摘要  放空火炬設(shè)計中火炬筒出口直徑及高度的計算是按照標(biāo)準(zhǔn)APIRP521的方法進(jìn)行計算的，并確定了放空火炬系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)考慮的安全因素。
關(guān)鍵詞  放空火炬；計算；參數(shù)；安全因素
   現(xiàn)代油氣田地面工程中，油氣處理單元的設(shè)計和操作越來越復(fù)雜 ?？煽?、周全的壓力泄放系統(tǒng)對這些處理單元的能量儲存是十分重要的。 
   火炬是長輸管道站場、庫區(qū)的安全設(shè)施。放空火炬系統(tǒng)能及時處理生產(chǎn)裝置中排放的多余、有害、不平衡的廢氣，以及事故時瞬間放出的大量氣體，從而保證裝置正常、安全運(yùn)行 。
   火炬計算基本方法是按美國石油學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)APIRP521《泄壓和放空系統(tǒng)》進(jìn)行計算的?；鹁嬗嬎愕幕A(chǔ)參數(shù)和條件如下：
氣體組分、低發(fā)熱值、平均分子量、純組分壓縮性系數(shù)(壓縮因子)；
放空管道設(shè)計排氣壓力及溫度；
受熱點(diǎn)和放空火炬的高度及其相對標(biāo)高；
火炬計算地點(diǎn)平均大氣壓力及相對濕度。
1 火炬的計算
1.1 火炬筒出口直徑的計算
   采用標(biāo)準(zhǔn)API RP 521計算方法，火炬筒出口直徑按下列公式計算：
 
式 中： d 一一火炬筒出口直徑，m；  
W 一一排放氣體的質(zhì)量流率 ， kg／s； 
P 一一火炬出口處排放氣體壓力，kPa(絕壓)； 
Mach一馬赫數(shù)； 
Tj一一操作條件下氣體溫度，K ； 
K 一一排放氣體的絕熱系數(shù)，Cp /Cv； 
Ni一一排放氣體的平均分子量。
計算中須注意 ： 
排放氣體的質(zhì)量流量應(yīng)選取最大排放量,也應(yīng)考慮到現(xiàn)場在事故狀態(tài)下或計劃內(nèi)檢修時采用多地點(diǎn)排放,避免火炬尺寸過大 。
值為火炬筒出口處排放氣體壓力,即火炬所在地區(qū)的大氣壓力,如氣象資料分別給出冬夏季平均大氣壓,宜取較低的大氣壓值 。
是放空氣體最大排放時的馬赫數(shù),該速度過大可導(dǎo)致火焰被吹熄或脫火,反之則使火炬筒 口徑偏大或產(chǎn)生回火。APIRP 521中規(guī)定；當(dāng)場、站發(fā)生事故造成停工，原料或產(chǎn)品氣體需要全部排放時，可取 0.5 馬赫；單個裝置事故或停產(chǎn)搶修時，可取 0.2 馬赫。天然氣長輸管道站、場的通常做法是以20％聲速為基礎(chǔ)作為火炬出口速度來決定火炬尺寸。
1.2  火炬筒高度計算
計算火炬高度時，允許的熱輻射強(qiáng)度是計算的關(guān)鍵。
 
式中： H 一一火炬筒高度，m ； 
Q 一一火炬釋放總熱量 ，kW ； 
F 一一火炬輻射率； 
q 一一允許輻射強(qiáng)度 ， kw ／ m 2； 
R 一一 火炬筒中心至受熱點(diǎn)水平距離，m ；
∑△x、∑△y一一 受風(fēng)的影響火焰長度在水平和垂直方向上有效長度變化值； 
 h一一受熱點(diǎn)距地面垂直高度，m ； 
 一一輻射傳遞系數(shù)。
火炬總放熱量 Q ：
式中： H L一一排放氣體低發(fā)熱值，kJ/kg； 
W 一一排放氣體質(zhì)量流量,kg/s。
    上面簡單介紹了火炬設(shè)計中的一些相關(guān)計算， 其余的計算參見標(biāo)準(zhǔn) A PI  RP 521 相關(guān)章節(jié)。