液化天然氣裝置地面火炬安全設(shè)計

液化天然氣裝置地面火炬安全設(shè)計

天然氣液化裝置（lng）對天然氣進(jìn)行完全處理、液化和其他處理，生產(chǎn)lkg，并將其發(fā)送給存儲設(shè)施。流程包括進(jìn)氣壓縮、CO1火炬排放和燃燒排放氣地面火炬系統(tǒng)一般由火炬排放管道、分液罐和地面火炬組成。來自生產(chǎn)裝置的工藝排放氣經(jīng)分液罐后進(jìn)入地面火炬。排放氣在靠近地面的多級燃燒器中燃燒?；鹁媾欧艢庠谕搀w內(nèi)燃燒，從外部看不到火焰，無可見光污染。筒體外設(shè)有防輻射墻，減少外部熱輻射，噪音較小。2排放管道的設(shè)計2.1排放管口監(jiān)控液化天然氣裝置排到火炬系統(tǒng)的氣體既有冷劑存儲工段的低溫液體也有壓縮工段的高溫氣體，正常排放量和事故排放量相差甚遠(yuǎn)。LNG裝置一般有兩路火炬排放管即冷火炬管道和熱火炬管道。冷火炬管道處理所有的低溫排放物、可能為低溫的排放物，以及冷劑系統(tǒng)的泄放物和排凈物；熱火炬管道處理沒有被排放至冷火炬系統(tǒng)的烴類物質(zhì)的泄放物和排凈物。寧夏宏興項(xiàng)目從經(jīng)濟(jì)性角度考慮，冷熱火炬排放線共用一根。排放總管管徑計算應(yīng)考慮最大排放量，從火炬頭開始，反算各支管排放背壓，確保各節(jié)點(diǎn)背壓低于該點(diǎn)允許背壓?；鹁婵偣苣Σ亮p失采用下式計算：式中：f為水力摩擦系數(shù)；L為管道當(dāng)量長度；d為管道內(nèi)徑；Mpp管道出口馬赫數(shù)按照下式計算：qZ為氣體壓縮系數(shù),取相對分段計算平均值;根據(jù)設(shè)計準(zhǔn)則要求，火炬總管的流速要求低于0.2馬赫，火炬分支匯管的流速要求低于0.5馬赫，安全閥尾管的流速要求低于0.7馬赫2.2排放氣支管接入1）地面火炬受安全距離的限制，與工藝裝置區(qū)相距較遠(yuǎn)。主裝置各工段排放氣支管從上方斜順流45°接入總管，以免管內(nèi)凝液倒流。2）排氣總管以不小于0.2%坡度坡向分液罐。3）考慮LNG排放低溫工況，對排放管進(jìn)行保溫和伴熱。4）對長距離的排放氣管道進(jìn)行水平π彎補(bǔ)償。3分液罐和火炬分液罐組成火炬雨對于LNG裝置火炬系統(tǒng)在總管進(jìn)入地面火炬之前，通常設(shè)置帶有浸入式電加熱器的分液罐，且分液罐是火炬管網(wǎng)系統(tǒng)的低點(diǎn)，所有的液體可由重力匯集到分液罐中。分液罐免于液體積聚在火炬總管從而導(dǎo)致由于流量加大，火炬系統(tǒng)可能會有較高背壓，而將液體帶入火炬，形成“火雨”。電加熱器采用液位控制，當(dāng)液位低時關(guān)閉。4地面火炬的環(huán)保性能寧夏宏興20萬t/aLNG裝置，最大排放量如表1該項(xiàng)目地面火炬包括：1）設(shè)計排放量135×1.1kg/h;2)192臺燃燒器，分8級燃燒系統(tǒng)。其中，6臺為空氣消煙燃燒器；第一級和第二級設(shè)置長明燈；3）火炬爐膛直徑φ18m，高度36m;1）地面火炬燃盡率大于99%，排放物滿足國家相關(guān)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。2）防風(fēng)墻外熱輻射小于1.58kW/m3）多級燃燒控制：根據(jù)總管上排放氣的壓力信號傳送到各級控制閥，壓力不同說明排放氣氣量不同，通過壓力變送器控制后續(xù)分級切斷閥的開關(guān)。多級燃燒控制系統(tǒng)保證地面燃燒器的高效燃燒率，從而實(shí)現(xiàn)無煙效果。4）在火炬爐膛外設(shè)置防風(fēng)墻，防止?fàn)t膛底部側(cè)風(fēng)對地面燃燒器燃燒狀態(tài)的影響，同時最大限度地降噪和防止熱輻射外漏。防風(fēng)墻內(nèi)設(shè)置可燃?xì)怏w報警儀。5）氮?dú)鉃楦魅紵魈峁┐祾咧脫Q用氣，防止空氣倒灌。6）火炬系統(tǒng)不設(shè)值守崗位，由PLC自動控制運(yùn)行，正常操作和監(jiān)控并入有人值守的中控室。5最小距離的確定安全距離設(shè)計LNG裝置中地面火炬總圖設(shè)計的重點(diǎn)。在火炬能夠充分燃燒，屏蔽火焰時，地面火炬與周圍的最小距離主要取決于輻射熱。在地面火炬處理系統(tǒng)時，常用APIRP521、API537標(biāo)準(zhǔn)。最小距離可按照下式計算：式中：D為火焰中心點(diǎn)到目標(biāo)物體的最小距離，m;r為傳送的熱輻射因數(shù)；F為接受的熱輻射因數(shù)；Q為熱排放（低熱值），kW;K為允許的輻射值，kW/m寧夏宏興液化天然氣項(xiàng)目廠址位于寧夏銀川國家經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)C區(qū)緯五路與經(jīng)四路交匯處，項(xiàng)目地面火炬安全距離設(shè)計在考慮火炬的輻射熱不應(yīng)影響人身及設(shè)備安全的前提下（一般<1.58kW/m6地面火炬的安全性評價地面火炬的選擇和所需的特殊設(shè)計受多種因素的影響。對于新建LNG項(xiàng)目而言，火炬所處理的氣體性質(zhì)（即組分、氣量、壓力、溫度）、項(xiàng)目用地面積、經(jīng)濟(jì)性（包括一次性投資和操作費(fèi)用）和公共關(guān)系都是設(shè)計要考慮的。總體而言，相對高架火炬，地面火炬沒有光污染、低