ICS13.040.99CCSZ05T/NBSESGuidelinesforFlareAirPollutionControlinChemicalE2024-12-11發布 錯誤！未定義書簽。 錯誤！未定義書簽。 1 1 1 6 7 9 15I前言本標準起草單位：寧波市生態環境科學研究院、寧波市生態環境局鎮海分局、寧波市甬環苑環保工程科技有限公司、寧波中金石本標準主要起草人：樂曉妍、王曙興、任柳芬、何劍杰、朱中火炬系統是石化企業的重要安全措施，用于緊急情況下的安全排放，防止設備過壓或泄漏事故的發生，然而火炬系統在燃燒過程中仍然會排放一定量的VOCs。例如企業將火炬作為正常工況下的廢氣治理設施；由于廢氣熱值不足或未補充燃料氣導致燃燒不充分等情況均會導致VOCs大量排放。為加強火炬揮發性有機物排放監測管理，提高火炬燃燒效率和燃燒破壞率，減少火炬揮發有機物排放，1化工企業火炬大氣污染管控技術指南本標準適用于新建、改建和擴建火炬系統的設計、運行、揮發性有機物控制及監督管理，適用火炬類型包括高架火炬、地面火炬。2規范性引用文件本指南內容引用了下列文件或其中的條款。凡是注明日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本指南。凡是未注明日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本指南。GB50160-2008（2018年版）《石油化工企業設計防火標準》SH3009-2013《石油化工可燃性氣體排放系統設計規范》《浙江省石化裝置開停工（車）和檢（維）修揮發性有機物污染防治技術指南（試行）》《廣東省高架火炬揮發性有機物排放控制技術規范》3術語和定義術語和定義引用來源如下：a.GB50160-2008（2018年版）；b.《廣東省高架火炬揮發性有機物排放控制技術規范》；c.SH3009-2013；d.《浙江省石化裝置開停工（車）和檢（維）修揮發性有機物污染防治技術指南（試行）》。23.1火炬系統FlareSystem通過燃燒方式處理排放可燃氣體的一種設施，分高架火炬、地面火炬等。由排放管道、分液設備、阻火設備、火炬燃燒器、點火系統、火炬筒及其他部件等組成。3.2高架火炬ElevatedFlare火炬頭底端法蘭面位置高于15米的火炬。3.3地面火炬GroundFlare通常指封閉式地面火炬，也包括開放式地面多燃燒器火3.4封閉式地面火炬EnclosedGroundFlare具有燃燒室和煙囪，燃燒室內設置一個或多個燃燒器的3.5開放式地面火炬Multi-burnerStagedFlare在透風式圍欄內陣列排布多個燃燒器并分級燃燒的火炬。3.6輔助空氣AssistAir指在火炬頭之前或火炬頭處有意通過噴嘴或其他硬件輸送引入的所有空氣，其目的包括但不限于保護火炬頭的設計、3促進湍流以將空氣混合或引入火焰。輔助空氣包括預混輔助空氣和周邊輔助空氣。但不包括周圍的環境空氣。3.7輔助蒸汽AssistSteam在火炬頭之前或火炬頭處有意通過噴嘴或其他硬件輸送引入的所有蒸汽，其目的包括但不限于保護火炬頭的設計、促進湍流以將空氣混合或引入火焰。輔助蒸汽包括但不限于中心蒸汽、下部蒸汽和上部蒸汽。3.8周邊輔助空氣PerimeterAssistAir指引入火炬頭周邊或火炬頭上方的輔助空氣部分。包括有意夾帶的下部和上部蒸汽中的空氣，也包括除預混合輔助空氣之外的所有輔助空氣。3.9預混輔助空氣PremixAssistAir指在火炬頭之前引入火炬放空氣的輔助空氣部分，包括注入的和引入的。也包括任何有意夾帶在中心蒸汽中的空氣。3.10火炬補充氣FlareSupplementalGas指引入火炬以提高燃燒區氣體熱值的所有氣體，不包括輔助空氣或輔助蒸汽。3.11火炬放空氣FlareVentGas4指排出火炬頭出口截面之前的所有氣體。該氣體包括所有火炬廢氣（即從生產裝置排至火炬的氣體）、未回收的火炬掃氣部分、火炬吹掃氣和火炬補充氣，但不包括引燃氣體、總蒸汽或輔助空氣。3.12燃燒區氣體CombustionZoneGas指排出火炬頭出口截面之后的所有氣體和蒸汽。包括所有火炬放空氣、總蒸汽和預混合空氣。3.13火炬氣柜GasHolder火炬系統中用于儲存和調節、調配各裝置所排放的待處理、處置可燃氣體的容器系統。3.14肉眼觀測或視頻信號中火炬頭火焰尾部可見黑色且林格3.15黑煙排放VisibleEmissions肉眼或視頻信號連續監測，連續5分鐘時間段內黑煙持續時間大于等于1分鐘且2小時時間段內黑煙累計時間大于5分鐘的排放狀態。3.16長明燈PilotFlame5安裝在火炬出口，為火炬排放氣提供點火能量的連續操作的小燃燒器。3.17長明燈常燃PilotFlamePresence連續監測15分鐘的時間段內長明燈的熄滅時間小于1分鐘的燃燒狀態。3.18分液罐KnockoutDrum可燃性氣體排放系統中用于分離和儲存液體的容器。3.19水封WaterSeal用于防止空氣滲入可燃性氣體排放系統發生爆炸、或轉移流量、或為排放系統建立背壓，而設置的火炬與排放系統干管隔離的液體（通常為水）隔離設施。3.20火炬頭出口有效截面積UnobstructedAreaofTheFlareTip火炬頭出口火炬氣流通的實際面積，不含穩焰環、中心蒸汽環管等內構件。3.21無煙燃燒能力SmokelessCapacity火炬頭能實現無煙排放的最大排放量（t/h）。64一般規定4.1火炬應當用于應急處置，不得作為日常大氣污染治理設4.2應采取措施回收排入火炬系統的氣體和液體。4.3長明燈應保持常燃。4.4在任何時候，揮發性有機物和異味物質進入火炬都應能點燃并燃燒。4.5液體、低熱值可燃氣體、含氧氣或鹵族元素及其化合物的可燃氣體、毒性為極度和高度危害的可燃氣體、惰性氣體、酸性氣體及其他腐蝕性氣體不得排入全廠性火炬系統，應設獨立的排放系統或處理排放系統。4.6在保證安全的前提下，生產裝置吹掃過程應采用密閉吹掃工藝，吹掃氣體宜采用冷凝、膜分離、吸收等技術對物料進行最大程度回收利用。無法回收利用的廢氣應進入火炬氣柜回收或進入廢氣治理設施（確保安全的情況下），無法進入火炬氣柜、廢氣治理設施時可通過火炬焚燒（含硫、氨氣體放火炬時應配備足夠的瓦斯氣和蒸汽）。4.7對與火炬系統相連的安全閥、旁路閥、自動調節閥等部件的內部泄漏情況進行定期檢測，若發現內漏應及時維修或更換。4.8除酸性氣排放系統外，可燃性氣體排放總管排入火炬前應設置分液罐。分液罐應設液位計、液相溫度計、壓力表、7高低壓和高低液位報警。4.9同一個排放系統中有兩個或兩個以上火炬同時操作時，每個火炬均應設置水封罐，不同火炬水封罐的水封高度宜分層設置。水封罐應設液位、溫度、壓力儀表和高液位報警。4.10長明燈燃料氣供氣管道干管上應設壓力調節閥，燃料氣源的壓力應大于或等于0.35MPa，壓力調節閥后的壓力宜穩定在0.2MPa；每支長明燈的燃料氣供給管道應從火炬底部起單獨接至長明燈的燃料氣入口。5設施管控要求5.1高架火炬管控要求5.1.1新建、改建和擴建高架火炬系統宜采用噪聲低、助燃氣耗量小、無煙燃燒馬赫數高的先進火炬頭。5.1.2應當及時加入火炬補充氣，確保廢氣排放過程中火焰全程燃燒，火炬無明顯黑煙、無嘯叫。5.1.3高架火炬系統無煙燃燒能力滿足如下要求：a）大于等于開工、停工排放量的最大值；b）宜大于等于最大事故排放量的15%；c）對應的火炬頭出口馬赫數宜大于等于0.2。5.1.4高架火炬宜使用蒸汽控制煙霧生成。5.1.5若出現以下排放，企業應執行原因分析并制定整改計劃，相關整改記錄保存期限不少于3年：a）無煙燃燒能力以下的排放若出現黑煙排放、火炬頭8出口截面處超速或熱值過低排放；b）無煙燃燒能力以上的排放若出現黑煙排放、火炬頭出口截面處超速排放，原因分析結果為下列條件之一的排放：（2）除自然災害及其他不可抗力導致的事故外，同一裝置因同一事故原因導致的3年內發生事故的次數在2次及以上的排放；（3）除自然災害及其他不可抗力導致的事故外，3年內發生3次及以上事故。5.1.6酸性氣體及其他腐蝕性氣體會造成大氣污染、管道和設備的腐蝕，宜設獨立的酸性氣火炬。5.1.7處理酸性氣體的火炬頭宜設置防風罩。5.1.8處理酸性氣體的火炬頭出口馬赫數宜小于或等于0.2。5.1.9酸性氣火炬可采用壓縮空氣控制煙霧生成。5.2地面火炬管控要求5.2.1地面火炬可用于處理毒性輕度危害和無毒可燃性氣體，不宜用于處理毒性為中度危害的有毒可燃性氣體，不得用于處理毒性為極度或高度危害的有害可燃性氣體。5.2.2除前兩級排放系統每個燃燒器配置一支長明燈外，其他各級長明燈的數量應不少于2支，蒸汽助燃型燃燒器每個燃燒器均需配置一盞長明燈。96運行管理要求6.1監測監控要求6.1.1連續檢測長明燈火焰狀態，監測設備包括但不限于熱電偶、紫外線束傳感器、紅外傳感器等。并使用視頻監控攝像頭連續記錄火炬頭火焰狀態（至少每15秒一幀，并帶有時間和日期戳），并保存記錄3個月以上。6.1.2應連續監測、記錄引燃設施和火炬的工作狀態（火炬氣流量、壓力、火炬頭溫度、火種氣流量、火種溫度等）。6.1.3流量監控對以下氣體流量進行連續監測，并保存記錄1年以上：a）火炬氣流量，可監測火炬氣總管流量，或監測各支管的氣體流量，但需確定監測了所有對火炬氣有貢獻的氣體流量。火炬氣流量計應滿足：當火炬氣流速≥0.03m/s但≤0.3m/s時，流量計的最大絕對誤差不超過儀表量程的±20%；當火炬氣流速＞0.3m/s時，流量計精度等級需滿足5.0級；b）長明燈燃料氣流量；c）調整熱值用火炬補充氣流量；d）助燃空氣或助燃蒸汽流量；e）若同時使用預混合輔助空氣和周邊輔助空氣，分別計量預混輔助空氣及周邊輔助空氣的流量。6.1.4組分監控宜對火炬氣組分進行連續監測，并保存記錄1年以上，有以下監測方式：a）使用可連續（即至少每15分鐘一次）監測、計算和記錄火炬氣中單個成分濃度的監測系統（如色譜分析、質譜分析等監測分析方式）；b）采用取樣系統，保證在火炬氣排入火炬時，至少每8h收集一次樣品，用于成分分析。6.1.5熱值監控宜對火炬氣熱值進行檢測，監測數據應當能夠及時傳輸至企業中控系統，企業根據監測數據，采取加大助燃氣體等方式，確保火炬氣有效燃燒。檢測記錄保存1年以上，有以下監測方式：a）安裝能在標準條件下連續測量、計算和記錄放空氣凈熱值（NHVvg）的熱值儀；b）若符合6.1.5a，可自行決定是否安裝能連續測量、計算和記錄火炬氣中氫氣濃度的監測系統。6.1.6當火炬氣進入高架火炬燃燒時，企業應每天至少執行一次黑煙排放觀測并做好觀測記錄（含黑度與黑煙累計時間）。每次觀測應先持續5分鐘，若連續5分鐘時段內黑煙持續時間≥1分鐘，則應將觀測時長延長至2小時，觀測記錄保存期限不少于1年。6.1.7設有火炬氣回收設施的，應在回收支線閥前的火炬氣排放總管上設溫度和壓力檢測儀表。溫度和壓力檢測儀表應與氣柜進氣控制閥門自動聯鎖，當進氣柜的可燃性氣體溫度或壓力達到限值時應自動關閉進氣控制閥門。6.2熱值管控要求6.2.1進入蒸汽助燃型或空氣助燃型火炬的氣體凈熱值（HT）應≥11178kJ/Nm3（300Btu/scf）；進入無助燃型火炬的氣體凈熱值（HT）應≥7452kJ/Nm3（200Btu/scf）。進入火炬燃燒的混合氣體凈熱值根據公式（1）計算。HT=KΣ1CiHi（1）HT——進火炬氣體的凈熱值，MJ/Nm3，基于25℃時每摩爾廢氣燃燒的凈焓；Ci——組分i的濕基濃度，ppm；Hi——組分i在25℃,760mmHg條件下的凈燃燒熱，kcal/mol。6.2.2若按照第6.1.4條規定進行火炬氣成分分析，則根據公式（2）計算火炬放空氣凈熱值（NHVvg）。NHVvg=Σ1xiNHVi（2）NHVvg——火炬放空氣凈熱值，kJ/Nm3；i——火炬放空氣中第i個成分；n——火炬放空氣中成分總數；xi——火炬放空氣中組分i的濃度，體積分數；NHVi——組分i的凈熱值，kJ/Nm3，部分物質的NHVi12苯34567890氫00水06.2.3若符合第6.1.5a條，即連續監測熱值，但未對氫濃度進行監測，NHVvg直接通過監測數據確定。6.2.4若符合第6.1.5b條，即連續監測熱值，且對氫濃度進行監測，則根據公式（3）計算NHVvg。NHVvg——火炬放空氣凈熱值，kJ/Nm3；NHVmeasured——通過連續凈熱值監測系統測量的火炬放空氣流凈熱值，kJ/Nm3；xH2——將樣品輸入熱值監測系統時火炬放空氣中氫氣的濃度，體積分數；34971.15——氫氣測量熱值的凈校正值（=45186.61-