放空火炬系统的计算与安全因素简易版

泄压排放和火炬系统5．5．1 需要设置安全阀的设备如下：1 根据国家现行法规规定，操作压力大于等于0．1MPa(表)的设备属于压力容器，因此应设置安全阀。

2 气液传质的塔绝大部分是有安全阀的，因为停电、停水、停回流、气提量过大、原料带水(或轻组分)过多等原因，都可能促使气相负荷突增，引起设备超压，所以当塔顶操作压力大于0．03MPa(表)时，都应设安全阀。

3 压缩机和泵的出口都设有安全阀，有的安全阀附设在机体上，有的则安装在管道上，是因为机泵出口管道可能因故堵塞，造成系统超压，出口阀可能因误操作而关闭。

5．5．2 本条规定与《压力容器安全技术监察规程》第146条“固定式压力容器上只安装一个安全阀时，安全阀的开启压力不应大于压力容器的设计压力。

”和“固定式压力容器上安装多个安全阀时，其中一个安全阀的开启压力不应大于压力容器的设计压力，其余安全阀的开启压力可适当提高，但不得超过设计压力的1．05倍。

”相协调。

5．5．3 一般不需要设置安全阀的设备如下：1 加热炉出口管道如设置安全阀容易结焦堵塞，而且热油一旦泄放出来也不好处理。

入口管道如设置安全阀则泄放时可能造成炉管进料中断，引起其他事故。

关于预防加热炉超压事故一般采用加强管理来解决。

2 同一压力系统中，如分馏塔顶油气冷却系统，分馏塔的顶部已设安全阀，则分馏塔顶油气换热器、油气冷却器、油气分离器等设备可不再设安全阀。

3 工艺装置中，常用蒸汽作为设备和管道的吹扫介质，虽然有时蒸汽压力高于被吹扫的设备和管道的设计压力，但在吹扫过程中由于蒸汽降温、冷凝、压力降低，且扫线的后部系统为开放式的，不会产生超压现象，因此扫线蒸汽不作为压力来源。

5．5．4 本条为安全阀出口连接的规定。

1 安全阀出口流体的放空：1)应密闭泄放。

安全阀起跳后，若就地排放，易引起火灾事故。

例如：某厂常减压装置初馏塔顶安全阀起跳后，轻汽油随油气冲出并喷洒落下，在塔周围引起火灾。

2)应安全放空。

•
二、工作原理
1.自动点火：
当火炬放空时，安装在火炬放空总管线上的压力开关和流 量开关检测到压力和流量信号并传到控制箱中的主控PLC 中，PLC经过数模转换后执行自动点火程序，控制开启引 火筒燃料气阀和长明灯（或引火管）燃料气阀，同时启动 高空点火器。此时，与点火器相连的、安装在引火筒下部 的点火电嘴产生电火花，电火花点燃引火筒中的燃料气， 引火筒产生的火焰再引燃长明灯（或引火管）及火炬。安 装在引火筒和火炬头上的热电偶检测到火焰，将信号送至 PLC，PLC控制关断引火筒燃料气阀和高空点火器；当火炬 意外熄灭，热电偶将检测到的信号传至PLC，PLC执行报警 及再次点火的动作程序。当放空管线上无放空压力信号时， 自动关断引火筒电磁阀。
四、火炬工艺系统介绍
• 1火炬排放气管路 来自装置的排放气汇总到总管，经阻火器进入火炬筒体， 经火炬头进行燃烧排放。 • 2 燃料气管 燃料气管路经过滤器阀组后分3路：其中2路作为2套高空 点火装置的点火用气源，另外1路为外传火装置气源。 • 3 火炬头2个引火筒的燃料气支管，经电磁阀阀组沿筒体 敷设，在火炬附近接到引火筒燃料气入口。 • 4手动外传火装置燃料气管经手动阀门进入引火管。 • 5排液管道 火炬筒体的凝结液由底部排液管道排出。引火筒燃料气管 上设有放凝阀，供定时排放凝结液。
九、维护保养
• 1.定期检查火炬点火装置各部件连接是否良 好。 • 2.定期检查天然气压力及管线中是否有冷凝 液，定期打开火炬底座上排污阀排污。 • 3.装置长期不用时，可定期操作一次，保持 装置处于无故障状态。
十、注意事项
• 1.点火器、导电杆及弯管严禁碰撞及弯曲。 • 2.在维护过程中应切断电源，严禁带电作业。 • 3.非操作人员不得操作。
三、设备结构及特点

193绥中36-1一期项目是中海油公司承担的国家级重大科研专项示范项目，对绥中油田进行开发，根据开发方案需在平台西侧新建平台，两平台相距2m，西侧有一火炬臂，与平台水平面夹角为30°，如在西侧2m 处新建平台将与原火炬臂相碰，将LD5-2DPP平台火炬系统与2WHPB平台火炬系统相连，引入安装在2WHPB 平台西侧火炬臂上。

1 LD5-2DPP平台工艺根据施工计划，LD5-2WHPB平台导管架安装期为2009-4，在海上安装的120d周期内需将LD5-2DPP平台火炬臂进行短期拆除。

如新建火炬替代原有火炬，需消耗大量人力物力，为使油气田得到更好开发，有必要利用平台现有设施选择高效的冷放空开发方案。

分析各环节，与平台方进行充分沟通，对重点工作提出完善控制措施，使用不间断生产完成临时冷放空改造方案，避免因停产造成产量损失。

挽回原油产量损失470m 3。

正常生产情况下，旅大火炬系统燃烧天然气主要来自原油缓冲罐通过压力调节阀释放天然气，冷放空泄放量为0m 3/d，平台最大冷放空泄放量为7200m 3/d工况下，仅需1根19m的φ152mm管线即可满足泄放要求，利用钻修机井架高46m放空管线进行平台冷放空管线可满足要求。

计算核火炬正常泄放量与最大泄放量工况需要φ101mm高度13m的管线满足泄放要求。

利用流体动力学分析法对气量下冷放空进行扩散模拟分析，可燃气体扩散范围不低于放空口3m，固定高出钻修机井架3m 的φ101mm管线可满足临时冷放空泄放要求。

2 2DPP井架冷放空风险控制2.1 火灾爆炸风险2DPP平台利用钻修机井架进行平台冷放工艺未见相关报道，改造模式无相似经验可借鉴，利用冷放空方法进行临时冷放空改造面临各种风险。

委托专业评估公司对存在风险进行评估，组织召开专家专题会讨论方案实施中各种风险控制措施。

原火炬放空天然气采用冷放空，遇到明火源可能造成火灾等事故，根据LD5-2DPP平台火炬放空天然气组分数据，一般甲烷在空气中体积分数达5%~15%点燃发生爆炸，火源出现形式主要有电火花等，项目潜在明火源包括雷击放电活化，修井设备等调运中可能碰撞产生火花，施工中动火作用。

第二节泄放系统和火炬一、概述在海上油田开采过程中，通常伴随有大量的伴生气产生。

这些气体是可燃、有毒或带腐蚀性的烃类气体，如果不及时将这些气体处理掉而直接排放大气，可能造成火灾和严重的污染事故。

对海上油田而言，火炬燃烧气的气源主要有两种：一是油田伴生气；二是平台设施在故障状态下由泄压阀泄放出来的气体。

设计火炬系统的目的就是将油田生产出来的多余伴生气或者生产设施中泄放出来的气体在一个安全位置上烧掉，以确保平台的安全。

火炬放空系统是海洋生产平台上非常重要的安全系统，但其设计又是很复杂的。

目前，国内外推荐的设计方法主要是以API RP 521为依据的。

API RP 521上所介绍的方法侧重于炼油厂内的火炬，而对于海上油田，无论是在工艺还是设施上都有很大不同，因此，在设计海洋平台火炬时，需要有不同的考虑。

炼厂火炬与海洋平台火炬主要有下述两点不同：1．炼厂火炬都采用直立塔式，而海洋平台火炬多数采用悬臂式（少数也用直立塔式），火炬臂通常100到200英尺（约30~60米），超过250英尺（约76米）则考虑单独的火炬平台结构。

2．所处位置不同炼厂火炬距离厂区较远，并且其附近通常无人员走动，而平台火炬是沿平台边缘某位置悬伸出去，并且与水平方向成一定角度（一般15º~45º）。

火炬周围还可能常有人员走动。

海洋石油生产设施除前面提到的海上平台（固定式）外，还有浮式生产装置，如浮式生产储油装置（FPSO）、浮式储油装置（FSU）等，这些浮式生产装置上由于本身带有“不稳定性”，通常设在其上面的火炬在支撑结构设计上有比较高的要求，火炬可直接垂直安装或倾斜在船体主甲板上。

这种火炬系统的设计原理与海上平台火炬是相同的。

对于浮式储油装置（FSU）也有采用无焰燃烧式（地面式）火炬。

这种火炬的火焰完全封闭在一镀有耐火材料的钢室中，因此，看不见一点火炬燃烧的迹象，辐射强度可以减少到最低水平，操作人员工作条件较好。

无火燃烧式火炬系统的设计属于特殊的或专有设备，需要在火炬系统设计时与制造商进行紧密联系。