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文档简介

长输管道火炬设计计算

一、火炬确定的一般原则火炬是管道输送和存储容量的安全装置。当事故发生时，仅有必要在现场进行维修，然后点燃。火炬设计计算包括:

火炬筒出口直径;

火炬筒高度;

火炬筒中心到受热点之间的安全距离;

站场受热设备允许火炬辐射强度;

火炬设在农田里,其允许辐射强度。火炬计算基本方法是按美国石油学会标准(以下简称“标准”)API火炬计算工艺条件是视排放气体为理想气体;火炬筒出口处的气体压力取当地大气压力值;火炬中心在火焰长度二分之一处。二、放空管道设计

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);

放空气体流量;

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。三、气体热比计算采用“标准”计算方法,火炬筒出口直径按下列公式计算:式中d———火炬筒出口直径,m;公式中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。假设天然气比热比(绝热指数)是操作条件下的排放气体温度,这一温度仍需进一步计算,因为已知条件范围的局限性是该表的缺点。另一方法是把排放过程看做排放气体近似等焓膨胀的热力过程,最终导致减压降温,其降温幅度主要取决于排放压力及当地大气压值,也与气体组分有关,在确定火炬出口处温度时,可采用气体热力学中的压力—焓图作近似计算。首先在焓图上确定初始状态点,即排放气体初始压力线与初始等温线交点沿该图等焓线直至该地大气压力线与等焓线的交点。这一点温度即接近出口温度。确定焦—汤系数最精确的方法是根据气体组分\,压力和温度条件解BWRS方程,利用有关工艺设计软件包进行详细计算。四、火炬总放热量计算火炬高度时,允许热辐射强度的取值是计算关键。通常按火炬设计允许辐射热强度表确定,同时应考虑太阳辐射热产生的影响,太阳辐射热强度值为0.79～1.04kW/m在“标准”的火炬设计允许辐射热强度表中,共列出五个允许热强度,其中当火炬筒高度与允许辐射强度、总放热量等量的换算按下式计算:式中——火炬释放总热量,kW;——火炬辐射率;——允许辐射强度,kW/m——火炬筒中心到受热点水平距离,m;ΣΔ——受热点距地面垂直高度,m;——辐射传递系数。火炬总放热量式中HW———排放气体质量流率,kg/s。火炬辐射率ΣΔ辐射热传递系数式中D———火焰中心到受热点的距离,m;γ———大气的相对湿度,%值越大越不利,在同样条件下将使火焰筒计算值增高。其中在工程中,经常会遇到的情况是站场总体平面已经确定,火炬高度可预选定一种,火炬筒出口直径可通过排放量、气体性质\,操作压力和温度计算确定,其余的计算工作就是核算站场受辐射物体(设备、管道等)接受火炬辐射强度是否在允许范围内;如火炬设在农田里,尚需核算火炬对作物辐射强度是否超过太阳辐射强度,以此界定

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