放空火炬系统的计算与安全因素(最新版)
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放空火炬系统的计算与安全因素(最新版)
Safety management refers to ensuring the smooth and effective progress of social and
economic activities and production on the premise of ensuring social and personal safety. 消防安全 | Fire Safety
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第 1 页 放空火炬系统的计算与安全因素(最新版)
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。 安全管理是运用行政、法律、经济、教育和科学技术手段等,协调社会经济发展与安全生产的关系,处理国民经济各部门、各社会集团和个人有关安全问题的相互关系,使社会经济发展在满足人们的物质和文化生活需要的同时,满足社会和个人的安全方面的要求,保证社会经济活动和生产、科研活动顺利进行、有效发展。 消防安全 | Fire Safety
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第 2 页 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; 消防安全 | Fire Safety
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第 3 页 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。
值为火炬筒出口处排放气体压力,即火炬所在地区的大气压力,如气象资料分别给出冬夏季平均大气压,宜取较低的大气压值。
是放空气体最大排放时的马赫数,该速度过大可导致火焰被吹熄或脱火,反之则使火炬筒口径偏大或产生回火。APIRP521中规定;当场、站发生事故造成停工,原料或产品气体需要全部排放时,可取0.5马赫;单个装置事故或停产抢修时,可取0.2马赫。天然气长输管道站、场的通常做法是以20%声速为基础作为火炬出口速度来决定火炬尺寸。
1.2火炬筒高度计算 消防安全 | Fire Safety
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第 4 页 计算火炬高度时,允许的热辐射强度是计算的关键。
式中:H一一火炬筒高度,m;
Q一一火炬释放总热量,kW;
F一一火炬辐射率;
q一一允许辐射强度,kw/m2;
R一一火炬筒中心至受热点水平距离,m;
∑△x、∑△y一一受风的影响火焰长度在水平和垂直方向上有效长度变化值;
h一一受热点距地面垂直高度,m;
一一辐射传递系数。
火炬总放热量Q:
式中:HL一一排放气体低发热值,kJ/kg;
W一一排放气体质量流量,kg/s。
上面简单介绍了火炬设计中的一些相关计算,其余的计算参见标准APIRP521相关章节。
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