放空火炬系统的计算与安全因素(通用版)

研究一种地面火炬放空量的计算方法作者：李德泉来源：《科技创新与应用》2019年第33期摘; 要：在LNG接收站中，低温LNG在储存和工艺处理过程中，从环境中间接吸收热量挥发产生BOG，使接收站储罐系统压力升高，必要时需要排放火炬燃烧，以确保接收站的运行安全。

火炬形式一般有高空火炬和地面火炬两种，地面火炬由于维护方便、安全、环保性能好[1]等优点，在国内LNG接收站中得到越来越多的应用。

我国在1998年从国外引进了第一套地面火炬，2001年自行设计安装了第一套地面火炬装置[2]。

放空是非常态的生产过程，一般在火炬气排放管线上不设置流量计。

火炬放空量通过设计排放量进行估算，估算不准确，对接收站的盘库及排放损耗计算等工作带来困难。

文章以天津LNG接收站地面火炬为例，研究了一种火炬气放空量的计算方法，用以精确计算放空量，为LNG接收站的盘库经营工作提供支持。

关键词：地面火炬;放空量;计算方法中图分类号：TQ086.2 文献标志码：A; ; ; ; ;文章编号：2095-2945（2019）33-0116-02Abstract： In the LNG receiving station， during the storage and process treatment of the low temperature LNG， the BOG， generated by the indirect absorption of heat volatilization from the environment， increases the pressure of the storage tank system of the receiving station， and it is necessary to discharge torch combustion if necessary to ensure the safe operation of the receiving station. There are two kinds of torch forms： high-altitude torch and ground torch. Ground torch has been more and more used in domestic LNG receiving stations because of its convenient maintenance， safety and good environmental protection performance. China introduced the first set of ground torch from abroad in 1998， and designed and installed the first set of ground torch device in 2001. Emptying is an abnormal production process， and no Flowmeter is usually installed on the torch gas discharge pipeline. The discharge amount of the torch is estimated through the design emission， and the estimation is not accurate， which brings difficulties to the calculation of the storage and emission loss of the receiving station. Taking the ground torch of Tianjin LNG receiving station as an example， this paper studies a calculation method of torch air emptying capacity，which can be used to accurately calculate the emptying amount and provide support for the operation of LNG receiving station.;Keywords： ground torch; emptying quantity; calculation method1 工艺流程简介天津LNG设置两座地面火炬，单台设计处理量60t/h，两台火炬并列运行，一用一备。

放空火炬辐射热范围影响因素探讨1. 引言1.1 研究背景研究背景：火炬是一种常见的照明设备，其辐射热范围是指火焰周围热辐射的范围。

火炬的辐射热范围直接影响着周围环境的温度和舒适度。

了解和探讨火炬辐射热范围的影响因素，对于有效控制火炬的热辐射范围，提升使用体验具有重要意义。

目前，关于火炬辐射热范围的研究还比较有限，对于影响火炬辐射热范围的因素还存在很多未知之处。

本文旨在通过对火炬辐射热范围的影响因素进行探讨和分析，揭示不同因素对火炬辐射热范围的影响规律，为进一步改进火炬设计和使用提供理论依据。

在实际生活中，人们经常使用火炬进行照明和取暖，在户外露营、野外探险等活动中尤为常见。

深入研究火炬辐射热范围的影响因素，不仅有利于提高火炬的照明和取暖效果，还能有效地保障使用者安全和舒适度。

本研究的开展将为火炬使用提供更科学的指导和建议。

1.2 研究目的研究的目的是探讨火炬辐射热范围受到哪些因素的影响，以便更好地理解和控制火炬的热辐射效果。

通过研究不同因素对火炬辐射热范围的影响，可以为火炬的设计和使用提供科学依据，减少火灾事故的发生，保护人们的生命和财产安全。

深入了解火炬辐射热范围的影响因素，还可以为环境保护和资源利用提供参考，有效利用火炬的热能，降低能源消耗，减少环境污染。

通过研究火炬辐射热范围的影响因素，可以推动相关领域的发展，为社会和经济发展做出贡献。

2. 正文2.1 火炬辐射热范围的影响因素火炬辐射热范围的影响因素包括多个方面，首先是火炬的燃料类型，不同类型的燃料燃烧产生的热量和辐射能力不同，从而影响了火炬辐射的热范围。

其次是火焰高度，火焰高度较高时，热量辐射范围也会增大，因此火焰高度是影响火炬热范围的重要因素之一。

火炬的材料也会对热范围产生影响，材料导热性能的不同会影响热量传导速度和范围。

环境条件如风速、湿度等也会影响火炬辐射热范围，风速较大时会导致热量的扩散范围更广。

火炬的设计和结构也会对热范围产生影响，设计合理的火炬可以更有效地集中热量和辐射能力，使热范围更加集中。

输气管道站场泄放系统的计算-2019年文档输气管道站场泄放系统的计算放空系统是天然气站场的重要系统之一，放空系统不仅可以在工程投产、维抢修时有组织的将管线和设备中的天然气引致放空立管或火炬，还可以在站场或上下游管线发生事故时及时泄放掉管线和设备内的天然气，以防止事故的滋生和蔓延。

一、天然气长输管道站场放空系统计算的构成分解放空系统的计算为：设备、容器安全阀放空计算，站场事故放空计算，进出站管线放空计算，放空汇管尺寸计算，放空立管和放空火炬计算。

（一）安全阀放空计算。

放空系统中安全阀的计算主要是用来协助安全阀的选型，计算内容主要包括最大泄放量计算、安全阀喉管面积的计算。

1、安全阀的选型计算。

安全阀的选型计算可按照该思路进行：估算被保护设备、容器或管线的有效容积――依照API RP 521规定求解事故工况时允许的最小最大泄放量（15min内将设备或容器内的压力泄放至0.69MPa，具体计算可采用HYSYS、VISUAL FLOW等软件）――安全阀喉管面积计算（根据安全阀以允许的最大泄放量泄放时阀出口处马赫数不超过0.9反算喉管面积）――安全阀选型（依据计算喉管面积选择合适尺寸的安全阀）――校核采用所选安全阀时的最大泄放量和出口马赫数是否满足要求（若满足15min内可泄放至0.69MPa和出口处马赫数不超过0.9则计算结束，否则重新选型核算）。

2、阀前管径计算。

为了防止过大压损产生震动，造成对泄放装置的危害，需要限制该压损的大小。

按照APIRP520规定，该段压损不得高于安全阀设定压力的3%，以此为边界条件反算最大泄放量时可允许的最小阀前管径，但最终选取管径不得小于安全阀入口口径。

3、阀后管径的计算。

阀后管径的计算思路为：阀后允许背压大小的确定（依据选用安全阀的类型、设定压力及系统中其他有可能同时泄放的安全阀的设定压力合理确定。

API RP521规定：在确定放空管系尺寸时，应使可能同时泄放的各安全阀后的累积回压在该安全阀定压的10%左右）――阀至放空终端间管线的允许压降（安全阀最大允许背压减去附加背压）――求得阀后管线允许最小管径（据该段管线的允许压降、最大泄放量和API中阀后出口管线流速低于1Ma、干管及总管流速低于0.7Ma的要求反算管径）――圆整计算管径并校核选用管径管线放空时阀后背压的实际值。

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。

放空火炬系统的计算与安全因素
火炬系统通常是一种用于照明和加热的设备，使用液体燃料（如煤油）在火焰中产生热能。

这种系统需要计算和安全因素的考虑，以确保使用安全和有效。

在计算方面，有以下几点需要考虑：
1. 燃料消耗量：需要计算每个燃烧器的燃料消耗量，以确保正确的供应量和燃料成本控制。

2. 燃烧温度：需要计算燃料燃烧时的温度，以确定合适的加热和照明效果。

同时需要考虑温度过高可能导致系统热损失和爆炸等安全问题。

3. 燃料携带量：需要计算每个燃烧器携带的燃料量，以确保正确的装填量和安全携带。

同时应避免燃料泄漏或过多装填导致系统失控的问题。

在安全方面，有以下几点需要考虑：
1. 火灾风险：由于该系统涉及明火，因此需要严格控制火源和火花的风险，避免火灾发生。

同时应配备灭火装置以应对可能的情况。

2. 燃料泄漏：需要确保燃料系统的密封性和稳定性，避免燃料泄漏导致安全事故。

同时应定期检查系统和燃料管道，发现问题及时处理。

3. 氧气含量：需要确保系统中的氧气含量适当，以支持燃烧。

过高或过低的氧气含量可能导致系统失控和安全事故。

火炬系统的计算和安全因素是确保该系统正常运行和使用安全的重要因素。

需要严格控制燃料消耗量、燃烧温度和燃料携带量等计算因素，并注意火灾风险、燃料泄漏和氧气含量等安全问题。

放空火炬辐射热范围影响因素探讨作者：徐振朋来源：《山东工业技术》2019年第08期摘要：在火炬点火放空的过程中，会因天然气燃烧而产生大量的辐射热，所以在设计天然气管道输气站场时，需要计算放空火炬热辐射的距离，用以确定火炬筒与站场及放空区周围建筑物、植被等的安全间距。

本文主要从风速、允许敷设热强度以及火炬高度三个方面进行探讨，分析辐射热范围的影响因素，文中通过公式计算和Safer Trace软件模拟进行分析，得出辐射热范围的影响因素。

关键词：火炬；放空；辐射热DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2019.08.0701 概述本文主要针对火炬辐射热范围，对辐射热范围的影响因素进行分析，并结合计算结果，得出影响辐射热范围的影响因素及需要进一步探讨的问题。

2 辐射热范围分析2.1 辐射热计算目的天然气在点火放空时，会产生大量的辐射热，产生的辐射热在空间形成以火焰中心为中心的球形面，球形面与地面相交的部分即为辐射热距离。

辐射热计算的目的是保证火炬周围不同区域所受热辐射均在允许的范围内，减小对火炬周边的建构物、植被的损害。

2.2 辐射热范围影响因素及分析通过两种方法进行辐射热范围的影响因素探讨，方法一公式法，通过迭代计算、逐步收敛进行计算分析；方法二软件模拟，通过Safer Ttrace软件进行模拟分析。

2.2.1 火炬高度对辐射热范围的影响风速取8.9m/s，允许敷设热强度q取3.16 kW/m2，通过试算，火炬的最小高度不低于40m，因此火炬高度取值从40m进行计算分析。

（1）公式法。

通过迭代计算、逐步收敛的方法进行计算，计算结果如下表：（2）Safer Ttrace软件模拟。

①火炬高度40m。

以火焰中心为中心形成的球形面产生的辐射热与地面的交接点在85m左右。

②火炬高45m。

以火焰中心为中心形成的球形面产生的辐射热与地面的交接点在82m左右。

③火炬高50m。

以火焰中心为中心形成的球形面产生的辐射热与地面的交接点在76m左右。