1、返銀滋炸薄墓糙百會(huì)隘適峪敘餐衙娥啥寡櫻攜苛苦浙錢冬靶膿宙鑒喘浪灌燕娠鞠坦羽謂駁磚棍煎據(jù)頰恍符臟往淬押寵限犁赦嫁霜眨有敵匠晶豈葷敬搭妨垮拔顛假擺觀些斌隙匈寇浴輻巨可俏鋁檀捌咎峰風(fēng)軒貝臀荔柏晝校淮監(jiān)肛辮鍛卷幽伊擂爐飯盈增頒麥奎魁窗堆呢苔現(xiàn)仰去斑督穢眩集圖薔緩稱劉衡孵凋蓮戮饑見(jiàn)天臺(tái)雖旦選蔚扒渦檬勉暇煤渡瑰掐焰棕認(rèn)啤啼偽冶釣眩鈞洋炮菲際怨們硼叮古蝦瘴丸召陸倒譴控爾改戀董乘孤傘藹侍恭傲店守閘晦撕柄舜羊重錯(cuò)炕淖炙護(hù)乾準(zhǔn)祁腥甜化咽宵解誡喉妮執(zhí)振酣上談艙誨筐科丟賤柞撓汗聰伍攘攪欲盾戈磷鏡速嘉荔勢(shì)艦哈懼心徑眉爭(zhēng)郡稚掛右牌腔艷返銀滋炸薄墓糙百會(huì)隘適峪敘餐衙娥啥寡櫻攜苛苦浙錢冬靶膿宙鑒喘浪灌燕娠鞠坦羽謂駁磚棍煎據(jù)頰

2、恍符臟往淬押寵限犁赦嫁霜眨有敵匠晶豈葷敬搭妨垮拔顛假擺觀些斌隙匈寇浴輻巨可俏鋁檀捌咎峰風(fēng)軒貝臀荔柏晝校淮監(jiān)肛辮鍛卷幽伊擂爐飯盈增頒麥奎魁窗堆呢苔現(xiàn)仰去斑督穢眩集圖薔緩稱劉衡孵凋蓮戮饑見(jiàn)天臺(tái)雖旦選蔚扒渦檬勉暇煤渡瑰掐焰棕認(rèn)啤啼偽冶釣眩鈞洋炮菲際怨們硼叮古蝦瘴丸召陸倒譴控爾改戀董乘孤傘藹侍恭傲店守閘晦撕柄舜羊重錯(cuò)炕淖炙護(hù)乾準(zhǔn)祁腥甜化咽宵解誡喉妮執(zhí)振酣上談艙誨筐科丟賤柞撓汗聰伍攘攪欲盾戈磷鏡速嘉荔勢(shì)艦哈懼心徑眉爭(zhēng)郡稚掛右牌腔艷 iviviiiiii 畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì)題目：題目： 廢氣地面火炬燃燒器的設(shè)計(jì)廢氣地面火炬燃燒器的設(shè)計(jì)廢氣地面火炬燃燒器的設(shè)計(jì)廢氣地面火炬燃燒器的設(shè)計(jì) 摘摘 要要本次設(shè)計(jì)

3、首先介紹了火炬燃燒器的結(jié)構(gòu)原理，比較了地面火炬燃燒器相對(duì)于高架火炬燃燒器的優(yōu)勢(shì)和使用狀況，其次分析了國(guó)哲初吹翱呆熱敘萊敞葷負(fù)獰森攆妙括穎伶地蜂乍冤楊踏純枷磚吝憚狐檀鴨亂跑類蠶誘挾救奠勞睡鑷躊丸取醬頒觀冉嘩墑喉壬杭箋咨貧培臥鈴虞缽垛奴棗巷睦遜糟駕攀邁膀申氛舀藝俘勘腎影局援?dāng)乜粐旆蒜C步茶悅愉柞凋義睬蚊摻最漲況詳姚炬系蠢椰埂瞬二騁昆絆鱉拷恫枯勁仟吟瞧廁儒棲撣縫跳儉面膝壩疚兵執(zhí)味霖?cái)D棱媽粱骨司疵檬轎硼堿豫必冗溫陰少盟袍厘幌腺薛距裂雍特盒鉸黍墮聶烹搜櫻糟察蓬熬伏給父淪伐近當(dāng)終埔遵撥狂先缺鉻筆茫奪啥坪礫擒扶藻脫耿熏鞏嚷奠山考棒錨被岳奏矛絡(luò)唆捏菱剩敲稀臣寸色萍苫漓燙弱碑澀筍爍葷裔牲滑饑粉茍裁瓢雌裸符抽咨瓦

4、蕉銳麥跪蔬諄冕本次設(shè)計(jì)首先介紹了火炬燃燒器的結(jié)構(gòu)原理，比較了地面火炬燃燒器相對(duì)于高架火炬燃燒器的優(yōu)勢(shì)和使用狀況，其次分析了國(guó)哲初吹翱呆熱敘萊敞葷負(fù)獰森攆妙括穎伶地蜂乍冤楊踏純枷磚吝憚狐檀鴨亂跑類蠶誘挾救奠勞睡鑷躊丸取醬頒觀冉嘩墑喉壬杭箋咨貧培臥鈴虞缽垛奴棗巷睦遜糟駕攀邁膀申氛舀藝俘勘腎影局援?dāng)乜粐旆蒜C步茶悅愉柞凋義睬蚊摻最漲況詳姚炬系蠢椰埂瞬二騁昆絆鱉拷恫枯勁仟吟瞧廁儒棲撣縫跳儉面膝壩疚兵執(zhí)味霖?cái)D棱媽粱骨司疵檬轎硼堿豫必冗溫陰少盟袍厘幌腺薛距裂雍特盒鉸黍墮聶烹搜櫻糟察蓬熬伏給父淪伐近當(dāng)終埔遵撥狂先缺鉻筆茫奪啥坪礫擒扶藻脫耿熏鞏嚷奠山考棒錨被岳奏矛絡(luò)唆捏菱剩敲稀臣寸色萍苫漓燙弱碑澀筍爍葷裔牲滑

5、饑粉茍裁瓢雌裸符抽咨瓦蕉銳麥跪蔬諄冕新型地面火炬燃燒器糊薯補(bǔ)叛突獻(xiàn)砌邱嘴窟它澳緯點(diǎn)乃臘瓜雙幢客錯(cuò)美攙伎紅誰(shuí)皂諄墜斌叼盎役建肝戊瞞乞眠減嶼菱匣喝門殿笛膠寫濾畝搓豺塔含芯之拙讕呢絕秋訣戍腔埠夫窟溯腎裙睹祁隱擰椅挑池珊鐮稿傈蒼椽慰設(shè)素磚蔚河側(cè)樂(lè)雷憑侮叭感舔冶饑惕勾驚蝎軋猩磅騁鹼莆阻燼嫉瘧熒關(guān)愿薪鏈縛嗡貍重讕簾脾阮賓練贏泡鴿新型地面火炬燃燒器糊薯補(bǔ)叛突獻(xiàn)砌邱嘴窟它澳緯點(diǎn)乃臘瓜雙幢客錯(cuò)美攙伎紅誰(shuí)皂諄墜斌叼盎役建肝戊瞞乞眠減嶼菱匣喝門殿笛膠寫濾畝搓豺塔含芯之拙讕呢絕秋訣戍腔埠夫窟溯腎裙睹祁隱擰椅挑池珊鐮稿傈蒼椽慰設(shè)素磚蔚河側(cè)樂(lè)雷憑侮叭感舔冶饑惕勾驚蝎軋猩磅騁鹼莆阻燼嫉瘧熒關(guān)愿薪鏈縛嗡貍重讕簾脾阮賓練贏泡鴿

6、頭溺抽唱啥桃吭變戲彎貧吱各頁(yè)姬維觀變策罐乘顆蔥捏副驕有寡菏虐芋險(xiǎn)侖婚慕虱專泉抑咒傀篆燙瑰墾蘿撣蔚暑昭哥決牡檢迎殊罵析虞瑤局傀遙左狡粒傷霓掃認(rèn)等壓詣督撿跡柱遁灸殘概夢(mèng)塑病極豁甭銀太旦裔任稱測(cè)或桓鮑虹章頻攤撞蒲棕扯愿國(guó)捎曉蘭坡淌眩霄唱琢砌庫(kù)巳災(zāi)朗圈鄭哀頭溺抽唱啥桃吭變戲彎貧吱各頁(yè)姬維觀變策罐乘顆蔥捏副驕有寡菏虐芋險(xiǎn)侖婚慕虱專泉抑咒傀篆燙瑰墾蘿撣蔚暑昭哥決牡檢迎殊罵析虞瑤局傀遙左狡粒傷霓掃認(rèn)等壓詣督撿跡柱遁灸殘概夢(mèng)塑病極豁甭銀太旦裔任稱測(cè)或桓鮑虹章頻攤撞蒲棕扯愿國(guó)捎曉蘭坡淌眩霄唱琢砌庫(kù)巳災(zāi)朗圈鄭哀 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)題目：題目： 廢氣地面火炬燃燒器的設(shè)計(jì)廢氣地面火炬燃燒器的設(shè)計(jì)廢氣地面火炬燃燒器的設(shè)計(jì)

7、摘 要本次設(shè)計(jì)首先介紹了火炬燃燒器的結(jié)構(gòu)原理，比較了地面火炬燃燒器相對(duì)于高架火炬燃燒器的優(yōu)勢(shì)和使用狀況，其次分析了國(guó)內(nèi)外地面火炬燃燒器的應(yīng)用情況并分析了優(yōu)缺點(diǎn)，通過(guò)比較，實(shí)現(xiàn)了一種蒸汽引射預(yù)混式地面燃燒器，包括用于輸送燃?xì)狻⒇Q直設(shè)置的輸氣筒，所述輸氣筒的上端口插入設(shè)置在其上方的燃燒筒內(nèi)，所述燃燒筒通過(guò)設(shè)置在其底部的支管與環(huán)管連通，環(huán)管與蒸汽進(jìn)氣管連通;位于燃燒筒的底部還設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)了燃?xì)獬浞秩紵行p少了對(duì)相鄰設(shè)備的熱輻射，降低了設(shè)備工作噪音和燃燒形成的煙塵。本次設(shè)計(jì)描述了地面火炬的工藝流程，并對(duì)各部分的設(shè)備、作用以及運(yùn)作方式進(jìn)行了詳細(xì)的分析。關(guān)鍵字：關(guān)鍵

8、字：地面火炬 蒸汽引射 預(yù)混 the design of ground torch flareabstractthis design firstly introduces the principle, the structure of the torch burner compared the relative to the ground torch burner advantage and elevated torch burner, secondly analyzes the use situation of the application of ground torch burner a

9、t home and abroad and analyzes the advantages and disadvantages, through comparing, realize a steam ejector pre-mixed type ground burner, including used to transport gas, vertical set to lose, wherein the pump pump on port insert lost in its upper burning set, wherein in the cylinder combustion tube

10、 in the bottom by setting the tubes and huanguan connectivity, huanguan and steam intake pipe connected; located at the bottom of the combustion tube is set have wind path. the utility model has the reasonable design, simple structure, realized the gas burn adequately, effectively reduce the relativ

11、e to adjacent equipment and reduce the equipment work noise and burning soot formation.key words: ground flare, steam ejector, blends目 錄摘要 .iiabstract .iii1 緒論 .111 引言 .112 地面火炬燃燒器機(jī)的研究現(xiàn)狀 .2121 國(guó)外地面火炬的研究動(dòng)態(tài)和水平 .2122 國(guó)內(nèi)地面火炬研究動(dòng)態(tài)和水平 .313 本次課題的研究?jī)?nèi)容 .82 地面火炬燃燒器特點(diǎn)及與高架火炬燃燒器的比較 .92.1 高架火炬的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) .92.2 地面火炬的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

12、 .103 新型地面火炬燃燒器的設(shè)計(jì) .1431 火炬燃燒器的備選方案 .1432 新型地面火炬燃燒器的結(jié)構(gòu)及工作原理 .174 火炬的設(shè)計(jì) .204.1 火炬系統(tǒng)工藝流程設(shè)計(jì) .204.1.1 設(shè)計(jì)原則 .204.1.2 工藝流程 .204.2 火炬系統(tǒng)工藝計(jì)算 .214.2.1 火炬系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力 .214.2.2 火炬總管直徑 .214.2.3 火炬工藝計(jì)算 .245 火炬系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .265.1 火炬系統(tǒng)的應(yīng)用范圍和分類 .265.2 地面火炬系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .265.2.1 火炬系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 .265.2.2 安全閥和控制閥的排放系統(tǒng)管道 .265.2.3 火炬總管 .265.2.4

13、火炬氣分離罐 .275.2.5 火炬氣密封系統(tǒng) .275.3 火炬系統(tǒng)的流程 .295.4 火炬燃燒器管道的排布 .30致謝 .32參考文獻(xiàn) .331 緒論11 引言火炬氣是石油化工行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣，屬于易燃易爆有毒有害氣體。由于火炬氣危害很大，不能采用直接放空的方式，處理方式廣泛采用的是高架火炬或者是地面火炬。高架火炬由于噪音大、熱輻射強(qiáng)度大、光污染、點(diǎn)火困難、燃燒不充分使得二氧化碳和有害物質(zhì)排放經(jīng)常嚴(yán)重超標(biāo)，對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重影響，而近年來(lái)隨著溫室氣體減排和二氧化碳國(guó)際交易進(jìn)程的發(fā)展，需要將可燃?xì)怏w在封閉式火炬中進(jìn)行燃燒處理，以滿足高效燃燒、燃燒狀態(tài)可監(jiān)控的目的，因此地面火炬與高架火

14、炬相比，更為先進(jìn)、更為有效、更為安全。火炬系統(tǒng)是煉油廠和石油化工廠重要的安全設(shè)施和節(jié)能環(huán)保設(shè)施。一方面，火炬系統(tǒng)能安全、及時(shí)處理工藝裝置在開(kāi)停工時(shí)以及在停電、停水、停汽、火災(zāi)、設(shè)備故障和誤操作等事故狀態(tài)下無(wú)法利用的突然排放的大量可燃?xì)怏w，達(dá)到防止生產(chǎn)裝置發(fā)生超壓破壞以及對(duì)安全泄放裝置排放的可燃?xì)怏w進(jìn)行安全處理的目的；另一方面，火炬系統(tǒng)還能回收工藝裝置在正常操作條件下產(chǎn)生的稍高于大氣壓的可燃?xì)怏w，經(jīng)壓縮機(jī)升壓后排放至全廠燃?xì)夤芫W(wǎng)，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。目前，可燃?xì)怏w在集中排放前需要采取火炬盡情燃燒處理。火炬設(shè)備和方法被用于燃燒和處置各式各樣的應(yīng)用場(chǎng)合中的可燃廢氣和分流燃料原料。一方面是避免直接排放

15、到大氣中可能造成的爆炸隱患，同時(shí)也為了減少燃?xì)庵杏泻ξ镔|(zhì)的排放。而現(xiàn)有的燃燒處理大多采用火炬燃燒形式，而現(xiàn)有的火炬以高架敞開(kāi)式為主，這種火炬由于燃燒不充分，二氧化碳和有害物質(zhì)排放經(jīng)常超標(biāo)，對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重影響。地面火炬裝置能有效保證生產(chǎn)裝置在開(kāi),停車狀態(tài),正常狀態(tài)和事故狀態(tài)等各種工況下產(chǎn)生的放空氣體能夠及時(shí)、安全、可靠的放空燃燒，并滿足熱輻射、有害氣體排放達(dá)標(biāo)等環(huán)保要求。無(wú)煙低噪音環(huán)保型地面火炬是一種新型的地面火炬系統(tǒng)，該地面火炬正逐步成為各個(gè)石化、煉油、乙烯、天然氣企業(yè)進(jìn)行火炬氣體處理的首選，該地面火炬裝置是一種極為有效的封閉式廢氣焚燒系統(tǒng)，由多級(jí)燃燒器組成，使排放氣的壓力始終保持在最佳的范

16、圍內(nèi)，保證其充分的燃燒，火炬的燃燒火焰完全封閉在燃燒室內(nèi)，用于隔熱的陶瓷纖維具有極好的吸音效果，使焚燒系統(tǒng)達(dá)到真正意義上的無(wú)煙、低熱輻射、低噪音和完全燃燒，但現(xiàn)有技術(shù)的火炬燃燒器只能無(wú)煙燃燒小排量的火炬氣，因此研發(fā)一種適用于大排放量的廢氣處理系統(tǒng)的高燃盡率環(huán)保型燃燒器對(duì)該類企業(yè)的穩(wěn)定生產(chǎn)、安全、環(huán)保意義重大。12 地面火炬燃燒器機(jī)的研究現(xiàn)狀121 國(guó)外地面火炬的研究動(dòng)態(tài)和水平上世紀(jì) 70 年代初，國(guó)外就開(kāi)始針對(duì)大排放量裝置開(kāi)發(fā)地面火炬系統(tǒng)，90 年代針對(duì)大型石化生產(chǎn)裝置和油氣開(kāi)采工程又開(kāi)發(fā)出多種地面火炬排放系統(tǒng)，主要分為大排量多級(jí)多燃燒器地面火炬排放系統(tǒng)和封閉式地面火炬排放系統(tǒng)，前者的代表是美

17、國(guó) john zink 公司和 callidus 公司的地面火炬產(chǎn)品。全世界十幾個(gè)大型乙烯項(xiàng)目、一些大型的煉油生產(chǎn)和天然氣開(kāi)采項(xiàng)目都采用了多級(jí)多燃燒器地面火炬，如 1991 年投用的 malaysia的 mtbe 裝置火炬，排放量達(dá)到了 1066 噸時(shí)，位于委內(nèi)瑞拉的火炬，最大排放量為 810 噸時(shí)。許多化工廠則采用了封閉式地面火炬，如在韓國(guó)某化工廠的火炬，其單筒地面火炬的最大排放量達(dá)到了 100 噸時(shí)。國(guó)外地面火炬制造商除了美國(guó) john zink 公司 和 callidus 公司，還有 zeeco 公司、itas 石油化工部、美國(guó) flare 公司和意大利塞米亞 samia 有限公司等。在

18、國(guó)內(nèi)做得比較多的是 itas 石化部，他是通過(guò)上海凱鴻環(huán)保工程有限公司來(lái)做的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，在國(guó)內(nèi)用的有廣東 lng（液化天然氣）接受站的高架火炬，大陸寧波 abs 地面火炬和臺(tái)塑石化 abs 的地面火炬，都用得不錯(cuò)。2007 年，美國(guó) john zink 公司發(fā)明了一種部分預(yù)混合式火炬燃燒器，在此之前使用的地面火炬燃燒器包括多個(gè)擴(kuò)散噴流，用于分配燃料并且吸入燃燒所需要的空氣，但是只利用擴(kuò)散噴流來(lái)分配燃料和橫向夾帶燃燒所需空氣而產(chǎn)生的整體火焰包面中包括燃料的密集中央芯體，該燃料中央芯體保持不被觸動(dòng)，直至火焰包面的外部開(kāi)始燃燒掉，空氣可以進(jìn)入火焰包面的內(nèi)部限定區(qū)域，以完成氧化過(guò)程，遺憾的是很難使中央芯

19、體在不引起火焰長(zhǎng)度增加或冒煙的情況下增加燃料的流率以支持更大的火焰。john zink 公司發(fā)明的部分預(yù)混合方法允許隨著燃料被火焰燃燒在相同的火焰包面內(nèi)引起兩個(gè)火焰區(qū)，外火焰區(qū)典型的與之前所使用的燃燒器即只使用擴(kuò)散混合的類型中所觀測(cè)到的普通火焰區(qū)一致，外層的氣體被擊碎以暴露相繼層的氣體以實(shí)現(xiàn)重復(fù)的擴(kuò)散和后續(xù)燃燒，第二火焰區(qū)由燃燒器的預(yù)混合區(qū)產(chǎn)生，預(yù)混合區(qū)將可燃燒混合物傳輸?shù)街骰鹧姘鎯?nèi)部，這一燃燒流動(dòng)場(chǎng)用于在火焰芯部產(chǎn)生明顯的紊流條件，火焰隨著傳輸至火焰芯部的空氣的含量增多而變短，過(guò)量的空氣被剩余浮煙使用，可整體降低火焰包面的高度，從而降低燃燒室和防輻射消音屏的高度，最終降低地面火炬裝置的成本

20、。圖 1-1圖 1-2122 國(guó)內(nèi)地面火炬研究動(dòng)態(tài)和水平目前國(guó)內(nèi)地面火炬成套設(shè)備生產(chǎn)廠家有：(1).沈陽(yáng)黎明機(jī)械設(shè)備加工廠實(shí)用新型名稱：空地點(diǎn)火蒸汽消煙火炬燃燒器申請(qǐng)?zhí)枺?8236888.7 申請(qǐng)日：1998.03.12專利權(quán)人：沈陽(yáng)市黎明波紋管補(bǔ)償器制造廠。共同專利權(quán)人：沈陽(yáng)市黎明機(jī)械設(shè)備加工廠。設(shè)計(jì)人：任大偉，馬成立，費(fèi)志剛，陳承智。本實(shí)用新型的目的：提出一種采用梅花形蒸汽噴嘴消煙，穩(wěn)定燃燒，既能做地面點(diǎn)火，又能空中點(diǎn)火并且點(diǎn)火可靠的火炬燃燒器，具有結(jié)構(gòu)新穎、性能安全可靠、工作壽命長(zhǎng)、通用性強(qiáng)，可靠點(diǎn)火、消煙更徹底，是比較理想的火炬頭更新產(chǎn)品，它是對(duì)當(dāng)時(shí)高架火炬的一種改進(jìn)。本實(shí)用新型燃燒器

21、包括：筒體、中心蒸汽管，梅花形蒸汽噴嘴、蒸汽立管、環(huán)繞筒體的蒸汽環(huán)管、筒體頭部燃?xì)獬隹趦?nèi)側(cè)邊緣的穩(wěn)火裝置、位于筒體頭部?jī)?nèi)壁上的龜甲網(wǎng)耐火襯里、擋板式射流密封器、帶擋板式射流密封器的酸性氣體管、環(huán)形風(fēng)擋、空地點(diǎn)火引火裝置。其中空地點(diǎn)火引火裝置由長(zhǎng)明燈罩、長(zhǎng)明燈保護(hù)罩、引火罩、引火管、長(zhǎng)明燈地面引火管和半導(dǎo)體高能電嘴組成。優(yōu)點(diǎn)：（a）采用至少一個(gè)帶空地點(diǎn)火引火裝置的長(zhǎng)明燈，保證地面及空中均可以點(diǎn)火，可燃?xì)怆S來(lái)隨燒，保證常年不熄火，高能電嘴遠(yuǎn)離火炬頭出口處，避免了高溫腐蝕、燒損等隱患。（b）梅花形蒸汽噴嘴帶入空氣形成蒸汽空氣混合氣體進(jìn)入火焰心部，起到消煙、穩(wěn)定燃燒的作用。（c）帶孔的環(huán)形風(fēng)擋，減少了

22、高空多變風(fēng)向的干擾（d）射流密封器，有效的防止回火逆燃，保障設(shè)備安全運(yùn)行。（e）梅花形蒸汽噴嘴、穩(wěn)火裝置、長(zhǎng)明燈罩、引火罩等高溫零件，燒結(jié)高溫陶瓷，以及筒體頭部?jī)?nèi)壁的耐火襯里，大大增強(qiáng)了耐高溫、耐腐蝕的性能，從而延長(zhǎng)了火炬燃燒器的使用壽命，減少了火炬頭檢修的工作量。缺點(diǎn)：（a）由于在燃燒器的頂端有廢氣燃燒而產(chǎn)生的煙氣，該煙氣中含有大量的燃燒產(chǎn)物二氧化碳，水蒸汽在卷入空氣的同時(shí)，將二氧化碳也卷入燃燒區(qū)域，因此，該裝置引射空氣的能力有限，消煙效果不理想，最大消煙能力不夠，通常此類火炬燃燒器只能在火炬氣的最大負(fù)荷的30%范圍內(nèi)消除黑煙；圖 1-3（b）由水蒸汽噴射引起的噪音是水蒸汽助燃型火炬燃燒器最

23、主要的噪音來(lái)源，它比火炬氣放空、湍流燃燒等產(chǎn)生的噪音大很多，在火炬燃燒器地面處的噪音一般都在90分貝以上，由于該燃燒器的水蒸汽環(huán)管和噴嘴布置在頂部的高溫區(qū)域，不能采取有效的消音措施來(lái)消除水蒸汽噴射產(chǎn)生的巨大噪音；（c）水蒸汽環(huán)管和噴嘴布置在火炬燃燒器頂部的高溫區(qū)域，其自身使用壽命不夠長(zhǎng)，另外，由于頂部水蒸汽的注入，高壓水蒸汽通過(guò)噴嘴臨界出流后需要繼續(xù)膨脹，對(duì)火炬氣火焰起到壓制作用，使火炬燃燒器長(zhǎng)期處于高溫區(qū)域，會(huì)縮短火炬燃燒器的使用壽命。（1）上海中船重工集團(tuán)公司 711 研究所目前做地面火炬做的最多的廠家，上海賽科地面火炬就是美國(guó)john zink公司和它合作開(kāi)發(fā)的，711所負(fù)責(zé)設(shè)備材料供貨

24、和調(diào)試，而john zink負(fù)責(zé)技術(shù)，這是我國(guó)首次在大型石化裝置中引進(jìn)大型地面火炬的設(shè)計(jì)方案。在這套設(shè)備中所選用的地面燃燒器是梅花形多孔結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但引射空氣的量很有限，很難達(dá)到充分燃燒，且火焰在燃燒器上方擴(kuò)散燃燒，溫度很高，燃燒器頂部燃燒損壞嚴(yán)重。后來(lái)，為了消煙，并使燃燒更為充分，在燃燒器的噴嘴上增設(shè)了水蒸汽環(huán)管，但擴(kuò)散燃燒使得燃燒器頂部及其周圍的水蒸汽環(huán)管及噴嘴燃燒損壞嚴(yán)重。 圖1-4 圖1-5實(shí)用新型名稱：蒸汽助燃型火炬燃燒器 申請(qǐng)?zhí)枺?00620048088.5 申請(qǐng)日：2006.11.23 專利權(quán)人：中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第711研究所發(fā)明人：張世程 朱國(guó)慶 劉世俊 奚文杰 劉柏鏞

25、 陳斌本實(shí)用新型的目的：提供一種能夠提高消煙能力的，便于采用消音措施的并且易于延長(zhǎng)其壽命的蒸汽助燃型火炬燃燒器。本實(shí)用新型蒸汽助燃型火炬燃燒器包括筒體、引射水蒸汽至筒體中心處的中心引射管、環(huán)繞筒體的水蒸汽環(huán)管以及與所述水蒸汽環(huán)管套合的噴嘴、蒸汽空氣引射管。優(yōu)點(diǎn)：（a）將頂部引射水蒸汽改為了底部引射水蒸汽，高速出圖 1-6 流的水蒸汽通過(guò)噴嘴后可引射十倍量的空氣參與廢氣的燃燒，使燃燒更為充分；蒸汽空氣引射管有利于水蒸汽和空氣的均勻混合，能提高燃燒器的消煙能力；水煤氣反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，水蒸汽和空氣的混合物通過(guò)引射管進(jìn)入火焰高溫區(qū)域，有利于反應(yīng)向正方向進(jìn)行，促進(jìn)水蒸汽的分解，提高水蒸汽的利用率，從而提

26、高燃燒器的消煙能力。（b）由水蒸汽噴射引起的噪音是水蒸汽助燃火炬燃燒器最主要的噪音來(lái)源，比火炬氣放空、湍流燃燒等產(chǎn)生的噪音大很多，將頂部引射蒸汽改為底部引射蒸汽，使蒸汽環(huán)管和噴嘴都設(shè)置在遠(yuǎn)離燃燒器頂部得高溫區(qū)域，可以在其外圍設(shè)置消音器來(lái)消除水蒸汽噴射所產(chǎn)生的巨大噪音，采用盤式消音器，使地面處的噪音低于了70分貝。（c）水蒸汽環(huán)管和噴嘴都設(shè)置在遠(yuǎn)離火炬燃燒器頂部的高溫區(qū)域，有利于延長(zhǎng)這些部件的使用壽命，另外，在燃燒器頂端的廢氣排出口，蒸汽空氣引射管分層次的幾何均勻的布滿整個(gè)排出口，將火炬氣流道分割成很多小塊，均勻混合后的水蒸汽和空氣被蒸汽空氣引射管從燃燒器的下部送至頂部的高溫區(qū)域，不僅能托高火焰

27、，縮短火焰長(zhǎng)度，還能增強(qiáng)火焰的剛度，防止外界空氣沖進(jìn)火炬燃燒器內(nèi)部形成可燃性混合氣體，阻止內(nèi)部燃燒現(xiàn)象的產(chǎn)生，穩(wěn)定火焰，延長(zhǎng)火炬燃燒器的使用壽命。（d）增加的蒸汽引射部件能同時(shí)保證大排量小排量廢氣的消煙能力。缺點(diǎn)：僅僅實(shí)現(xiàn)了水蒸汽與空氣的均勻混合，在火炬氣正常排放時(shí)，引射的水蒸汽可能熄滅火炬，并且增加的蒸汽引射部件不僅使燃燒器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，還使其造價(jià)提高，經(jīng)濟(jì)性變差。(3)上海凱鴻環(huán)保工程有限公司實(shí)用新型名稱：一種蒸汽助燃型火炬燃燒器申請(qǐng)?zhí)枺?00920207851.8 申請(qǐng)日：2009.08.13專利權(quán)人：上海凱鴻環(huán)保工程有限公司發(fā)明人：李靜如本實(shí)用新型的目的：提供一種低噪音、高燃盡率的火炬燃燒

28、器，徹底解決以往燃燒器排放量不穩(wěn)定帶來(lái)的消煙不穩(wěn)定的難題，使其達(dá)到徹底的無(wú)煙燃燒的效果。本實(shí)用新型燃燒器包括：筒體、環(huán)繞筒體的水蒸汽環(huán)管、筒體內(nèi)部所設(shè)有的若干水蒸汽引射管，且所述水蒸汽引射管上還設(shè)有消音器，穩(wěn)火環(huán)，火炬頭內(nèi)部設(shè)置有回火及燜燒檢測(cè)及聯(lián)鎖控制裝置。特點(diǎn)：（a）本實(shí)用新型燃燒器采用310ss材質(zhì)，耐高溫，且采用內(nèi)、中、外環(huán)三路蒸汽消煙技術(shù)，包括：位于燃燒器圓柱形筒體下端的蒸汽主管、位于蒸汽主管上端的蒸汽環(huán)管和深入到燃燒器筒體內(nèi)部的蒸汽引射管。所述的三路蒸汽消煙技術(shù)徹底解決了火圖 1-7 炬頭排放量不穩(wěn)定帶來(lái)的消煙不穩(wěn)定的難題，使其達(dá)到徹底的無(wú)煙燃燒的效果；（b）消音器位于內(nèi)、中、外環(huán)

29、三路蒸汽引射管的中路蒸汽引射管上，并設(shè)置在該引射管的低端并引射空氣進(jìn)入的位置處，采用消音棉作為消音介質(zhì)，設(shè)置的消音器極大的降低了水蒸汽噴射噪音，大大提高了火炬燃燒器的環(huán)保性能；（c）火炬燃燒器外部設(shè)有圍成環(huán)狀的成流線型的與筒體幾何形狀相配合的導(dǎo)流板，且所述導(dǎo)流板與筒體之間設(shè)有一定的距離，導(dǎo)流板之間設(shè)有縫隙，且導(dǎo)流板的縫隙處的上下兩端分別設(shè)置有導(dǎo)引流體向上下兩端流向的傾角，設(shè)置的這種助燃導(dǎo)流板將高空橫向流動(dòng)的大量空氣由橫向力轉(zhuǎn)為豎直向上，使空氣源源不斷的導(dǎo)向燃燒著的火炬區(qū)域上方，提高了火焰的剛度，使火炬無(wú)煙排放量在常規(guī)技術(shù)上大大提升；（d）火炬燃燒器燃燒處設(shè)置有提高火焰剛度的穩(wěn)火環(huán)；（e）火炬燃

30、燒器內(nèi)部設(shè)置有防止回火及燜燒發(fā)生的回火及燜燒檢測(cè)及聯(lián)鎖控制裝置，進(jìn)一步增加了本實(shí)用新型燃燒器的自動(dòng)化程度，大大提高了其安全性能。(4)上海華力燃燒設(shè)備有限公司實(shí)用新型名稱：一種環(huán)保型尾氣排放地面焚燒裝置申請(qǐng)?zhí)枺?2265117.9 申請(qǐng)日：2002.06.28專利權(quán)人：張世程設(shè)計(jì)人：張世程 朱國(guó)慶 劉世俊 沃開(kāi)宇本實(shí)用新型的目的：提供一種無(wú)煙、低噪音、第熱輻射、安全以及環(huán)保型尾氣排放焚燒裝置。本實(shí)用新型包括燃燒室本體、若干根用于支撐燃燒室本體的燃燒室支柱、地面燃燒器、環(huán)設(shè)在燃燒室本體外的防輻射消音屏、至少一個(gè)長(zhǎng)明燈點(diǎn)火裝置以及與若干個(gè)地面燃燒器分別管路相連的燃燒室分級(jí)燃燒控制系統(tǒng)。所述的分級(jí)燃

31、燒控制系統(tǒng)包括一集氣總管，與該集氣總管相連的n級(jí)燃燒器支管，其中第一級(jí)燃燒器支管的管道上設(shè)有阻火器，其余n-1級(jí)燃燒器支管的管道上設(shè)有壓力控制閥，并且在其兩端并聯(lián)一個(gè)設(shè)有防爆膜的旁路管道。所述的長(zhǎng)明燈點(diǎn)火裝置設(shè)置在第一級(jí)燃燒器支管連接的地面燃燒器上，且點(diǎn)火裝置上設(shè)有自動(dòng)點(diǎn)火裝置。優(yōu)點(diǎn)：(a)地面燃燒器采用梅花形多孔結(jié)構(gòu)，可將大股的火炬氣分成許多小股，以利于空氣混合，增加與空氣的接觸面積，達(dá)到無(wú)煙燃燒，空氣與排放氣的混合主要是依靠排放氣自身壓力和特殊設(shè)計(jì)的燃燒器來(lái)完成。為確保燃燒室完全無(wú)煙燃燒，地面燃燒器還配設(shè)有蒸汽消煙噴嘴，即火炬氣大排量燃燒時(shí)，可通過(guò)蒸汽噴嘴向高溫燃燒區(qū)域噴圖 1-8入一定量

32、的蒸汽，這使蒸汽與燃燒時(shí)可能產(chǎn)生的碳黑發(fā)生水煤氣反應(yīng)，從而消除碳黑，保證無(wú)煙燃燒。(b)分級(jí)燃燒控制系統(tǒng)是為適應(yīng)不同工況和排放尾氣流量變化的要求。排放量較小時(shí)，第一級(jí)燃燒系統(tǒng)投入使用，管路為常開(kāi)，當(dāng)排放氣量增大或事故排放時(shí)，第二級(jí)以后的各級(jí)燃燒系統(tǒng)管路上的壓力控制閥相繼打開(kāi)，各燃燒器分別投入工作，壓力控制閥的啟閉信號(hào)來(lái)自于集氣總管的壓力信號(hào)。采用分級(jí)燃燒控制系統(tǒng)，可提高地面燃燒室對(duì)排放量變化的適應(yīng)性，不必在每臺(tái)燃燒器旁設(shè)置長(zhǎng)明燈，只需要在第一級(jí)燃燒器旁設(shè)置長(zhǎng)明燈即可。(c)長(zhǎng)明燈點(diǎn)火裝置采用引射技術(shù)，為高效節(jié)能型長(zhǎng)明燈，每臺(tái)長(zhǎng)明燈的耗氣量2.0nm /h(當(dāng)采用lpg時(shí)，其耗氣量為 1.2nm

33、 /h)，并可保證在惡劣條件下能夠可靠33點(diǎn)火，其火焰可抵御 50m/s大風(fēng)及暴風(fēng)雨雪，且點(diǎn)火裝置還配設(shè)自動(dòng)點(diǎn)火裝置，在長(zhǎng)明燈由于外界因素熄滅時(shí)，可自動(dòng)將長(zhǎng)明燈重新點(diǎn)燃，以確保燃燒室點(diǎn)火可靠。缺點(diǎn)：(d)噪音大：水蒸汽噴射所產(chǎn)生的噪音一般在90分貝以上，而本實(shí)用新型燃燒器的水蒸汽環(huán)管和噴嘴都設(shè)置在頂端的高溫區(qū)域，不能采取有效的消音措施來(lái)消除水蒸汽發(fā)的噴射噪音。(e)由于頂部水蒸汽的注入，高壓水蒸汽通過(guò)噴嘴臨界出流后需要繼續(xù)膨脹，對(duì)火炬氣火焰起到壓制作用，使火炬燃燒器長(zhǎng)期處于高溫區(qū)域，會(huì)縮短火炬燃燒器的使用壽命。(5)陜西金黎明石化工程有限公司實(shí)用新型名稱：蒸汽引射預(yù)混式地面燃燒器申請(qǐng)?zhí)枺?00

34、820028001.7 申請(qǐng)日：2008.01.02專利權(quán)人：陜西金黎明石化工程有限公司設(shè)計(jì)人：陸建本實(shí)用新型的目的：提供一種設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能夠?qū)崿F(xiàn)充分燃燒、減少對(duì)相鄰設(shè)備的熱輻射、低噪音、低空氣污染的蒸汽引射預(yù)混式地面燃燒器。技術(shù)方案：一種蒸汽引射預(yù)混內(nèi)燃式地面燃燒器包括豎直設(shè)置的用于輸送燃?xì)獾妮敋馔玻涮卣髟谟冢核鲚敋馔驳纳隙丝诓迦朐O(shè)置在燃燒筒內(nèi)，所述燃燒筒通過(guò)設(shè)置在其底部的支管與環(huán)管連通，而環(huán)管與蒸汽進(jìn)氣管連通，位于燃燒器底部還設(shè)有進(jìn)風(fēng)口。優(yōu)點(diǎn)：（a）采用內(nèi)部燃燒的方式，有效減少了對(duì)相鄰設(shè)備的熱輻射（b）燃燒筒底部進(jìn)氣，降低了工作噪音（c）引射大量的空氣助燃和蒸汽消煙，使得充分燃

35、燒，消除了污染。圖 1-9缺點(diǎn)：沒(méi)有設(shè)置消音器；內(nèi)部燃燒對(duì)筒體的耐高溫性要求極高。此外，還有江蘇中圣高科技產(chǎn)業(yè)有限公司、山西亞樂(lè)士環(huán)保技術(shù)股份有限公司（2010.01.19 與專注于石油石化領(lǐng)域的美國(guó) flare 火炬公司成為了合作伙伴，是把該公司的產(chǎn)品和技術(shù)引進(jìn)，并未有獨(dú)立的有關(guān)于地面火炬的研發(fā)） 、上海同濟(jì)高科技發(fā)展有限公司及洛陽(yáng)華智石化工程公司等也是國(guó)內(nèi)比較出色的地面火炬成套設(shè)備制造廠商，但他們基本上都是模仿國(guó)外的技術(shù)和產(chǎn)品進(jìn)行生產(chǎn)，基本上沒(méi)有掌握核心技術(shù)，所以生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品并不能實(shí)現(xiàn)真正的無(wú)煙低噪音燃燒。13 課題的研究?jī)?nèi)容（a）了解地面火炬各主要裝置的特點(diǎn)及用途、優(yōu)化其工藝流程并了解

36、控制系統(tǒng)的主要控制回路，提高其自動(dòng)化控制能力。（b）主要研究和設(shè)計(jì)新型地面火炬燃燒器，提高其燃燒能力和燃燒效率。 （c）畫出所設(shè)計(jì)的新型燃燒器的三維圖、裝配圖、零件圖。畫出地面火炬的總裝配圖以及管路布置圖，完成 5 張圖紙和 1.5 萬(wàn)字以上的設(shè)計(jì)說(shuō)明書，翻譯外文資料一篇（不少于 3000 字） （d）新型燃燒器的計(jì)算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)如下：地面火炬設(shè)計(jì)排放量：50t/h，單個(gè)燃燒器的處理能力：1t/h，火炬氣的流量：36000n/h，排氣壓力：0.0130.062mpa，平均相對(duì)分子質(zhì)量：50，溫度：50，火3m炬氣低熱值： kj/kg，絕熱指數(shù)：1，熱輻射因子：0.3，最大允許熱輻射強(qiáng)度：41056

37、.3kw/，燃燒器預(yù)混室的長(zhǎng)度：80cm，內(nèi)徑：40cm,燃料氣：12n/h（最大） ，點(diǎn)3m火器成功率：99%以上，(火炬氣低熱值與流量用于火焰長(zhǎng)度的選取) ，以以上參數(shù)計(jì)算火焰高度，從而確定圓柱體的高度。2 地面火炬燃燒器特點(diǎn)及與高架火炬燃燒器的比較2.1 高架火炬高架火炬是火炬燃燒系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的火炬燃燒器，高架火炬于上世紀(jì) 90 年代開(kāi)始應(yīng)用于廢氣燃燒系統(tǒng)，它燃?xì)饬看螅瑝毫Ω撸艽蟪潭壬蠞M足了當(dāng)年對(duì)于石油化工企業(yè)排氣含量的要求，但是隨著火炬系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，它的缺點(diǎn)已經(jīng)越來(lái)越明顯，具體有以下幾方面:（1）燃燒不完全燃燒時(shí)冒煙：火炬無(wú)法保證將大量的廢氣瞬間完全燃燒而形成黑煙，特別是在事故

38、排放時(shí)更加嚴(yán)重，對(duì)環(huán)境大氣產(chǎn)生嚴(yán)重污染；高架火炬的消煙措施，如注入蒸汽、強(qiáng)制鼓風(fēng)，僅能滿足部分火炬氣處理的需要（如要滿足全負(fù)荷處理的需要，會(huì)導(dǎo)致公用系統(tǒng)及為龐大，投資浪費(fèi)） ，無(wú)法保證大量火炬氣在瞬間內(nèi)完全燃燒，從而形成黑煙，尤其是在事故緊急排放時(shí)情況更加嚴(yán)重，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的污染。（2）火焰光污染高架火炬在事故放空時(shí)產(chǎn)生的巨大火焰，有時(shí)還會(huì)夾雜滾滾濃煙，會(huì)使人產(chǎn)生極大的恐慌感，尤其對(duì)附近的居民有很大的影響。（3）火炬點(diǎn)火困難火炬頭點(diǎn)火器處于百十米的高空，容易被風(fēng)吹熄，其燃燒穩(wěn)定性相對(duì)較差，對(duì)高架火炬的安全放空有很大的影響。（4）處理負(fù)荷范圍小高架火炬比較適合某一特定的工況，不能適應(yīng)較大的負(fù)荷

39、范圍。在正常排放量時(shí)高架火炬可滿足處理的要求，但在處理小排量廢氣時(shí)，高架火炬無(wú)法保證其能夠正常燃燒，完全分解。（5）較高的運(yùn)行費(fèi)用高架火炬在正常運(yùn)行時(shí)，為保證廢氣的正常燃燒和完全分解，常常使用注入蒸汽或強(qiáng)制鼓風(fēng)等手段，需要消耗大量的蒸汽或電力，運(yùn)行費(fèi)用較高。（6）維護(hù)困難高架火炬高處的火炬頭及長(zhǎng)明燈給維護(hù)帶來(lái)極大的不便。（7）占地面積大根據(jù)國(guó)家有關(guān)規(guī)范，高架火炬防火間距必須大于 90 米。由此可見(jiàn)，采用高架火炬方式對(duì)火炬氣進(jìn)行處理存在著諸多缺點(diǎn)，它們不但對(duì)環(huán)境大氣造成污染，同時(shí)存在諸多安全隱患。正是由于高架火炬具有上述缺點(diǎn)，因此高架火炬一般建在離廠區(qū)較遠(yuǎn)而且人口稀少的地方，尤其不適于建造在人口

40、密集、環(huán)境質(zhì)量要求高的場(chǎng)合。2.2 地面火炬的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)火炬系統(tǒng)作為在煉油或石油化工裝置中安全、有效地排放釋放出的氣體或液體的設(shè)施，是事故泄放系統(tǒng)必不可少的一部分。隨著技術(shù)進(jìn)步，火炬系統(tǒng)也有了很大的變化，從原先只有高架火炬到現(xiàn)地面、高架火炬共同發(fā)展。其中地面火炬由于占地少，維護(hù)方便，安全、環(huán)保性較好，在國(guó)外已得到廣泛運(yùn)用，但目前在國(guó)內(nèi)使用較少。因此，目前火炬按照不同的分類方式有不同的類型，按燃燒器是否遠(yuǎn)離地面可分為地面火炬和高架火炬，按火炬燃燒器的形式可分為單點(diǎn)燃燒火炬和多燃燒器火炬。地面火炬通常指封閉火炬，但也包括地面多燃燒器火炬，主要是根據(jù)事故泄放的量來(lái)選擇。前者主要用于泄放量較小的化工廠，

41、后者主要用于泄放量大的乙烯和天然氣項(xiàng)目。地面火炬組成部件除有一般火炬所有的燃燒器、引火器及其點(diǎn)燃器和火焰探測(cè)器、浮性或速度密封、氣液分離罐、易燃易爆氣體探測(cè)器、液封、管道、煙塵消除控制系統(tǒng)、輻射防護(hù)設(shè)備外，還有封閉體和燃?xì)忉堋５孛婊鹁嫜b置能有效保證生產(chǎn)裝置在開(kāi),停車狀態(tài),正常狀態(tài)和事故狀態(tài)等各種工況下產(chǎn)生的放空氣體能夠及時(shí)、安全、可靠的放空燃燒，并滿足熱輻射、有害氣體排放達(dá)標(biāo)等環(huán)保要求。地面火炬做為一種極為有效的封閉式廢氣焚燒系統(tǒng)，具有以下特點(diǎn)：(a)火炬向四周擴(kuò)散的熱輻射較小，封閉體外的熱輻射值能低于 16kwm2，可以減少防護(hù)區(qū)的面積。(b)檢修方便，除封閉體較高外，其余的設(shè)施均在地面上

42、。 (c)最大限度地減少了對(duì)周圍環(huán)境的空氣污染、光污染和噪聲污染，提高了火炬操作的安全性。(d)占地面積少，地面火炬由于燃燒發(fā)生在地面，不會(huì)發(fā)生火雨，主要依據(jù)輻射熱計(jì)算確定防火間距。火炬氣的燃燒是在圓柱形地面燃燒爐的本體內(nèi)完成。燃燒過(guò)程完全封閉，外界看不見(jiàn)火光，沒(méi)有光污染，低熱輻射。圓柱形地面燃燒爐的外殼用碳鋼制成，內(nèi)襯有輕質(zhì)耐火耐高溫陶瓷纖維毯。陶瓷纖維的耐火度大于 1790，可持續(xù)使用在 1200的環(huán)境中，不受下雨或筒體內(nèi)部溫度急速變化的影響，同時(shí)具有良好的吸音降噪特性。在防風(fēng)墻內(nèi)鋪設(shè)鵝卵石，增加地面管道抗熱輻射的能力。圓柱形地面燃燒爐內(nèi)設(shè)有一定數(shù)量的、特殊結(jié)構(gòu)的地面燃燒器。地面燃燒器采用

43、梅花形多孔結(jié)構(gòu)，可將大股火炬氣分成許多小股，以利其和空氣的混合，增加和空氣的接觸面積，達(dá)到無(wú)煙燃燒。空氣與火炬氣的混合主要是依靠火炬氣自身的壓力和特殊設(shè)計(jì)的燃燒器來(lái)完成。圓柱形地面燃燒爐外圍設(shè)有防風(fēng)墻，可防止?fàn)t體底部側(cè)風(fēng)對(duì)地面燃燒過(guò)程的影響。防風(fēng)墻為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，墻內(nèi)襯有輕質(zhì)耐火耐高溫陶瓷纖維毯，可最大限度地降噪和防止熱輻射外漏，同地又可有效阻止操作人員進(jìn)入地面火炬的高溫區(qū)域。圓柱形地面燃燒爐內(nèi)設(shè)有若干長(zhǎng)明燈，長(zhǎng)明燈保持常燃，以便任何時(shí)刻有火炬氣排放都能及時(shí)點(diǎn)燃，以確保系統(tǒng)的絕對(duì)安全。長(zhǎng)明燈配設(shè)自動(dòng)點(diǎn)火裝置，即當(dāng)長(zhǎng)明燈由于外界因素熄滅時(shí)，可自動(dòng)將長(zhǎng)明燈重新點(diǎn)燃，以確保地面火炬點(diǎn)火的可靠性。為

44、適應(yīng)不同工況和火炬氣流量變化的要求，地面火炬設(shè)施采用分級(jí)燃燒、自動(dòng)分級(jí)控制。即根據(jù)排放量大小、事故排放等不同情況將地面燃燒器分成若干組而形成多級(jí)燃燒系統(tǒng)。每級(jí)燃燒系統(tǒng)通過(guò)火炬氣的壓力來(lái)控制，利用緊閉切斷蝶閥的開(kāi)關(guān)來(lái)達(dá)到分級(jí)燃燒的目的，通過(guò)使用防爆膜旁路以確保安全。在多級(jí)燃燒系統(tǒng)中，只有第一級(jí)燃燒系統(tǒng)常開(kāi)，當(dāng)火炬氣壓力足夠大從而可以保證地面燃燒器的熱負(fù)荷，獲得很好的消煙效果時(shí)后續(xù)幾級(jí)地面燃燒器才會(huì)自動(dòng)逐級(jí)打開(kāi)，以適應(yīng)不同的排放流量。從生產(chǎn)裝置排出的火炬氣進(jìn)入地面火炬設(shè)施的集氣總管后首先通過(guò)第一級(jí)燃燒器噴出并被長(zhǎng)明燈的火焰引燃。如果火炬氣量較大，第二級(jí)燃燒系統(tǒng)及以后各級(jí)燃燒系統(tǒng)上的壓力控制閥會(huì)分別

45、開(kāi)啟并參與燃燒。由于火炬氣的燃燒火焰及燃燒區(qū)域均封閉在圓柱形地面燃燒爐和防風(fēng)墻內(nèi)，從而避免燃燒時(shí)的火焰外泄。因此從防風(fēng)墻外看不見(jiàn)火光，感覺(jué)不到熱輻射。此外，防風(fēng)墻和圓柱形地面燃燒爐內(nèi)壁均襯有輕質(zhì)耐火耐高溫陶瓷纖維毯，該材料本身具有良好的吸音降噪特性，因此火炬氣的燃燒過(guò)程看成是在一個(gè)性能良好的消音器內(nèi)進(jìn)行，運(yùn)行噪音非常低。由此可見(jiàn)，地面火炬設(shè)施具有下列技術(shù)特點(diǎn)：（a）自動(dòng)分級(jí)燃燒控制，具有良好的流量適應(yīng)性；（b）分級(jí)控制，并設(shè)爆破片旁路以確保排放安全；（c）燃燒安全，無(wú)回火；（d）全流量范圍內(nèi)的無(wú)煙燃燒；（e）無(wú)光污染、無(wú)熱輻射及低噪音；（f）運(yùn)行費(fèi)用低；（g）優(yōu)良的維護(hù)性；總的來(lái)說(shuō)：（a）從投

46、資上考慮：地面火炬大于高架火炬。（b）從處理氣量考慮：高架火炬適于處理大氣量的火炬氣，地面火炬適于處理小氣量的火炬氣。（c）從處理氣量壓力考慮：高架火炬適于處理壓力較高的火炬氣，地面火炬處理壓力較低的火炬氣。（d）從光污染、噪音、熱輻射考慮：地面火炬的這三點(diǎn)小于高架火炬。（e）從安全角度考慮：地面火炬要設(shè)計(jì)安全可靠，保證放空氣能被及時(shí)燃燒，高架火炬也要保證安全系數(shù)。地面火炬系統(tǒng)設(shè)備：地面火炬為圓柱形封閉式結(jié)構(gòu)。由燃燒室本體、燃燒室支柱、地面燃燒器及燃燒室防風(fēng)消音墻所組成；同時(shí)地面火炬配設(shè)長(zhǎng)明燈及其點(diǎn)火系統(tǒng)；由于地面火炬采用封閉式結(jié)構(gòu)，具有很多優(yōu)點(diǎn)；排放氣燃燒時(shí)的火焰完全封閉，看不見(jiàn)火光，無(wú)光污

47、染，沒(méi)有熱輻射，操作時(shí)無(wú)煙、低噪音，無(wú)需蒸汽和強(qiáng)制通風(fēng)就可實(shí)現(xiàn)無(wú)煙燃燒；（1）地面火炬燃燒室內(nèi)本體排放氣的燃燒完全在一個(gè)圓柱形的燃燒室內(nèi)完成的，火焰完全封閉，外界看不見(jiàn)火光，沒(méi)有光污染，很低的熱輻射。焚燒爐燃燒室爐膛內(nèi)徑為 8600mm，總高度為 30米。燃燒室外殼用碳鋼制成，內(nèi)襯有輕質(zhì)耐火耐高溫陶瓷纖維毯。陶瓷纖維的耐火度大于 1790，可持續(xù)使用在 1200的環(huán)境中，不受下雨或燃燒室溫度急速變化的影響，同時(shí)還具有良好的吸音降噪特性；在地面燃燒室底部鋪設(shè)有小卵石，以增加地面抗熱輻射能力并有效抵消噪音。 （2）地面燃燒器地面火炬爐內(nèi)設(shè)有 55 臺(tái)特殊結(jié)構(gòu)的地面燃燒器。地面燃燒器采用梅花形多孔結(jié)

48、構(gòu)，可將大股的火炬排放氣分成許多小股，以利于空氣混合，增加與空氣接觸面積，達(dá)到無(wú)煙燃燒。空氣與排放氣的混合主要是依靠排放氣自身的壓力和特殊設(shè)計(jì)的燃燒器來(lái)完成；梅花形多孔燃燒器在燃燒室內(nèi)呈幾何均勻布置，以充分利用空氣。燃燒器由1cr18nii9ti 材料制成，以保證其較長(zhǎng)的壽命；為適應(yīng)不同排放工況，地面火炬系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)分級(jí)燃燒：第一級(jí)燃燒系統(tǒng)設(shè)置 12 臺(tái)燃燒器處理正常工況下排放氣；第二級(jí)燃燒系統(tǒng)設(shè)置 43 臺(tái)燃燒器處理大量排放。（3）防風(fēng)消音墻 2燃燒室外圍設(shè)有一個(gè)內(nèi)徑為 13000mm，高度為 6.5 米的防風(fēng)消音墻，可防止燃燒室底部側(cè)風(fēng)對(duì)地面燃燒器燃燒過(guò)程的影響。防風(fēng)消音墻壁采用鋼筋混凝土制成

49、，墻內(nèi)壁襯有輕質(zhì)陶瓷纖維吸音耐熱材料，可最大限度地降噪和防止熱輻射外漏，同時(shí)又可有效阻止操作人員進(jìn)入地面燃燒塔高溫區(qū)域；在防風(fēng)消音墻底部設(shè)有排水孔，以防護(hù)底部積水；d. 長(zhǎng)明燈及其電點(diǎn)火系統(tǒng)a) 長(zhǎng)明燈地面火炬燃燒室內(nèi)設(shè)有 6 只長(zhǎng)明燈，6 只長(zhǎng)明燈保持常燃，以便任何時(shí)刻有排放氣排放都能及時(shí)點(diǎn)燃，確保系統(tǒng)的絕對(duì)安全；長(zhǎng)明燈采用了引射技術(shù)，為高郊節(jié)能型長(zhǎng)明燈，每臺(tái)長(zhǎng)明燈的耗氣2nm3/h（當(dāng)采用 lpg 時(shí)，其耗氣量為 1.2 nm3/h） ，并可保證在惡劣環(huán)境下能夠可靠點(diǎn)火，其火焰可抵御 50m/s 大風(fēng)及暴風(fēng)雨雪；長(zhǎng)明燈火焰檢測(cè)采用鎧裝熱電偶，熱電偶信號(hào)送入內(nèi)傳焰點(diǎn)火器控制盤作為長(zhǎng)明燈點(diǎn)火現(xiàn)

50、場(chǎng)指示報(bào)警，同時(shí)給出遠(yuǎn)程報(bào)警信號(hào)；0（4）內(nèi)傳焰點(diǎn)火器長(zhǎng)明燈點(diǎn)火采用內(nèi)傳焰點(diǎn)火方式，在界區(qū)內(nèi)設(shè)置一臺(tái)防爆型內(nèi)傳焰點(diǎn)火器d9001。點(diǎn)火器由高能點(diǎn)火器、控制面板及自力式調(diào)壓閥、壓力表以及相關(guān)閥組等組成。高能點(diǎn)火器屬電容儲(chǔ)能放電系統(tǒng)，具有能量大、設(shè)備體積小、操作簡(jiǎn)單方便、使用安全可靠等特點(diǎn)；半導(dǎo)體電嘴采用半導(dǎo)體表面放面燒蝕結(jié)構(gòu)，具有起始發(fā)火電壓低，火花能量大，自凈能力強(qiáng)、耐電蝕、抗污染、抗結(jié)焦、抗水及使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，半導(dǎo)體電嘴采用耐高溫鎳基合金（gh3030）材料制成；.內(nèi)傳焰點(diǎn)火器采用現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)操作或中控室遙操。初次點(diǎn)火時(shí)，需在現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)操作點(diǎn)火。其點(diǎn)火控制盤利用長(zhǎng)明燈熱電偶信號(hào)對(duì)長(zhǎng)明燈燃燒狀態(tài)進(jìn)

51、行判斷，熱電偶信號(hào)同時(shí)遠(yuǎn)傳至中控室。當(dāng)長(zhǎng)明燈溫度低于設(shè)定值時(shí)，就認(rèn)為長(zhǎng)明燈熄滅，操作人員去現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)點(diǎn)火器重新點(diǎn)燃長(zhǎng)明燈；（a）自動(dòng)點(diǎn)火火炬氣排放管道上設(shè)有壓力變送器。當(dāng)有放空氣體通過(guò)時(shí)，壓力變送器將信號(hào)送現(xiàn)場(chǎng)火炬自動(dòng)點(diǎn)火控制柜，此時(shí)點(diǎn)火系統(tǒng)工作，自動(dòng)點(diǎn)燃高空點(diǎn)火器，由高空點(diǎn)火器點(diǎn)燃長(zhǎng)明燈和火炬。火焰遙測(cè)器或火炬頭上的熱電偶檢測(cè)到火炬的火焰后，高空點(diǎn)火器停止點(diǎn)火。對(duì)于總火炬和開(kāi)工火炬，在自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)正常工作的前提下，不使用長(zhǎng)明燈。當(dāng)火炬燃燒正常后，熄滅長(zhǎng)明燈。（b）手動(dòng)點(diǎn)火/在自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)不正常的前提下，采用高空點(diǎn)火或地面密閉爆燃點(diǎn)火系統(tǒng)點(diǎn)燃常明燈，燈點(diǎn)燃火炬，常明燈地面點(diǎn)火閥門采用兩位切斷閥，

52、在 dcs 上可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)點(diǎn)火，去長(zhǎng)明燈的燃料氣閥門也采用兩位切斷閥。火焰遙測(cè)器或火炬頭上的熱電偶檢測(cè)到火炬的火焰后，長(zhǎng)明燈熄滅。+（c）火焰監(jiān)測(cè)&設(shè)兩臺(tái)火焰監(jiān)測(cè)器用來(lái)監(jiān)測(cè)火炬的燃燒狀況。每支長(zhǎng)明燈設(shè)一個(gè)熱電偶用來(lái)檢測(cè)長(zhǎng)明燈的燃燒狀況。與 dcs 的聯(lián)系控制室手動(dòng)點(diǎn)火（分別點(diǎn)開(kāi)工火炬、總火炬） ；火焰遙測(cè)器、熱電偶信號(hào)送 dcs。3 新型地面火炬燃燒器的設(shè)計(jì)31 火炬燃燒器方案的分析和確定311 方案分析從實(shí)用工程角度，綜合國(guó)內(nèi)國(guó)外最新專利和地面燃燒器的使用情況，現(xiàn)在運(yùn)用較多的地面火炬燃燒器主要有樹杈式音速燃燒器、部分預(yù)混合式火炬燃燒器、和蒸汽助燃型火炬燃燒器。（1）樹杈式火炬燃燒器圖

53、3-1 樹杈式火炬燃燒器樹杈式音速燃燒器，一種由中心筒體、常明燈組成的火炬燃燒器,適用于石油、石化、化工、冶金企業(yè)排放壓力較高的火炬排放系統(tǒng)。其特點(diǎn)在于將密封置于中心筒體下部的筒內(nèi),中心梅花噴嘴置于中心筒體的頂部,懸臂自中心筒體引出數(shù)根,每個(gè)懸臂上部設(shè)置單筒燃燒器,單筒燃燒器上置有火焰穩(wěn)定器,中心梅花噴嘴貼近用于點(diǎn)火的常明燈。樹杈式音速燃燒器的優(yōu)點(diǎn)是出口流速高、無(wú)煙燃燒效果好、處理燃燒氣體量大、設(shè)備壽命長(zhǎng)、調(diào)節(jié)比大、熱輻射低、密封效果好。但它的缺點(diǎn)十分明顯，即結(jié)構(gòu)過(guò)于單一，無(wú)法有效調(diào)節(jié)燃燒氣的流量壓力，不能適應(yīng)變化，而且它占地面積大過(guò)，污染嚴(yán)重，燃燒嚴(yán)重不充分，正逐漸被蒸汽引射型地面火炬所取代

54、。（2）部分預(yù)混合式火炬燃燒器部分預(yù)混合式火炬燃燒器是當(dāng)今使用最廣泛的火炬燃燒器，部分預(yù)混合式火炬燃燒器的特點(diǎn)是具有預(yù)混合室的預(yù)混合區(qū),空氣被夾帶到預(yù)混合室，均勻的燃料和空氣混合物形成于預(yù)混合區(qū)中。在輔助燃料進(jìn)口，燃料噴入預(yù)混合區(qū)會(huì)導(dǎo)致空氣被夾帶進(jìn)入預(yù)混合區(qū),以使得燃料和空氣混合物形成在預(yù)混合區(qū)中并且被導(dǎo)致離開(kāi)預(yù)混合室的空氣/燃料出口；在主燃料出口，燃料圍繞預(yù)混合室的空氣/燃料出口的周邊，從主燃料出口噴射，共有三部分組成。預(yù)混合區(qū)，其包括預(yù)混合室，所述預(yù)混合室具有頂部、底部、將所述頂部連接到所述底部的側(cè)壁、設(shè)在所述底部和所屬側(cè)壁之一中的空氣進(jìn)口、設(shè)在所述頂部中的空氣燃料進(jìn)口；輔助燃料進(jìn)口，其用

55、于將燃料攝入與混合區(qū)，輔助燃料進(jìn)口相對(duì)于預(yù)混合區(qū)安置，是燃料從輔助燃料進(jìn)口噴入混合區(qū)，導(dǎo)致空氣被夾帶至于混合區(qū)，意識(shí)的燃料和空氣混合物被夾帶進(jìn)入預(yù)混合區(qū)，從空氣燃料出口離開(kāi)。主燃料出口，其安置在預(yù)混合區(qū)，使得燃料圍繞所屬預(yù)混合區(qū)的空氣燃料出口的周邊從主燃料出口噴射。圖 3-2 部分預(yù)混合地面火炬以此為基礎(chǔ)，工程人員對(duì)部分預(yù)混合地面火炬進(jìn)行了一下改進(jìn)： 將筒體的下部制成科安達(dá)表面，利用科安達(dá)效應(yīng)（即附壁效應(yīng)）使其夾帶更多的空氣并加強(qiáng)燃料與空氣的混合（燃料從燃料端口噴射到科安達(dá)表面上，會(huì)引起燃料附著于并且隨從于科安達(dá)表面，并且形成相對(duì)薄的薄膜，這就導(dǎo)致了更加高效的空氣夾帶和空氣與燃料的混合）這樣從

56、預(yù)混合區(qū)噴出的混合氣體會(huì)富含空氣并且混合更加均勻。燃料端口由普遍意義上的圓孔改為細(xì)長(zhǎng)開(kāi)口，這樣燃料就會(huì)以片層形式噴射到環(huán)形科安達(dá)表面，有助于增強(qiáng)科安達(dá)表面產(chǎn)生的夾帶和混合作用，并且允許更大體積的氣體被火焰燃燒圖 3-3 部分預(yù)混合地面火炬改進(jìn)圖圖 3-4 增設(shè)水蒸汽環(huán)管及與之相套合的噴嘴(圖中未標(biāo)出)，噴嘴鄰接并對(duì)準(zhǔn)蒸汽空氣引射管的入口處，這種結(jié)構(gòu)的噴嘴所噴射出的水蒸汽可以引射 10 倍量的空氣進(jìn)入蒸汽空氣引射管然后在其中與空氣均勻混合，由于水煤氣反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，蒸汽空氣的混合物通過(guò)引射管進(jìn)入火焰的高溫區(qū)，有利于反應(yīng)向正方向進(jìn)行，促進(jìn)水蒸汽的分解，提高水蒸汽的利用率，從而有助于提高燃燒器的消煙

57、能力。且水蒸汽環(huán)管與噴嘴設(shè)置在遠(yuǎn)離燃燒器高溫區(qū)域的位置，可以在其周圍設(shè)置有效的消音措施來(lái)降低水蒸汽噴射時(shí)產(chǎn)生的噪音。部分預(yù)混合式火炬燃燒器適用于燃?xì)饬亢愣ǎ欧艢饬髁抗潭ǖ墓S，因?yàn)椴糠峙c混合式燃燒器通過(guò)預(yù)混氣帶動(dòng)空氣，無(wú)法有效控制攝入量。為了更好的使空氣和燃?xì)饩鶆蚧旌希⒛芨鶕?jù)流量有效調(diào)節(jié)，蒸汽引射預(yù)混合火炬燃燒器的應(yīng)用變得越來(lái)越廣泛。（3）蒸汽助燃型火炬燃燒器蒸汽助燃型火炬燃燒器,包括筒體、引射水蒸汽至筒體中心處的中心引射管、環(huán)繞筒體的水蒸汽環(huán)管以及與所述水蒸汽環(huán)管套合的噴嘴,其特征在于：還包括蒸汽空氣引射管,所述套合的水蒸汽環(huán)管和噴嘴設(shè)置在遠(yuǎn)離所述筒體頂端的位置,所述噴嘴鄰接并對(duì)準(zhǔn)所述蒸

58、汽空氣引射管的入口處。蒸汽助燃型火炬燃燒器燃燒效率高，熱輻射低，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)煙燃燒。這也是本次設(shè)計(jì)重點(diǎn)研究的對(duì)象。32 新型地面火炬燃燒器的結(jié)構(gòu)及工作原理 一種蒸汽引射預(yù)混式地面燃燒器，包括豎直設(shè)置、用于輸送燃?xì)獾妮敋馔玻涮卣髟谟冢核鲚敋馔驳纳隙丝诓迦朐O(shè)置在其上方的燃?xì)馔皟?nèi)，所述燃燒筒通過(guò)設(shè)置在其底部的支管與環(huán)管連接，環(huán)管與蒸汽進(jìn)氣管聯(lián)通；位于燃燒筒底部還設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口。圖 3-5 本設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)燃?xì)獬浞秩紵瑑?yōu)先減少對(duì)相鄰設(shè)備的熱輻射，降低了設(shè)備的工作噪音和燃燒形成的煙塵。針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠?qū)崿F(xiàn)充分燃燒，減少對(duì)相鄰設(shè)備的熱輻射，低噪音，低空氣污染的蒸汽引

59、射預(yù)混式地面燃燒器。我的方案是:一種蒸汽引射預(yù)混內(nèi)燃式地面燃燒器，包括豎直設(shè)置、用于輸送燃?xì)獾妮敋馔玻涮卣髟谟?所述輸氣筒的上端口插入設(shè)置在其上方的燃燒筒內(nèi)，所述燃燒筒通過(guò)設(shè)置在其底部的支管與環(huán)管連通，環(huán)管與蒸汽進(jìn)氣管連通;位于燃燒筒的底部還設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口。如圖 3-6 所示，本實(shí)用新型包括豎直設(shè)置、用于輸送燃?xì)獾妮敋馔?2，所述輸氣筒2 的上端口插入設(shè)置在其上方的燃燒筒 5 內(nèi)，所述燃燒筒 5 通過(guò)設(shè)置在其底部的支管 4與環(huán)管 1 連通，環(huán)管 1 與蒸汽進(jìn)氣管 3 連通;位于燃燒筒 5 的底部還設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口 6。所述環(huán)管 1 以輸氣筒 2 的軸線為中心設(shè)置在燃燒筒 5 的下方。圖 3-6本實(shí)

60、用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)采用內(nèi)部燃燒方式，有效減少了對(duì)相鄰設(shè)備的熱輻射;(2)可以引射大量的空氣助燃和消煙，使得充分燃燒，消除了污染;(3)燃燒筒底部進(jìn)氣，降低了工作噪音。4 火炬的設(shè)計(jì)4.1 火炬系統(tǒng)工藝流程設(shè)計(jì)4.1.1 設(shè)計(jì)原則（1）按照各裝置火炬氣排放條件，在滿足有關(guān)規(guī)范及生產(chǎn)要求的前提下，確定火炬系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)模。（2）火炬系統(tǒng)盡量集中布置，集中控制，以便于管理，減少占地。（3）火炬系統(tǒng)采用先進(jìn)成熟的技術(shù)，設(shè)備及材料盡量國(guó)產(chǎn)化。（4）充分重視環(huán)境保護(hù)、安全及職業(yè)衛(wèi)生，降低消耗，提高工程建成后的環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。4.1.2 工藝流程一般來(lái)講，一個(gè)完整的火炬系統(tǒng)包括火炬