轉載。孫莉

火炬系統(tǒng)是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(tǒng)、火炬筒及其他部件等組成。

火炬系統(tǒng)本身是一種為化工生產(chǎn)安全設置的設施，但是由于未規(guī)范設計、施工、管理導致在此區(qū)域發(fā)生的事故也不少見。

如2014年9月7日15時45分左右，寧夏捷美豐友化工有限公司（位于寧東能源化工基地煤化工園區(qū)B區(qū)）東南角火炬裝置區(qū)域，發(fā)生一起因氨氣液混合物從主火炬筒頂部噴出并擴散，造成火炬裝置周邊約200米范圍內41人急性氨中毒的事故。 

事故直接原因：

中國成達工程有限公司設置在殼側設備出口管線上（保護二手設備）的01E0507和01E0508安全閥均為氣液兩相，在氨蒸發(fā)器01E0507安全閥PRV-01E0507起跳后，液氨直接進入氨事故火炬管線，加之氨事故火炬未按國家強制性標準GB 50160要求在氨事故放空管網(wǎng)系統(tǒng)上設計、安裝氣液分離罐，致使液氨從事故火炬口噴出，氣化后迅速擴散。

為了避免火炬系統(tǒng)全生命周期因各種原因導致事故發(fā)生，需要企業(yè)自火炬系統(tǒng)建設選址即開始策劃管理火炬系統(tǒng)，本文拋磚引玉，就如何管理好火炬系統(tǒng)和大家一起學習研究。

? 區(qū)域規(guī)劃

? 高架火炬防火間距應根據(jù)人或設備允許的輻射熱強度計算確定，高架火炬不同輻射熱強度范圍內允許布置的設施或區(qū)域宜符合表4.1.9A-1和表4.1.9A-2的規(guī)定。對可能攜帶可燃液體的高架火炬的防火間距應符合以下要求

① 與相鄰工廠或設施：不應小于表GB 50160-2008（2018年版）《石油化工企業(yè)設計防火標準》4.1.9的規(guī)定

② 與同類企業(yè)及油庫：不應小于GB 50160-2008（2018年版）《石油化工企業(yè)設計防火標準》表4.1.10的規(guī)定

③ 與石油化工園區(qū)的公用設施、鐵路走行線：不應小于GB 50160-2008（2018年版）《石油化工企業(yè)設計防火標準》表4.1.11的規(guī)定

? 工廠總平面布置

? 全廠性的高架火炬宜位于生產(chǎn)區(qū)全年最小頻率風向的上風側

? 2座及2座以上的高架火炬宜集中布置在同一個區(qū)域?；鹁娓叨群突鹁嬷g的防火間距應確保事故放空時輻射熱不影響相鄰火炬的檢修和運行

? 高架火炬的防火間距應根據(jù)人或設備允許的安全輻射熱強度計算確定，對可能攜帶可燃液體的高架火炬的防火間距不應小于GB 50160-2008（2018年版）《石油化工企業(yè)設計防火標準》表4.2.12的規(guī)定

? 工藝布置

? 火炬的設置要求

① 能同時檢修的生產(chǎn)裝置，宜共用一個火炬

② 大型煉油、化工一體化項目可按煉油和化工區(qū)分別設置火炬，當火炬筒體采用可拆卸式設計方案時，煉油和化工火炬可共架安裝

③ 大型煉油廠或石油化工廠設置的火炬不宜少于2套

④ 當全廠可燃性氣體排放系統(tǒng)中設置的火炬氣回收設施不能完全回收裝置正常生產(chǎn)所排放的可燃性氣體時，且該排放系統(tǒng)所對應裝置組的檢修周期大于2年的，可設置備用火炬或小型操作火炬。備用火炬的處理能力要能滿足任何一個操作火炬檢修停工的需求，小型操作火炬只處理正常生產(chǎn)所排放的可燃性氣體

⑤ 在滿足可燃性氣體安全排放的前提下，幾座火炬之間可進行切換操作；火炬之間的切換連通管道應設置在水封罐前，并應設置雙切斷閥及盲板。

? 泄放可能攜帶液滴的可燃氣體應經(jīng)分液罐后接至火炬系統(tǒng)

? 對液化烴或可燃液體設備，應能將設備內的液化烴或可燃液體排放至安全地點，剩余的液化烴應排入火炬

? 對可燃氣體設備，應能將設備內的可燃氣體排入火炬或安全放空系統(tǒng)

? 液體、低熱值可燃氣體、含氧氣或鹵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(tǒng)，應設獨立的排放系統(tǒng)或處理排放系統(tǒng)

? 可燃氣體放空管道在接入火炬前，應設置分液和阻火等設備

? 可燃氣體排放系統(tǒng)中的分液罐或凝縮液罐距離明火地點、重要設施及工藝裝置內的變配電、機柜間等的防火間距不應小于15m

? 攜帶可燃液體的低溫可燃氣體排放系統(tǒng)應設置氣化器，低溫火炬管道選材應考慮事故排放時可能出現(xiàn)的最低溫度

? 火炬應設長明燈和可靠的點火系統(tǒng)

? 裝置內高架火炬的設置應符合下列規(guī)定∶

① 嚴禁排入火炬的可燃氣體攜帶可燃液體

② 火炬的輻射熱不應影響人身及設備的安全

③ 距火炬筒30m范圍內，不應設置可燃氣體放空

? 封閉式地面火炬的設置除按明火設備考慮外，還應符合下列規(guī)定∶

① 排入火炬的可燃氣體不應攜帶可燃液體

② 火炬的輻射熱不應影響人身及設備的安全

③ 火炬應采取有效的消煙措施

? 火炬設施的附屬設備可靠近火炬布置。

? 企業(yè)應建立、健全火炬系統(tǒng)安全生產(chǎn)責任制、各項運行管理制度和安全操作規(guī)程，可在操作現(xiàn)場獲取

? 各種記錄檔案應分類歸檔，設計、施工、竣工驗收的圖紙、圖表等文件資料長期保存，其他記錄至少保存1年

? 應根據(jù)鍋火炬系統(tǒng)的類型、操作的繁簡程度和處理介質的性質，開展從業(yè)人員的安全教育和培訓，使之具備必要的安全生產(chǎn)知識、安全操作技能和應急救援知識

? 員工上崗、轉崗前，應對其進行消防安全培訓，對在崗人員至少每半年進行一次消防安全教育

? 應編制火災、化學品泄漏等情形的專項應急預案，應急預案編制應符合現(xiàn)行國家標準《生產(chǎn)經(jīng)營單位生產(chǎn)安全事故應急預案編制導則》GB/T 29639的要求，并至少每3年修訂一次，且在現(xiàn)場隨時可獲取，定期進行預案演練，持續(xù)改進預案；屬于消防安全重點單位的場所應至少每半年組織一次消防演練

? 火炬系統(tǒng)各設備的設置和運行應符合消防安全要求，應建立消防應急處置措施，定期開展消防安全檢查

? 火炬系統(tǒng)運行管理文件應至少包含

? 管理制度：交接班制度、巡視檢查制度、操作規(guī)程等

? 圖紙：火炬系統(tǒng)內部結構圖、消防設施布置圖等

? 圖表：火炬系統(tǒng)各安全附件定期檢驗報告、操作人員上崗證復印件、事故處理及緊急應用電話表等

? 記錄：火炬系統(tǒng)運行操作記錄、火炬系統(tǒng)巡視檢查記錄、隱患排查治理記錄、事故處理記錄、應急預案演練及評估記錄、安全日活動記錄、培訓及考核記錄、消防器材檢查記錄等

? 技術管理部門運行管理文件應至少包含

? 管理制度：培訓管理制度、應急預案管理制度等

? 圖紙：隱蔽工程圖-電纜敷設平面布置圖和電纜明細表、接地裝置平面布置圖等

? 圖表：設備檔案-產(chǎn)品合格證、出廠試驗報告單、廠家使用說明書、檢修記錄、缺陷記錄、設備卡片等

? 記錄：消防巡查記錄

1.關鍵設備

? 分液罐

? 分液罐應設液位計、液相溫度計、壓力表、高低壓和高低液位報警

? 凝結液輸送泵宜人工啟泵，并應設置低液位連鎖停泵

? 分液罐的容積應為氣液分離所需的容積和火炬氣連續(xù)排放 20min~30min 所產(chǎn)生的凝結液所需的容積之和

? 臥式分液罐內最高液面之上氣體流動的截面積（沿罐的徑向）應大于或等于入口管道橫截面積的3倍

? 立式分液罐內氣相空間的高度應大于或等于分液罐內徑，且不小于1m；最高液位距入口管底應大于或等于入口管直徑，且不小于0.3m

? 分液罐的設計壓力不得低于350kPa，外壓不得小于30kPa

? 水封

? 水封罐宜靠近火炬或放散塔根部設置

? 同一個排放系統(tǒng)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

? 相互備用的兩個火炬宜設置共用的水封罐，但應設置滿足兩個火炬切換操作時所需要的安全吹掃氣體的補充氣體設施

? 水封罐應具有撤除水面上積聚的凝結液的功能，并應能夠分離直徑大于等于600μm的水滴

? 水封罐內的有效水封水量應至少能夠在可燃性氣體排放管網(wǎng)出現(xiàn)負壓時，滿足水封罐入口立管3m充滿水量

? 臥式水封罐內不宜采用擋液板分割空間的方式撤除水面上積聚的凝結液。若采用此結構，應確保水封罐內的水量減掉由擋液板分割開用于撇液空間的最大容積后的有效水封水量滿足水封設計要求

? 水封罐應設置U形溢流管（不得設切斷閥門），溢流管的水封高度應大于等于V.75倍水封罐內氣相空間的最大操作壓力（表壓），溢流管直徑最小為 DN50。其高點處管道下部內表面應與要求的水封液面處于同一水平高度

① U形溢流管高點上宜設 DN25 破真空接管，其高度宜大于等于300mm。破真空接管上不得設切斷閥門

② U形溢流管溢流出口宜密閉接入含油或含硫污水系統(tǒng)，溢流管上應設置視鏡

? 水封罐溢流補水量應使用限流孔板限制，流量應不大于U形溢流管自流能力的50%

? 水封罐的設計壓力不應小于0.7MPa，不考慮負壓工況

? 最冷月平均溫度低于5℃時，水封罐應采取防凍措施

? 可燃性氣體排放溫度大于100℃時，水封罐應設低液位報警及自動補水措施，保持水封水量

? 水封罐應設液位、溫度、壓力儀表和高液位報警

? 水封罐宜選用臥式罐，其長度與直徑的比值宜為2.5~6.0

? 水封罐氣體入口應采用有效的氣體分布結構，以防止由于密封水波動造成火炬脈沖式燃燒。當水封罐氣體入口底部采用齒狀端面時，入口管底部至水封罐底的距離宜大于等于0.25倍氣體進口的內徑

? 水封罐內宜設置防止由于放空氣體沖擊而產(chǎn)生密封水的劇烈波動的措施

? 水封高度應滿足下列要求∶

① 能滿足排放系統(tǒng)在正常生產(chǎn)條件下有效阻止火炬回火，并確保排放氣體在事故排放時能沖破水封排入火炬

② 對于含有大量氫氣、乙炔、環(huán)氧乙烷等燃燒速度異常高的可燃性氣體，水封高度應計算確定，且不應小于300mm

③ 對于密度小于空氣的可燃性氣體，水封高度應計算確定，且不應小于200mm

④ 對于密度大于等于空氣的可燃性氣體，水封高度應大于等于150mm

? 火炬頭及火炬本體

? 火炬頭應滿足裝置正常操作和開停工時無煙燃燒的要求

? 火炬頭上部設計溫度不應低于1200℃

? 火炬頭頂部應設火焰擋板，其限流面積宜為2%~10%；火炬頭上部3m部分（包括內件）應使用ANSI 310SS或等同材料制造，3m以下部分宜使用304或等同材料制造

? 全廠緊急事故最大排放工況火炬頭出口的馬赫數(shù)應小于等于0.5，無煙燃燒時火炬頭出口的馬赫數(shù)宜取0.2；處理酸性氣體的火炬頭出口馬赫數(shù)宜小于或等于0.2

? 處理酸性氣體的火炬頭宜設置防風罩

? 火炬燃燒時火炬頭產(chǎn)生的地面噪音應滿足下列要求∶

① 正常操作工況（包括開工、停工）時小于等于90dB

② 全廠緊急事故最大排放工況時小于等于115dB

? 除酸性氣火炬外宜使用蒸汽控制煙霧生成，對酸性氣火炬、寒冷地區(qū)的火炬及低溫條件下使用的火炬可采用壓縮空氣控制煙霧生成

? 消煙蒸汽的壓力宜控制在0.7~1.0Mpa，消煙壓縮空氣的壓力不宜低于0.7Mpa

? 鋼塔架的附屬設施

? 應分節(jié)設置梯子平臺。采用直梯時，每節(jié)直梯高度宜為5m～10m

? 鋼塔架應按相關規(guī)范設置航空障礙燈

? 最高層平臺應有滿足火炬頭檢修的面積及通道，并宜設置便于吊裝火炬頭的設施

? 敷設于鋼塔架或火炬筒體的工藝熱力管道安裝應符合下列要求∶

① 蒸汽管道、有保溫伴熱的管道、引火管及燃料氣管道應設計熱補償措施，并設相應的固定支架

② 敷設于鋼塔架或火炬筒體上的工藝熱力管道不應存在積液點

③ 常溫管道至少應設1處固定支架

④ 引火管及燃料氣管道在火炬底部應使用三通與水平管道連接，并應在垂直管道的末端設法蘭和法蘭蓋

? 用于燃燒碳氫化合物的火炬頭出口至鋼塔架頂層的距離不宜小于7m，燃燒酸性氣、純氫氣等低熱值的火炬頭出口至鋼塔架頂層的距離不宜小于5m

? 火炬筒體底部應設有積存雨水、凝液、銹渣等空間，并設置手孔、排污孔、凝液排出口及液位計

? 點火設施

? 高架火炬應設置高空電點火器和地面?zhèn)魅际近c火器

? 點火器應配備不間斷電源

? 高空電點火器的數(shù)量應與長明燈的數(shù)量相同；每個火炬頭應設置1臺地面?zhèn)魅际近c火器，其引火管應從點火器至每個長明燈單獨設置

? 火炬長明燈的數(shù)量應滿足下列要求∶

① 火炬頭直徑小于或等于0.5m時，不宜少于2支長明燈

② 火炬頭直徑大于0.5m至小于或等于1.0m時，不宜少于3支長明燈

③ 火炬頭直徑大于1.0m時，不宜少于4支長明燈

④ 單支長明燈的燃料氣消耗量不宜大于4Nm3/h

⑤ 長明燈應設溫度檢測儀表

⑥ 長明燈燃料氣供氣管道干管上應設壓力調節(jié)閥，燃料氣源的壓力應大于或等于0.35MPa，壓力調節(jié)閥后的壓力宜穩(wěn)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

? 防止回火措施

? 火炬系統(tǒng)必須采取防止回火措施

? 火炬系統(tǒng)防止回火措施宜采用水封罐加注入吹掃氣體的方法，不宜使用阻火器加注入吹掃氣體的方法

? 吹掃氣體宜選用氮氣或燃料氣，不宜使用蒸汽。吹掃氣體注入點應設在水封罐可燃性氣體出口管道上

? 氫氣、乙炔、環(huán)氧乙烷等介質的火炬、酸性氣火炬和有毒介質的火炬，吹掃氣體宜使用燃料氣。對碳氫化合物可燃性氣體火炬，吹掃氣體宜使用氮氣

? 火炬應設置速度密封器或分子密封器，宜優(yōu)選速度密封器

? 吹掃氣體量應保證火炬出口流速大于安全流速。安全流速取值應符合下列規(guī)定∶

① 火炬采用速度密封器時，不應小于0.012m/s；b） 火炬采用分子密封器時，不應小于0.003m/s

② 氫氣、乙炔、環(huán)氧乙烷等介質的火炬，采用速度密封器時不應小于 0.06 m/s，采用分子密封器時，不應小于0.02m/s

? 吹掃氣體供給量應使用限流孔板控制流量

? 當采用同一個火炬處理既處理氫氣、乙炔又處理烴類可燃性氣體時，宜使用氮氣吹掃

? 速度密封器應安裝在火炬頭下半部靠近入口法蘭處

2.標志標示

? 設置安全風險公告欄，制作崗位安全風險告知卡，標明主要安全風險、可能引發(fā)事故隱患類別、事故后果、管控措施、應急措施及報告方式等內容

? 按照《消防安全標志設置要求》GB 15630的要求設置消防安全標志

3.安全防護要求

? 防雷

? 防雷設計應符合現(xiàn)行國家標準《建筑物防雷設計規(guī)范》GB 50057的有關規(guī)定

? 有毒可燃氣體探測器

? 應按照現(xiàn)行國家標準《石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計標準》GB/T 50493有關要求設置和管理相應的可燃氣體和有毒氣體探測器  

4.消防安全管理

? 嚴格按照公安部令第61號《機關、團體、企業(yè)、事業(yè)單位消防安全管理規(guī)定》落實消防安全管理責任

? 火炬系統(tǒng)操作嚴格執(zhí)行其操作規(guī)程

? 按照企業(yè)巡回檢查制度規(guī)定頻次巡查，出現(xiàn)以下情況應增加巡視次數(shù)

? 發(fā)現(xiàn)不能立即整改的隱患

? 進行特殊作業(yè)

? 重要節(jié)日、時段及重大活動等情況下

1.設備設施檢驗、檢定要求

? 特種設備的應嚴格落實特種設備登記、檢驗、維護的有關規(guī)定

2.缺陷處理

? 對巡視檢查、檢驗、檢定等發(fā)現(xiàn)的設備設施隱患，應評估隱患的危害程度，針對隱患制定措施限期進行處理

? 特種設備管理及作業(yè)人員應具備相應的上崗資格證

? 經(jīng)常性對火炬系統(tǒng)的管理和操作人員進行培訓，確保其掌握崗位安全風險和操作規(guī)程。確保操作人員能夠正確使用勞動保護用品和應急防護器材，具備應急處置能力，特別是初期火災的撲救能力和中毒窒息的科學施救能力