熊秋思

    (中国石化工程建设有限公司，北京 100101)

    近年来，保障装置的安全生产已成为工艺设计工作中最重要的一部分，火炬系统作为乙烯装置重要的安全设施，用于在试车、开停车、操作波动或发生紧急事故时收集装置内各系统排放的可燃物料，以保护设备及人身的安全、保证装置平稳运行，因此该系统的设计尤为关键。乙烯装置的火炬系统管网庞大、工况复杂、影响因素较多，需要对其进行合理的工艺设计，以同时满足装置安全和项目投资的要求。本文以某百万吨级新建乙烯装置为例，对乙烯装置火炬系统的工艺设计要点进行分析探讨。

    1 乙烯装置火炬系统设计

    1.1 火炬系统工艺流程

    乙烯装置通常设有2 个相对独立的排放系统：干(或冷)火炬系统和湿(或热)火炬系统，其中，干火炬系统主要收集泄放温度低于4 ℃的物料，湿火炬系统主要收集泄放温度高于4 ℃和含水的物料[1]。

    以某百万吨级新建乙烯装置为例，火炬系统的主要流程见图1。自上述两个排放系统的物料分别送入干火炬罐和湿火炬罐进行气液分离，干火炬罐内液体经干火炬汽化器汽化，罐顶气相进入干火炬过热器中被低压蒸汽过热后，与自湿火炬罐分离的湿火炬气混合，经装置火炬总管送至界区外的火炬管网。湿火炬罐内部配有低压蒸汽伴热盘管，用于汽化罐内的部分烃类，未被汽化的重烃及含油污水可通过罐底泵排放至界区外的污水罐或乙烯装置内的急冷水塔。

    图1 装置火炬系统流程Fig.1 Process flow diagram of flare system

    1.2 火炬系统设计步骤

    新建乙烯装置火炬系统的设计步骤主要分为以下4 部分：

    (1)火炬负荷分析

    分析乙烯装置的各个泄放工况，确定干火炬系统和湿火炬系统的最大负荷；

    (2)管网初步计算

    确定火炬系统界区点处的最大背压，利用软件搭建初步模型，按大工况泄放量计算火炬总管及管廊大口径干管的尺寸；

    (3)工艺设备设计

    计算火炬系统相关容器、换热器的尺寸及参数；

    (4)管网最终核算

    根据装置每个泄放点的工艺数据完善管网模型并优化管径，同时按安全阀厂家最终资料核算尾管的尺寸。

    2 火炬负荷分析

    乙烯装置的火炬负荷需分析多种事故工况 ......