,不得直接排入大氣,應(yīng)引入分離設(shè)備,分出的氣體引入可燃?xì)怏w放空系統(tǒng),液體引入有關(guān)儲罐或污油系統(tǒng)。
2 設(shè)備或容器內(nèi)殘存的甲、乙類液體,不得排入邊溝或下水道,可集中排入有關(guān)儲罐或污油系統(tǒng)。
6.8.10 對存在硫化鐵的設(shè)備、管道,排污口應(yīng)設(shè)噴水冷卻設(shè)施。
6.8.11 原油管道清管器收發(fā)筒的污油排放,應(yīng)符合下列要求:
1 清管器收發(fā)筒應(yīng)設(shè)清掃系統(tǒng)和污油接收系統(tǒng)。
2 污油池中的污油應(yīng)引入污油系統(tǒng)。
6.8.12 天然氣管道清管作業(yè)排出的液態(tài)污物若不含甲、乙類可燃液體,可排入就近設(shè)置的排污池;若含有甲、乙類可燃液體,應(yīng)密閉回收可燃液體或在安全位置設(shè)置凝液焚燒坑。
條文說明
6.8 泄壓和放空設(shè)施
6.8.1 本條是設(shè)置安全閥的要求。
1 頂部操作壓力大于0.07MPa(表壓)的設(shè)備,即為壓力容器,應(yīng)設(shè)置安全閥。
2 蒸餾塔、蒸發(fā)塔等氣液傳質(zhì)設(shè)備,由于停電、停水、?;亓鳌馓崃窟^大、原料帶水(或輕組分)過多等諸多原因,均可能引起氣相負(fù)荷突增,導(dǎo)致設(shè)備超壓,所以,塔頂操作壓力大于0.03MPa(表壓)者,均應(yīng)設(shè)安全閥。
6.8.4 本條是參照國家標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范》GB 50028-93(2002年版)的有關(guān)規(guī)定制定的。
6.8.5 國內(nèi)早期設(shè)計的克勞期硫回收裝置反應(yīng)爐采用爆破片防止設(shè)備超壓破壞。但在爆破片爆破時,設(shè)備內(nèi)的高溫有毒氣體排入裝置區(qū)大氣中。污染了操作環(huán)境,甚至危及操作人員的人身安全。
由于克勞期硫磺回收反應(yīng)爐、再熱爐等設(shè)備的操作壓力低,可能產(chǎn)生的爆炸壓力亦低,采用提高設(shè)備設(shè)計壓力的方法防止超壓破壞不會過分增加設(shè)備壁厚。有時這種低壓設(shè)備為滿足剛度要求而增加的厚度就足以滿足提高設(shè)計壓力的要求。因此,采用提高設(shè)備設(shè)計壓力的方法防止超壓破壞,不會增加投資或只需增加很小的投資?;瘜W(xué)當(dāng)量的烴-空氣混合物可能產(chǎn)生的最大爆炸壓力約為爆炸前壓力(絕壓)的7~8倍。必要時可用下式計算爆炸壓力: Pe=Pf·Te/Tf·(me/mf) (1) 式中:Pe——爆炸壓力(kPa)(絕壓);
Pf——混合氣體爆炸前壓力(kPa)(絕壓);
Te、Tf——爆炸時達到溫度及爆炸前溫度(K);
me/mf——爆炸后及爆炸前氣體標(biāo)準(zhǔn)體積比(包括不參加反應(yīng)的氣體如N2等)。
6.8.6 為確保放空管道暢通,不得在放空管道上設(shè)切斷閥或其他截斷設(shè)施;對放空管道系統(tǒng)中可能存在的積液,及由于高壓氣體放空時壓力驟降或環(huán)境溫度變化而形成的冰堵,應(yīng)采取防止或消防措施。
1 高、低壓放空管壓差大時,分別設(shè)置通常是必要的。高、低壓放空同時排入同一管道,若處置不當(dāng),可能發(fā)生事故。例如,四川氣田開發(fā)初期,某廠酸性氣體緊急放空管與DN100原料氣放空管相連并接入40m高的放空火炬,發(fā)生過原料氣與酸氣同時放空時,由于原料氣放空量大、壓力高(4MPa),使緊急放空管壓力上升,造成酸性氣體系統(tǒng)壓力升高,至使酸性氣體水封罐防爆孔憋爆的事故。
高、低壓放空管分別設(shè)置往往還可降低放空系統(tǒng)的建設(shè)費用,故大型站場宜優(yōu)先選擇這樣的放空系統(tǒng)。
2 當(dāng)高壓放空氣量較小或高、低壓放空的壓差不大(例如其壓差為0.5~1.0MPa)時,可只設(shè)一個放空系統(tǒng),以簡化流程。這時,必須對可能同時排放的各放空點背壓進行計算,使放空系統(tǒng)的壓降減少到不會影響各排放點安全排放的程度。根據(jù)美國石油學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)《泄壓和減壓系統(tǒng)導(dǎo)則》API RP521規(guī)定,在確定放空管系尺寸時,應(yīng)使可能同時泄放的各安全閥后的累積回壓限制在該安全閥定壓的10%左右。
6.8.7 本條是對火炬設(shè)置的要求。
1 火炬高度與火炬筒中心至油氣站場各部位的距離有密切關(guān)系,熱輻射計算的目的是保證火炬周圍不同區(qū)域所受熱輻射均在允許范圍內(nèi)?,F(xiàn)將美國石油學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)《泄壓和減壓系統(tǒng)導(dǎo)則》API RP 521的有關(guān)計算部分摘錄如下,供參考。
1)本計算包括確定火炬筒直徑、高度,并根據(jù)輻射熱計算,確定火炬筒中心至必須限制輻射熱強度(或稱熱流密度)的受熱點之間的安全距離?;鹁鎸Νh(huán)境的影響,如噪聲、煙霧、光度及可燃?xì)怏w焚燒后對大氣的污染,不包括在本計算方法內(nèi)。
2)計算條件:
①視排放氣體為理想氣體;
②火炬出口處的排放氣體允許線速度與聲波在該氣體中的傳播速度的比值——馬赫數(shù),按下述原則取值:
對站場發(fā)生事故,原料或產(chǎn)品氣體需要全部排放時,按最大排放量計算,馬赫數(shù)可取0.5;單個裝置開、停工或事故泄放,按需要的最大氣體排放量計算,馬赫數(shù)可取0.2。
③計算火炬高度時,按表3確定允許的輻射熱強度。太陽的輻射熱強度約為0.79~1.04kW/㎡,對允許暴露時間的影響很小。
④火焰中心在火焰長度的1/2處。 表3 火炬設(shè)計允許輻射熱強度(未計太陽輻射熱)
注:當(dāng)q值大于6.3kW/㎡時,操作人員不能迅速撤離的塔上或其他高架結(jié)構(gòu)平臺,梯子應(yīng)設(shè)在背離火炬的一側(cè)。
3)計算方法:
①火炬筒出口直徑:
式中:d——火炬筒出口直徑(m);
W——排放氣質(zhì)量流率(kg/s);
m——馬赫數(shù);
T——排放氣體溫度(K);
K——排放氣絕熱系統(tǒng);
M——排放氣體平均分子量;
P——火炬筒出口內(nèi)側(cè)壓力(kPa)(絕壓)。
火炬筒出口內(nèi)側(cè)壓力比出口處的大氣壓略高。簡化計算時,可近似為等于該處的大氣壓。必要時可按下式計算:
式中:P0——當(dāng)?shù)卮髿鈮海╧Pa)(絕壓);
V——氣體流速(m/s)。
②火焰長度及火焰中心位置:
火焰長度隨火炬釋放的總熱量變化而變化。火焰長度L可按圖1確定。 圖1 火焰長度與釋放總熱量的關(guān)系
火炬釋放的總熱量按下式計算:
Q=HL·W
式中:Q——火炬釋放的總熱量(kW);
HL——排放氣的低發(fā)熱值(kJ/kg)。
風(fēng)會使火焰傾斜,并使火焰中心位置改變。風(fēng)對火焰在水平和垂直方向上的偏移影響,可根據(jù)火炬筒頂部風(fēng)速與火炬筒出口氣速之比,按圖2確定。
火焰中心與火炬筒頂?shù)拇怪本嚯xYc及Xc按下列公式計算:
圖2 由側(cè)向風(fēng)引起的火焰大致變形
③火炬筒高度:火炬筒高度按下列公式計算(參見圖3)。
圖3 火炬示意圖
(7)火炬筒高度
式中:H——火炬筒高度(m);
Q——火炬釋放總熱量(kW);
F——輻射率,可根據(jù)排放氣體的主要成分,按表4取值;
q——允許熱輻射強度(kW/㎡),按表3規(guī)定取值;
Yc、Xc——火焰中心至火炬筒頂?shù)拇怪本嚯x及水平距離(m);
R——受熱點至火炬筒的水平距離(m);
h——受熱點至火炬筒下地面的垂直高差(m);
τ——輻射系數(shù),該系數(shù)與火焰中心至受熱點的距離及大氣相對濕度,火焰亮度等因素有關(guān),對明亮的烴類火焰,當(dāng)上述距離為30~150m時,可按下式計算輻射系數(shù):
(8)輻射系數(shù)
式中:r——大氣相對濕度(%);
D——火焰中心至受熱點的距離(m)(見圖3)。 表4 氣體擴散焰輻射率F
2 液體、低熱值氣體、空氣和惰性氣體進入火炬系統(tǒng),將影響火炬系統(tǒng)的正常操作。有資料介紹,熱值低于8.37MJ/m³的氣體不應(yīng)排入可燃?xì)怏w排放系統(tǒng)。
6.8.8 從保護環(huán)境及安全上考慮,可燃?xì)怏w應(yīng)盡量通過火炬系統(tǒng)排放,含硫化氫等有毒氣體的可燃?xì)飧侨绱恕?br /> 美國石油學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)《泄壓和減壓系統(tǒng)導(dǎo)則》API RP521認(rèn)為:可燃?xì)怏w直接排入大氣,當(dāng)排放口速度大于150m/s時,可燃?xì)怏w與空氣迅速混合并稀釋至可燃?xì)怏w爆炸下限以下是安全的。
6.8.9 甲、乙類液體排放時,由于狀態(tài)條件變化,可能釋放出大量可燃?xì)怏w。這些氣體如不經(jīng)分離,會從污油系統(tǒng)擴散出來,成為火災(zāi)隱患。故在這類液體放空時應(yīng)先進入分離器,使氣液分離后再分別引入各自的放空系統(tǒng)。
設(shè)備、容器內(nèi)殘存的少量可燃液體,不得就地排放或排入邊溝、下水道,也是為了減少火災(zāi)事故隱患,并有利于保護環(huán)境。
6.8.10 積存于管線和分離設(shè)備中的硫化鐵粉末,在排入大氣時易自燃,成為火源。四川某輸氣管道末站分離器放空管管口曾發(fā)生過種情況。故應(yīng)在這種排污口設(shè)噴水冷卻設(shè)施。
6.8.12 天然氣管道清管器收發(fā)筒排污已實現(xiàn)低壓排放。經(jīng)分離后排放,可在保護安全前提下減少占地。
1 頂部操作壓力大于0.07MPa的壓力容器;
2 頂部操作壓力大于0.03MPa的蒸餾塔、蒸發(fā)塔和汽提塔(汽提塔頂蒸汽直接通入另一蒸餾塔者除外);
3 與鼓風(fēng)機、離心式壓縮機、離心泵或蒸汽往復(fù)泵出口連接的設(shè)備不能承受其最高壓力時,上述機泵的出口;
4 可燃?xì)怏w或液體受熱膨脹時,可能超過設(shè)計壓力的設(shè)備及管道。
6.8.2 在同一壓力系統(tǒng)中,壓力來源處已有安全閥、則其余設(shè)備可不設(shè)安全閥。掃線蒸汽不宜作為壓力來源。
6.8.3 安全閥、爆破片的選擇和安裝,應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程》的規(guī)定。
6.8.4 單罐容量等于或大于100m³的液化石油氣和天然氣凝液儲罐應(yīng)設(shè)置2個或2個以上安全閥,每個安全閥擔(dān)負(fù)經(jīng)計算確定的全部放空量。
6.8.5 克勞斯硫回收裝置反應(yīng)爐、再熱爐等,宜采用提高設(shè)備設(shè)計壓力的方法防止超壓破壞。
6.8.6 放空管道必須保持暢通,并應(yīng)符合下列要求:
1 高壓、低壓放空管宜分別設(shè)置,并應(yīng)直接與火炬或放空總管連接;
2 不同排放壓力的可燃?xì)怏w放空管接入同一排放系統(tǒng)時,應(yīng)確保不同壓力的放空點能同時安全排放。
6.8.7 火炬設(shè)置應(yīng)符合下列要求:
1 火炬的高度,應(yīng)經(jīng)輻射熱計算確定,確保火炬下部及周圍人員和設(shè)備的安全。
2 進入火炬的可燃?xì)怏w應(yīng)經(jīng)凝液分離罐分離出氣體中直徑大于300μm的液滴;分離出的凝液應(yīng)密閉回收或送至焚燒坑焚燒。
3 應(yīng)有防止回火的措施。
4 火炬應(yīng)有可靠的點火設(shè)施。
5 距火炬筒30m范圍內(nèi),嚴(yán)禁可燃?xì)怏w放空。
6 液體、低熱值可燃?xì)怏w、空氣和惰性氣體,不得排入火炬系統(tǒng)。
6.8.8 可燃?xì)怏w放空應(yīng)符合下列要求:
1 可能存在點火源的區(qū)域內(nèi)不應(yīng)形成爆炸性氣體混合物。
2 有害物質(zhì)的濃度及排放量應(yīng)符合有關(guān)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
3 放空時形成的噪聲應(yīng)符合有關(guān)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。
4 連續(xù)排放的可燃?xì)怏w排氣筒頂或放空管口,應(yīng)高出20m范圍內(nèi)的平臺或建筑物頂2.0m以上。對位于20m以外的平臺或建筑物頂,應(yīng)滿足圖6.8.8的要求,并應(yīng)高出所在地面5m。
5間歇排放的可燃?xì)怏w排氣筒頂或放空管口,應(yīng)高出10m范圍內(nèi)的平臺或建筑物頂2.0m以上。對位于10m以外的平臺或建筑物頂,應(yīng)滿足圖6.8.8的要求,并應(yīng)高出所在地面5m。 圖6.8.8 可燃?xì)怏w排氣筒頂或放空管允許最低高度示意圖
注:陰影部分為平臺或建筑物的設(shè)置范圍6.8.9 甲、乙類液體排放應(yīng)符合下列要求。
1 排放時可能釋放出大量氣體或蒸汽的液體,不得直接排入大氣,應(yīng)引入分離設(shè)備,分出的氣體引入可燃?xì)怏w放空系統(tǒng),液體引入有關(guān)儲罐或污油系統(tǒng)。
2 設(shè)備或容器內(nèi)殘存的甲、乙類液體,不得排入邊溝或下水道,可集中排入有關(guān)儲罐或污油系統(tǒng)。
6.8.10 對存在硫化鐵的設(shè)備、管道,排污口應(yīng)設(shè)噴水冷卻設(shè)施。
6.8.11 原油管道清管器收發(fā)筒的污油排放,應(yīng)符合下列要求:
1 清管器收發(fā)筒應(yīng)設(shè)清掃系統(tǒng)和污油接收系統(tǒng)。
2 污油池中的污油應(yīng)引入污油系統(tǒng)。
6.8.12 天然氣管道清管作業(yè)排出的液態(tài)污物若不含甲、乙類可燃液體,可排入就近設(shè)置的排污池;若含有甲、乙類可燃液體,應(yīng)密閉回收可燃液體或在安全位置設(shè)置凝液焚燒坑。
條文說明
6.8 泄壓和放空設(shè)施
6.8.1 本條是設(shè)置安全閥的要求。
1 頂部操作壓力大于0.07MPa(表壓)的設(shè)備,即為壓力容器,應(yīng)設(shè)置安全閥。
2 蒸餾塔、蒸發(fā)塔等氣液傳質(zhì)設(shè)備,由于停電、停水、?;亓鳌馓崃窟^大、原料帶水(或輕組分)過多等諸多原因,均可能引起氣相負(fù)荷突增,導(dǎo)致設(shè)備超壓,所以,塔頂操作壓力大于0.03MPa(表壓)者,均應(yīng)設(shè)安全閥。
6.8.4 本條是參照國家標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范》GB 50028-93(2002年版)的有關(guān)規(guī)定制定的。
6.8.5 國內(nèi)早期設(shè)計的克勞期硫回收裝置反應(yīng)爐采用爆破片防止設(shè)備超壓破壞。但在爆破片爆破時,設(shè)備內(nèi)的高溫有毒氣體排入裝置區(qū)大氣中。污染了操作環(huán)境,甚至危及操作人員的人身安全。
由于克勞期硫磺回收反應(yīng)爐、再熱爐等設(shè)備的操作壓力低,可能產(chǎn)生的爆炸壓力亦低,采用提高設(shè)備設(shè)計壓力的方法防止超壓破壞不會過分增加設(shè)備壁厚。有時這種低壓設(shè)備為滿足剛度要求而增加的厚度就足以滿足提高設(shè)計壓力的要求。因此,采用提高設(shè)備設(shè)計壓力的方法防止超壓破壞,不會增加投資或只需增加很小的投資?;瘜W(xué)當(dāng)量的烴-空氣混合物可能產(chǎn)生的最大爆炸壓力約為爆炸前壓力(絕壓)的7~8倍。必要時可用下式計算爆炸壓力: Pe=Pf·Te/Tf·(me/mf) (1) 式中:Pe——爆炸壓力(kPa)(絕壓);
Pf——混合氣體爆炸前壓力(kPa)(絕壓);
Te、Tf——爆炸時達到溫度及爆炸前溫度(K);
me/mf——爆炸后及爆炸前氣體標(biāo)準(zhǔn)體積比(包括不參加反應(yīng)的氣體如N2等)。
6.8.6 為確保放空管道暢通,不得在放空管道上設(shè)切斷閥或其他截斷設(shè)施;對放空管道系統(tǒng)中可能存在的積液,及由于高壓氣體放空時壓力驟降或環(huán)境溫度變化而形成的冰堵,應(yīng)采取防止或消防措施。
1 高、低壓放空管壓差大時,分別設(shè)置通常是必要的。高、低壓放空同時排入同一管道,若處置不當(dāng),可能發(fā)生事故。例如,四川氣田開發(fā)初期,某廠酸性氣體緊急放空管與DN100原料氣放空管相連并接入40m高的放空火炬,發(fā)生過原料氣與酸氣同時放空時,由于原料氣放空量大、壓力高(4MPa),使緊急放空管壓力上升,造成酸性氣體系統(tǒng)壓力升高,至使酸性氣體水封罐防爆孔憋爆的事故。
高、低壓放空管分別設(shè)置往往還可降低放空系統(tǒng)的建設(shè)費用,故大型站場宜優(yōu)先選擇這樣的放空系統(tǒng)。
2 當(dāng)高壓放空氣量較小或高、低壓放空的壓差不大(例如其壓差為0.5~1.0MPa)時,可只設(shè)一個放空系統(tǒng),以簡化流程。這時,必須對可能同時排放的各放空點背壓進行計算,使放空系統(tǒng)的壓降減少到不會影響各排放點安全排放的程度。根據(jù)美國石油學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)《泄壓和減壓系統(tǒng)導(dǎo)則》API RP521規(guī)定,在確定放空管系尺寸時,應(yīng)使可能同時泄放的各安全閥后的累積回壓限制在該安全閥定壓的10%左右。
6.8.7 本條是對火炬設(shè)置的要求。
1 火炬高度與火炬筒中心至油氣站場各部位的距離有密切關(guān)系,熱輻射計算的目的是保證火炬周圍不同區(qū)域所受熱輻射均在允許范圍內(nèi)?,F(xiàn)將美國石油學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)《泄壓和減壓系統(tǒng)導(dǎo)則》API RP 521的有關(guān)計算部分摘錄如下,供參考。
1)本計算包括確定火炬筒直徑、高度,并根據(jù)輻射熱計算,確定火炬筒中心至必須限制輻射熱強度(或稱熱流密度)的受熱點之間的安全距離?;鹁鎸Νh(huán)境的影響,如噪聲、煙霧、光度及可燃?xì)怏w焚燒后對大氣的污染,不包括在本計算方法內(nèi)。
2)計算條件:
①視排放氣體為理想氣體;
②火炬出口處的排放氣體允許線速度與聲波在該氣體中的傳播速度的比值——馬赫數(shù),按下述原則取值:
對站場發(fā)生事故,原料或產(chǎn)品氣體需要全部排放時,按最大排放量計算,馬赫數(shù)可取0.5;單個裝置開、停工或事故泄放,按需要的最大氣體排放量計算,馬赫數(shù)可取0.2。
③計算火炬高度時,按表3確定允許的輻射熱強度。太陽的輻射熱強度約為0.79~1.04kW/㎡,對允許暴露時間的影響很小。
④火焰中心在火焰長度的1/2處。 表3 火炬設(shè)計允許輻射熱強度(未計太陽輻射熱)
注:當(dāng)q值大于6.3kW/㎡時,操作人員不能迅速撤離的塔上或其他高架結(jié)構(gòu)平臺,梯子應(yīng)設(shè)在背離火炬的一側(cè)。3)計算方法:
①火炬筒出口直徑:
式中:d——火炬筒出口直徑(m);W——排放氣質(zhì)量流率(kg/s);
m——馬赫數(shù);
T——排放氣體溫度(K);
K——排放氣絕熱系統(tǒng);
M——排放氣體平均分子量;
P——火炬筒出口內(nèi)側(cè)壓力(kPa)(絕壓)。
火炬筒出口內(nèi)側(cè)壓力比出口處的大氣壓略高。簡化計算時,可近似為等于該處的大氣壓。必要時可按下式計算:
式中:P0——當(dāng)?shù)卮髿鈮海╧Pa)(絕壓);V——氣體流速(m/s)。
②火焰長度及火焰中心位置:
火焰長度隨火炬釋放的總熱量變化而變化。火焰長度L可按圖1確定。 圖1 火焰長度與釋放總熱量的關(guān)系
火炬釋放的總熱量按下式計算:
Q=HL·W
式中:Q——火炬釋放的總熱量(kW);HL——排放氣的低發(fā)熱值(kJ/kg)。
風(fēng)會使火焰傾斜,并使火焰中心位置改變。風(fēng)對火焰在水平和垂直方向上的偏移影響,可根據(jù)火炬筒頂部風(fēng)速與火炬筒出口氣速之比,按圖2確定。
火焰中心與火炬筒頂?shù)拇怪本嚯xYc及Xc按下列公式計算:

圖2 由側(cè)向風(fēng)引起的火焰大致變形
③火炬筒高度:火炬筒高度按下列公式計算(參見圖3)。
圖3 火炬示意圖
(7)火炬筒高度
式中:H——火炬筒高度(m);Q——火炬釋放總熱量(kW);
F——輻射率,可根據(jù)排放氣體的主要成分,按表4取值;
q——允許熱輻射強度(kW/㎡),按表3規(guī)定取值;
Yc、Xc——火焰中心至火炬筒頂?shù)拇怪本嚯x及水平距離(m);
R——受熱點至火炬筒的水平距離(m);
h——受熱點至火炬筒下地面的垂直高差(m);
τ——輻射系數(shù),該系數(shù)與火焰中心至受熱點的距離及大氣相對濕度,火焰亮度等因素有關(guān),對明亮的烴類火焰,當(dāng)上述距離為30~150m時,可按下式計算輻射系數(shù):
(8)輻射系數(shù)
式中:r——大氣相對濕度(%);D——火焰中心至受熱點的距離(m)(見圖3)。 表4 氣體擴散焰輻射率F
2 液體、低熱值氣體、空氣和惰性氣體進入火炬系統(tǒng),將影響火炬系統(tǒng)的正常操作。有資料介紹,熱值低于8.37MJ/m³的氣體不應(yīng)排入可燃?xì)怏w排放系統(tǒng)。6.8.8 從保護環(huán)境及安全上考慮,可燃?xì)怏w應(yīng)盡量通過火炬系統(tǒng)排放,含硫化氫等有毒氣體的可燃?xì)飧侨绱恕?br /> 美國石油學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)《泄壓和減壓系統(tǒng)導(dǎo)則》API RP521認(rèn)為:可燃?xì)怏w直接排入大氣,當(dāng)排放口速度大于150m/s時,可燃?xì)怏w與空氣迅速混合并稀釋至可燃?xì)怏w爆炸下限以下是安全的。
6.8.9 甲、乙類液體排放時,由于狀態(tài)條件變化,可能釋放出大量可燃?xì)怏w。這些氣體如不經(jīng)分離,會從污油系統(tǒng)擴散出來,成為火災(zāi)隱患。故在這類液體放空時應(yīng)先進入分離器,使氣液分離后再分別引入各自的放空系統(tǒng)。
設(shè)備、容器內(nèi)殘存的少量可燃液體,不得就地排放或排入邊溝、下水道,也是為了減少火災(zāi)事故隱患,并有利于保護環(huán)境。
6.8.10 積存于管線和分離設(shè)備中的硫化鐵粉末,在排入大氣時易自燃,成為火源。四川某輸氣管道末站分離器放空管管口曾發(fā)生過種情況。故應(yīng)在這種排污口設(shè)噴水冷卻設(shè)施。
6.8.12 天然氣管道清管器收發(fā)筒排污已實現(xiàn)低壓排放。經(jīng)分離后排放,可在保護安全前提下減少占地。


住宅設(shè)計規(guī)范 GB50096
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