長輸管道火炬設(shè)計計算

長輸管道火炬設(shè)計計算

一、火炬確定的一般原則火炬是管道輸送和存儲容量的安全裝置。當(dāng)事故發(fā)生時，僅有必要在現(xiàn)場進(jìn)行維修，然后點燃。火炬設(shè)計計算包括:

火炬筒出口直徑;

火炬筒高度;

火炬筒中心到受熱點之間的安全距離;

站場受熱設(shè)備允許火炬輻射強度;

火炬設(shè)在農(nóng)田里,其允許輻射強度?；鹁嬗嬎慊痉椒ㄊ前疵绹蛯W(xué)會標(biāo)準(zhǔn)(以下簡稱“標(biāo)準(zhǔn)”)API火炬計算工藝條件是視排放氣體為理想氣體;火炬筒出口處的氣體壓力取當(dāng)?shù)卮髿鈮毫χ?火炬中心在火焰長度二分之一處。二、放空管道設(shè)計

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);

放空氣體流量;

放空管道設(shè)計排氣壓力及溫度;

受熱點和放空火炬的高度及其相對標(biāo)高;

火炬計算地點平均大氣壓力及相對濕度。三、氣體熱比計算采用“標(biāo)準(zhǔn)”計算方法,火炬筒出口直徑按下列公式計算:式中d———火炬筒出口直徑,m;公式中排放氣體的質(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)檢修時采用多地點排放,避免火炬尺寸過大。假設(shè)天然氣比熱比(絕熱指數(shù))是操作條件下的排放氣體溫度,這一溫度仍需進(jìn)一步計算,因為已知條件范圍的局限性是該表的缺點。另一方法是把排放過程看做排放氣體近似等焓膨脹的熱力過程,最終導(dǎo)致減壓降溫,其降溫幅度主要取決于排放壓力及當(dāng)?shù)卮髿鈮褐?也與氣體組分有關(guān),在確定火炬出口處溫度時,可采用氣體熱力學(xué)中的壓力—焓圖作近似計算。首先在焓圖上確定初始狀態(tài)點,即排放氣體初始壓力線與初始等溫線交點沿該圖等焓線直至該地大氣壓力線與等焓線的交點。這一點溫度即接近出口溫度。確定焦—湯系數(shù)最精確的方法是根據(jù)氣體組分\,壓力和溫度條件解BWRS方程,利用有關(guān)工藝設(shè)計軟件包進(jìn)行詳細(xì)計算。四、火炬總放熱量計算火炬高度時,允許熱輻射強度的取值是計算關(guān)鍵。通常按火炬設(shè)計允許輻射熱強度表確定,同時應(yīng)考慮太陽輻射熱產(chǎn)生的影響,太陽輻射熱強度值為0.79～1.04kW/m在“標(biāo)準(zhǔn)”的火炬設(shè)計允許輻射熱強度表中,共列出五個允許熱強度,其中當(dāng)火炬筒高度與允許輻射強度、總放熱量等量的換算按下式計算:式中——火炬釋放總熱量,kW;——火炬輻射率;——允許輻射強度,kW/m——火炬筒中心到受熱點水平距離,m;ΣΔ——受熱點距地面垂直高度,m;——輻射傳遞系數(shù)?；鹁婵偡艧崃渴街蠬W———排放氣體質(zhì)量流率,kg/s?；鹁孑椛渎师拨ぽ椛錈醾鬟f系數(shù)式中D———火焰中心到受熱點的距離,m;γ———大氣的相對濕度,%值越大越不利,在同樣條件下將使火焰筒計算值增高。其中在工程中,經(jīng)常會遇到的情況是站場總體平面已經(jīng)確定,火炬高度可預(yù)選定一種,火炬筒出口直徑可通過排放量、氣體性質(zhì)\,操作壓力和溫度計算確定,其余的計算工作就是核算站場受輻射物體(設(shè)備、管道等)接受火炬輻射強度是否在允許范圍內(nèi);如火炬設(shè)在農(nóng)田里,尚需核算火炬對作物輻射強度是否超過太陽輻射強度,以此界定