高架火炬事故狀態火焰熱輻射危險性分析_承奇

大山

摘　要: 　從流體力學角度研究大型石化企業高架火炬事故狀態時火焰熱輻射的危害性,應用CFD 數值模擬技
術對其排放量為500 t/ h 時的火焰熱輻射進行了數值模擬,建立了火焰周圍的熱輻射強度場。運用Statistica 軟件擬
合數據得出熱輻射強度與距離火焰中心的水平距離的對應關系式。根據《石油化工企業燃料氣系統和可燃性氣體
排放系統設計規范》SH3009 - 2001 中規定的人體所能接受的安全熱輻射強度計算得出地面操作人員安全間距的參
考值為81. 5 m ,對事故狀態時的應急救援和人員防護起到一定的指導意義。
關鍵詞: 　高架火炬; 　熱輻射; 　CFD 模擬; 　安全間距
中圖分類號: 　X937 　　　　文獻標識碼: A
Flame Heat Radiation Hazard Analysis of Elevated
Flare Under Accident Condition
CHEN G Qi , ZHAN G Li - jing , TAO Gang , SON G Hui - hui
( J iangsu Key L aboratory of Urban and I ndust rial S af et y , School of Urban Const ruction and S af et y Engineering ,
N anj ing Uni versi t y of Technolog y , N anj ing J iangsu 210009 , P. R. China)
Recei ved 4 J une 2008 ; revised 23 October 2008 ; accepted 13 N ovember 2008
Abstract : 　Flame radiation hazard of pet rochemical plant s’ flare systems was studied f rom fluid dynamic. CFD technique was
used to simulate flame radiation under 500 t/ h discharge and radiation field around flare was established. The sof tware
Statistica was used to fit the relationship between heat radiation intensity and horizontal distance to the center of flame. Based
on safe heat radiation intensity 81. 5 m is obtained as the safety distance for personnel on the ground according to the
requirement of the standard SH3009 - 2001. This safety distance is important for emergency response and personal protection.
Key words : 　Elevated flare ; Heat radiation ; CFD simulation ; Safe distance
Correspondig author. Tel. : + 86 - 25 - 83363570 ; fax : + 86 - 25 - 83363570 ; e - mail :cqsteven2008 @163. com
　　大型石化裝置的放空火炬系統,主要用于及時
處理生產裝置中排放的多余和不平衡的廢氣,以及
試車、開停車或者事故狀態時泄放出的大量氣體,從
而保證石化生產裝置的安全、穩定運行[1 ] 。然而,這
些事故狀態泄放的氣體燃燒會產生大量的輻射熱,
對火炬周圍的操作人員、設備以及工藝裝置帶來嚴
重的危害,因此分析和評估事故狀態時放空火炬燃
燒火焰熱輻射的危害性十分必要[2 ] 。
　　在石化企業放空火炬裝置中,由于地面式火炬
具有燃燒較易控制、噪聲小、操作維修簡便等優勢,
近年來我國開始出現多級式燃燒的地面式火炬裝置
收稿日期:2008 - 06 - 04
作者簡介:承奇(1984 - ) ,男,江蘇溧陽市,在讀碩士。
基金項目:國家863 計劃資助項目(2007AA06A402) 。
的運用[ 3 ] ,但是與高架火炬相比,隨著處理氣量的增
加,地面火炬的造價增加幅度要高得多[4 ] ,因此高架
火炬依然占據著放空火炬系統運用的主體地位。所
以,研究對象選取石化企業中處理氣量較大的高架
火炬。
　　相關的研究工作在國內已經開展,研究者對火
炬的設計計算,安全距離等都進行了探討。其中,胡
景滄[2 ] 根據規范中的計算公式和對實踐經驗的總
結,探討了火炬設計中一些參數的取值以及石油化
工廠高架火炬安全距離的確定方法;王東寶等[5 ] 運
用數值模擬技術對東海某懸臂塔架火炬的熱輻射狀
況進行模擬,評估了熱輻射對該海上油氣生產綜合
平臺的危害等問題。但陸上石油化工企業高架火炬
泄放時熱輻射的數值模擬研究尚未見報道。
　　在傳統的工程計算和火炬系統設計中,一般采

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