关于地面火炬和高架火炬的对比研究

【摘要】关于地面火炬与高架火炬的对比研究本文主要从其特点着手分析，通过对安全性、对环保的影响、占地因素以及投资成本要求进行比较，做出了详细分析。

【关键词】地面火炬 高架火炬 对比

石化企业的发展越来越快，对技术的要求也越来越高，在引进利用国外先进生产技术的条件下，石化企业向着集中化、规模化的趋势在发展。火炬系统是事故泄放系统的一个部分，火炬分为地面火炬和高架火炬，石化企业的火炬变化也非常明显，从原来最初的高架火炬到如今地面火炬的同步应用，在修理维护、安全防护和环境保护方面都有了显著进步。笔者从应用实践角度，对地面火炬和高架火炬在适用性、安全性、环保、投资等方面进行了分析对比。

1 地面火炬与高架火炬概况

1.1 地面火炬

地面火炬主要由基础、安全防护墙、燃烧器组、防辐射隔热罩、点火系统组成。面火炬系统可保证气体需要排放时能够及时、安全、可靠地放空燃烧，保证在运行过程中实现低噪音无烟燃烧。 火炬燃烧在燃烧炉内进行，气体放空燃烧火焰完全控制在防辐射隔热罩内，外界看不到火焰，能最大限度的减少热辐射、噪音对工作人员和周围设备的影响。地面燃烧器采用梅花形多孔结构，这种燃烧器在燃烧炉内均匀分布成各级燃烧组，充分利用周围的空气，形成多级燃烧系统。这样的设计能够适应不同的排放量大小和排放事故不同情况。地面火炬的处理量比高架火炬小，不能燃烧有毒气体。

1.2 高架火炬

高架火炬是由自控系统、点火系统，钢结构的一个单纯之直立上升管道组成。像是烟道，使得火焰在顶端远程自动点火燃烧，远离地面，而不致于伤害到人员和工厂，高空燃烧塔可调整其高度，从最小5M到最高200M。高架火炬的优点主要为使用寿命长，投资小，可以处理较大的量，高空燃烧塔最主要是用在燃烧有毒废气，其建造一定高度以协助然气扩散或用于燃烧火焰之辐射热在地面上需保持在一定之安全范围内。

高架火炬有三种分类方式：第一，按照支架结构，高空火炬的支架形成，着重于经济与结构要求，其次才是制程上之要求考量。主要有钢索支撑式火炬、钢架支撑式火炬和自撑式火炬；第二，按照点火方式，主要分为全自动点火和手动点火；第三，按照功能，分为蒸汽式和无蒸汽式。

2 安全和可靠性分析

地面火炬还是存在不足之处的，比如开启的早的话易引起回火，开启晚又可能憋压，即使是在正常工作状态下，也有蒸汽云聚集的危险。所以地面火炬在安全上会有安全监控和保护以及防止回火的措施。

2.1 防止回火、憋压的安全措施

地面火炬在考虑安全性上为了防止回火在设计上会在燃烧系统管线上设置阻火器，在排气管道上设置氮气吹扫口，来平衡排气管道的微正压，阻止空气回流才引发回火，以此来保证安全生产。对放空气管路一定要按照程序和要求严格控制开启的时间和速度，为了使每一级都能准确获得信号，要在每个方框系统上都设有两只读数精读不同的压力变送器。同时还要加强监测，为安全生产提供更加可靠的保证。

2.2 自动点火系统

地面火炬内设有三套高效节能型长明灯，长明灯应用引射技术，耗费的燃料量小，燃烧也比较充分，火焰刚性好，恶劣天气对它的影响小，一般来说十二级的暴风雨雪都可以正常运转。此外长明灯点火还有自动点火和内传焰点火两种方式，可以说是从安全可靠性来说是非常高效的。

2.3 监控和保护系统

首先来看长明灯火焰检测和熄火系统的监控和保护，地面火炬设有三套长明灯且保持常明状态，对其火焰用热电偶实时监测，如果长明灯熄灭，自动点火装置就会重新点燃，自动点火没有点火成功，则探测器会发出报警信号。

其次，长明灯对整个地面火炬正常运行有重要作用，对其燃料气压力监控系统也要有特殊保护。在长明灯燃料气管线上设置低压报警器，当压力低于设置的低值时，报警系统会发出报警信号，这样来保持长明灯燃料气足够的供给。

再次，氮气压力监测系统。地面火炬的氮气吹扫系统也设有低压报警系统，当氮气压力值低于正常标准时会发出警报。

以上所述的安全监测和保护系统使得地面火炬的安全性大大提高到与高架火炬大体相同的程度，从而保障了工程项目的安全。

3 对环境保护的影响

地面火炬与高架火炬对环境的影响笔者通过对比从以下几个角度进行简单分析：

3.1 噪音影响

地面火炬燃烧炉最大限度的减少了对周围的噪声污染，炉内有吸音墙设计和防热辐射隔离墙也具有吸音的特性，地面火炬燃烧噪音小，震动不明显，从噪音环境污染角度看影响较小。而相比之下，高架火炬的火炬气出口速度快，噪音大是无法控制的，与此同时，为了是高架火炬燃烧得更充分、减少黑烟，还需要在火炬顶部注入蒸汽或者安装鼓风设备，这样就使得噪音更大了。

3.2 热辐射和光污染

地面火炬采用封闭结构，火焰完全在燃烧炉内，外界看不到火焰，所以光污染值为零。地面火炬的燃烧炉为圆柱形，它的外壳是用碳钢材料制成，内衬耐热捣打浇筑衬里，理论上能在1200℃的高温环境中持续使用，这一设计具有非常好的热稳定性和超低的高温导热系数，内部温度变化不会影响外部温度，一般都在80℃以下。还能够保证火焰的热辐射都封闭在燃烧炉内，炉内的防热辐射隔离墙能有效减少外热辐射。

高架火炬在燃烧时火炬头产生的强火焰和随之产生的热辐射对高架火炬周围的环境产生很大的影响，对周围的工作人员和生活居民以及生产设备都会有不同程度的危害。

4 投资需求和运行、维护费用

地面火炬的设计较为先进，配备的监测和保护措施也需要更多的投入，因此需要投资的资金比高架火炬要高大概40%。高架火炬为保持正常运行，需要通过注入蒸汽或设置鼓风设备来使火炬气正常燃烧和完全分解，需要的蒸汽和电力较高；地面火炬无烟燃烧，运行费用支出少，所以在运行阶段高架火炬比地面火炬需要的费用高。高架火炬位于高出的长明灯和火炬头在维护上不方便；地面火炬的设备都在地面，维护方便。

5 结语

通过以上的介绍和分析，对地面火炬和高架火炬作了简单的概括，对安全性也做出了简单的分析比较，从环境保护的各个方面来看地面火炬比高架火炬影响更小；从投资需求和运行、维护方面，地面火炬的投资成本高但是在运行维护上却花费较少而且方便。因此，对于项目来说，要在具体分析的情况下做出符合条件的选择，从长远使用发展来说，地面火炬是更为适宜的选择。

参考文献

[1] 刘书华.高架火炬与地面火炬的比较[J].化工设计，2012，22（3）

[2] 鹏飞.地面火炬的安全防护距离[J].消防技术与产品信息，2004（6）

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