一种侧烧式大型封闭式地面火炬装置的制作方法

本实用新型涉及一种侧烧式大型封闭式地面火炬装置。

背景技术：

炼油化工生产装置呈现出生产规模扩大、联建联产和公用工程集中供应的特点。由于这些装置的规模化和相互连带关系，在开停车、日常运行特别是突发事故发生时，装置将排放出较大量的火炬气或排放气。为保证排气不影响装置及其周边生态环境，需要将废气以燃烧的方式处理掉。

地面火炬是处理石油化工、煤化工、乙烯等行业废气的安全装置，其主要结构包括地面火炬燃烧塔筒体、地面火炬防风墙和地面火炬燃烧器。地面火炬处理范围广，占地面积小，对周围的噪声污染小，维护简单且花费较少，可节省后期成本，同时又兼顾了环保需求，是广泛应用的火炬气处理方法。传统的封闭式地面火炬燃烧器位于火炬筒体内部，与火炬筒体竖直安装，采用的是燃烧器底部燃烧的燃烧组织方式，燃烧火焰竖直向上。由于传统底烧式封闭式地面火炬固有的燃烧组织方式的缺陷，处理量较大时位于中心的燃烧器容易出现燃烧效率低、冒黑烟和火焰过高超出火炬筒体等安全、环保、技术问题。因此，根据石油化工行业规范传统地面火炬处理量不宜超过100吨每小时，但随着近年来石油化工、煤化工等行业规模的扩大，对于100吨每小时以上的超大型封闭式地面火炬的市场需求持续增长。

技术实现要素：

本实用新型针对传统的封闭式地面火炬处理量较大时容易冒火、处理效率低和分级配管复杂等安全、环保、技术问题，提供一种侧烧式大型封闭式地面火炬，解决了100吨每小时以上的地面火炬处理需求，最大处理量可达250吨每小时。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种新型侧烧式大型封闭式地面火炬装置，包括火炬筒体1、防风墙2、火炬气总管3、火炬气分布系统、燃烧器、长明灯8、点火装置；所述的防风墙2环设在火炬筒体1外侧，火炬筒体1和防风墙2之间形成助燃风进风通道6；所述的火炬筒体1下部沿周向开有8～30个进风窗9，每个进风窗设置若干个燃烧器，单个燃烧器处理量不大于2.5吨每小时，燃烧器通过进风窗9伸入火炬筒体内部；所述的火炬气总管3、火炬气分布系统位于燃烧室外部，火炬气总管3经火炬气分布系统与各燃烧器支管14相通，燃烧器支管14与火炬筒体1垂直安装，火炬气经火炬气总管3、火炬气分布系统进入各燃烧器支管14并最终通过燃烧器排出进行燃烧处理，助燃空气利用火炬筒体内部高温燃烧产生的抽力进入火炬筒体助燃；所述的长明灯8布置在火炬筒体1和防风墙2之间，便于现场更换，长明灯8通过进风窗伸入火炬筒体。

通过以上侧烧技术，可实现各燃烧器更加充足和均匀的配风，达到更完全的燃烧和低排放要求，实现地面火炬100吨每小时以上的大型化排放设计。

所述的火炬筒体1采用一体化结构直接固定在地面上或抬高并由支撑结构固定。

所述的火炬筒体1和防风墙2的间距为1～4m。

所述的防风墙高于进风窗9上沿1m～2.5m。

所述的进风窗9的高宽比为1:1～5:1，进风窗9的高度为2～5m；相邻两个进风窗9的周向边间距不大于2倍的进风窗宽度。

所述的火炬气分布系统包括火炬气分布环管4、火炬气分级管15、火炬气分布管12，火炬气分布环管4布置在火炬筒体1和防风墙2之间并与火炬气总管3相通；对应每个进风窗9设置一根火炬气分布管12，火炬气分布管12经火炬气分级管15与火炬气分布环管4相通。所述的燃烧器支管14的进气端置于火炬气分布管12内，火炬气依次经火炬气总管3、火炬气分布环管4、火炬气分级管15、火炬气分布管12进入各燃烧器支管14并通过燃烧器排出进行燃烧处理。

所述的火炬气分布管12为至少一根竖向分布管，火炬气分布管12的端口密闭。具体的，所述的火炬气分布管12可以为u型或倒u型分布管或凹型或倒凹型分布管，或进一步在u型或倒u型分布管、凹型或倒凹型分布管的水平管上设置至少1根竖直支管。

每个进风窗9设有2～32个燃烧器。

优选的，每个进风窗9布置1～4列燃烧器，每列沿竖直方向布置2～8个燃烧器。

相邻两个燃烧器的间距不小于0.6m。

所述的燃烧器为蒸汽消烟型燃烧器、压力消烟型燃烧器。采用蒸汽消烟型燃烧器用于消除由于重组分火炬气低压泄放燃烧产生的黑烟；压力消烟型燃烧器无需消烟蒸汽。所述的燃烧器为蒸汽消音型燃烧器时，每个燃烧器安装有蒸汽消烟装置11，蒸汽消烟装置11依次通过蒸汽分布管10、蒸汽支管17与蒸汽环管16相连，蒸汽环管16经蒸汽总管5与蒸汽气源相连。

作为本实用新型侧烧式大型封闭式地面火炬装置的优选技术方案，所述的燃烧器通过直管或过渡管13与燃烧器支管14连接，所述的燃烧器水平或向上倾斜或向斜上方倾斜。

所述的直管或过渡管13和燃烧器支管14通过螺纹或焊接或法兰连接；所述的直管或过渡管13和燃烧器通过螺纹或焊接或法兰连接。

所述的过渡管为弯管，过渡管仅起到转角作用，使得燃烧器向上倾斜或向斜上方倾斜；而直管则使燃烧器水平。

进一步优选的，所述的燃烧器向上倾斜角度(即燃烧器头部与水平截面夹角e)为0～45°，侧向倾斜角度(即燃烧器头部与火炬筒体竖直截面夹角f)为0～30°。

所述的燃烧器伸入火炬筒体内部0.5～2m，燃烧器头部伸入火炬筒体径向距离不大于1.5m。

每个进风窗9设有至少1支长明灯，一般设有1～3支长明灯，至少有1支长明灯8保持常燃状态，长明灯8的进风口置于火炬筒体外侧并与长明灯燃料气管道18相连，长明灯进风口置于火炬筒体外侧可以避免高温辐射影响，长明灯8主体与燃烧器支管14平行布置通过进风窗9伸入火炬筒体。

所述的长明灯8一般为外部预混式长明灯。

本实用新型的有益效果：

(1)、侧烧式封闭式地面火炬装置进风口位于火炬筒体侧面，空气综合进风阻力更小，进风量更加充足，可以保证燃烧充分，各类有毒有害火炬气获得更优的破坏效率，实现更低的污染物排放。

(2)、侧烧式封闭式地面火炬装置燃烧器与进风口相近布置，助燃空气进入火炬筒体即可与各个燃烧器排放的火炬气充分混合。避免传统底烧火炬位于火炬筒体中心的燃烧器缺氧窜烧情况，同时由于火炬气和助燃空气混合更加充分可以保证燃烧更加稳定，火焰边界较明显，较传统底烧封闭式地面火炬受外界风速影响更小。

(3)、侧烧式封闭式地面火炬装置燃烧器水平或向上倾斜布置，燃烧器头部与火炬筒体竖直截面夹角(f)为0～30°，水平截面夹角(e)为0～45°，火焰可充分利用火炬筒体横向和周向空间，火焰竖直高度更低，与空气混合更均匀，在大工况下火焰不易外漏。

(4)、侧烧式封闭式地面火炬装置火炬气总管、分级管都位于燃烧室外部，可以降低暴露在高温中的管道数量，因而可实现更高的可靠性。

附图说明

图1为侧烧式大型封闭式地面火炬装置主视图。

图2为侧烧式大型封闭式地面火炬装置剖面图。

图3为侧烧式大型封闭式地面火炬装置局部俯视图。

图4为侧烧式大型封闭式地面火炬装置的燃烧器、长明灯和蒸汽消烟管路布置图。

图5为单个进风窗内燃烧器布置示意图。

图中，1-火炬筒体、2-防风墙、3-火炬气总管、4-火炬气分布环管、5-蒸汽总管、6-助燃风进风通道、7-1-蒸汽消烟型燃烧器、7-2-压力消烟型燃烧器、8-长明灯、9-进风窗、10-蒸汽分布管、11-蒸汽消烟装置、12-火炬气分布管、13-直管或过渡管、14-燃烧器支管、15-火炬气分级管、16-蒸汽环管、17-蒸汽支管、18-长明灯燃料气管道。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步说明。

实施例1

如图1-图5所示，一种侧烧式大型封闭式地面火炬装置，包括火炬筒体1、防风墙2、火炬气总管3、火炬气分布环管4、火炬气分级管15、火炬气分布管12、燃烧器、长明灯8、点火装置。

所述的火炬筒体1固定在地面上；所述的防风墙2环设在火炬筒体1外侧，火炬筒体1和防风墙2之间留有1～4m间距形成助燃风进风通道6；火炬筒体1靠近地面处沿周向开有8～38个矩形进风窗9，进风窗9的高宽比1:1～5:1，进风窗9高度2～5m，进风窗9上沿低于防风墙上沿1m～2.5m，相邻进风窗周向边间距0.5～2m。

所述的火炬气总管3位于燃烧室外部，火炬气分布环管4布置在火炬筒体1和防风墙2之间并与火炬气总管3相通；对应每个进风窗9设置一根倒u型火炬气分布管12，火炬气分布管12经火炬气分级管15与火炬气分布环管4相通。对应进风窗9，在火炬气分布管12的两个竖直管上布置燃烧器，每个竖直管布置2～8个燃烧器，单个燃烧器的处理量不大于2.5吨每小时，相邻两个燃烧器的间距不小于0.6m。燃烧器与进风口相近布置，助燃空气进入火炬筒体即可与各个燃烧器排放的火炬气充分混合。

燃烧器通过直管或过渡管13和燃烧器支管14连接，燃烧器支管14与火炬筒体1垂直安装，燃烧器支管14的进气端置于火炬气分布管12内，燃烧器通过进风窗9伸入火炬筒体内部0.5～2m，燃烧器伸入火炬筒体径向距离不大于1.5m。所述的燃烧器支管14的进气端置于火炬气分布管12内，火炬气依次经火炬气总管3、火炬气分布环管4、火炬气分级管15、火炬气分布管12进入各燃烧器支管14并通过燃烧器排出进行燃烧处理。

所述的过渡管为弯管，过渡管仅起到转角作用，使得燃烧器向上倾斜或向斜上方倾斜；而直管则使燃烧器水平；燃烧器与火炬筒体竖直截面夹角f为0～30°，与水平截面夹角e为0～45°，火焰可充分利用火炬筒体横向和周向空间，火焰竖直高度更低，与空气混合更均匀，在大工况下火焰不易外漏。助燃空气利用火炬筒体内部高温燃烧产生的抽力进入火炬筒体，火炬气和助燃空气混合更加充分可以保证燃烧更加稳定，火焰边界较明显，受外界风速影响更小。

所述的燃烧器为蒸汽消烟型燃烧器7-1和压力消烟型燃烧器7-2。燃烧器为蒸汽消音型燃烧器时，每个燃烧器安装有蒸汽消烟装置11，蒸汽消烟装置11依次通过蒸汽分布管10、蒸汽支管17与蒸汽环管16相连，蒸汽环管16经蒸汽总管5与蒸汽气源相连。

每个进风窗9一般布置有1～3支外部预混式长明灯，至少1支长明灯8保持常燃状态，长明灯8布置在火炬筒体1和防风墙2之间，其进风口置于火炬筒体外侧并与长明灯燃料气管道18相连，长明灯8主体与燃烧器支管14平行布置通过进风窗9伸入火炬筒体。

本实施例侧烧式大型封闭式地面火炬解决了100吨每小时以上的地面火炬处理需求，最大处理量可达250吨每小时。