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水封罐和分液罐的氣相安全流速研究

文檔作者：曾小軍文檔來源：中國石化工程建設(shè)有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年01月08日
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★ 石油化工安全環(huán)保技術(shù) ★
2014年第30卷第4期PETROCHEMICAL SAI, ETY AND ENVIRONMENTAL PRO。。’1 ECTION TECHNOI 0(
專題綜述
水封罐和分液罐的氣相安全流速研究
趙廣明
(中國石化工程建設(shè)有限公司，北京100101)
摘 要：在火炬設(shè)施運(yùn)行過程中，水封罐和分液罐是石油化工廠或某些工藝裝置火炬系
統(tǒng)安全運(yùn)行的必要保障設(shè)施。水封罐中的水量必須滿足有效密封水量的需求，分液罐有效分
離出系統(tǒng)管道中的凝結(jié)液，是避免可燃?xì)怏w排放系統(tǒng)發(fā)生氣液兩相流動(dòng)破壞和火炬火雨事故
的需要。文章提出了水封罐和分液罐的氣液兩相流動(dòng)簡(jiǎn)化模型，以及罐內(nèi)氣相流動(dòng)安全速度
的確定方法。
關(guān)鍵詞：火炬系統(tǒng)水封分液氣液兩相流動(dòng)安全速度
水封罐和分液罐是火炬系統(tǒng)安全運(yùn)行中極其
重要的組成部分， 國內(nèi)外相關(guān)資料表明，火炬系
統(tǒng)自身的安全事故偶有發(fā)生，其中火炬系統(tǒng)水封
罐和分液罐的尺寸設(shè)計(jì)不合理造成的事故占有一
定比例。原因在于現(xiàn)行的有關(guān)火炬設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)水
封罐和分液罐的氣相流動(dòng)速度過高帶來的安全問
題認(rèn)識(shí)不足。
1 水封罐和分液罐尺寸的確定
1．1 水封罐和分液罐在火炬系統(tǒng)中的用途
在特殊情況下火炬系統(tǒng)存在負(fù)壓工況，通常
采用水封作為防止負(fù)壓回火，造成火炬系統(tǒng)大面積
破壞的手段。當(dāng)可燃?xì)怏w排放接近結(jié)束時(shí)，水封罐
中的水量必須滿足有效密封水量的需求，以阻止空
氣由火炬頭倒流進(jìn)入火炬系統(tǒng)發(fā)生爆炸事故? 。
水封罐水量的保持，除正常操作補(bǔ)水外，可
以采用當(dāng)火炬排放壓力接近常壓時(shí)瞬時(shí)大量補(bǔ)
水，或采用合適的水封罐尺寸，防止罐內(nèi)水量大
量流失的方法，以滿足水封罐內(nèi)必須保持足夠水
量的要求。雖然這兩種方法都可以滿足水封罐保
持水量的要求，但后者是不需要借助儀表控制系
統(tǒng)的本質(zhì)安全手段。從水封罐的重要性方面考
慮，本質(zhì)安全應(yīng)該成為設(shè)計(jì)的首選。
分液罐有效分離出系統(tǒng)管道中的凝結(jié)液，是
避免可燃?xì)怏w排放系統(tǒng)發(fā)生氣液兩相流動(dòng)破壞和
火炬火雨事故的需要。管道內(nèi)氣液兩相流動(dòng)沖擊
力方向的多向性及數(shù)值的多變性，是造成部分管
道及管架破壞事故的主要原因。
1．2 國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的尺寸確定原則
在火炬系統(tǒng)水封罐和分液罐的尺寸確定上，
目前國內(nèi)外普遍遵守的原則是：
1)滿足氣液分離的要求
氣液分離計(jì)算的原則是，氣體通過水封罐或
分液罐的時(shí)間等于或大于氣體中夾帶的液滴沉降所
需的時(shí)問 】 J。液滴的沉降速度按重力沉降的原理
計(jì)算，即氣體中夾帶的液滴在重力作用下沉降，液
滴在靜止的流體中下落時(shí)滿足牛頓第二定律F=
ma(m為液滴的質(zhì)量，。為液滴下落的加速度)，
當(dāng)液滴下落速度達(dá)到極限a=g時(shí)，則有：重力一
浮力一阻力=mg=0，可以寫出表達(dá)式(1) J。
d I9f一 dlP 一Lc T半 =0(1)
式中：d．—— 液滴直徑，m；
P，——液體密度，kg／m ；
P ——?dú)怏w密度，k m ；
C—— 阻力系數(shù)(見AP I521或SIt 3009標(biāo)
準(zhǔn)中的插圖)；
收稿日期：2014—06—06。
作者簡(jiǎn)介：趙廣明，男，1985年畢業(yè)于遼寧石油化
工大學(xué)石油儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)，一直從事石油儲(chǔ)運(yùn)、LNG接
收站及火炬等工程設(shè)計(jì)和研究工作， 已發(fā)表論文10
余篇，現(xiàn)任工廠系統(tǒng)室主任、教授級(jí)高級(jí)工程師。電
話：010—84876541
2 ★ 石油化工安全環(huán)保技術(shù)★ 2014年第30卷第4期
— — 液滴的沉降速度，m／s；
g—— 重力加速度，9．81 m／s 。
則，液滴的沉降速度計(jì)算式為：
U 1．15×／ (2)
P C
因此，在滿足氣液分離要求的原則時(shí)，臥式
水封罐和分液罐的尺寸確定公式為：
h
≤ 一
≤ L (3) 一
O)r
(3)
式中：h— —罐內(nèi)氣相流通截面的最大高度，m；
，J—— 氣體進(jìn)出口距離，m；
— — 罐內(nèi)氣相流動(dòng)流速，m／s。
對(duì)于立式水封罐和分液罐，尺寸滿足 ≤
即可，通常取 =0．8 U
2)氣相空問的其它限定
SH 3009-2001規(guī)定，無擋液板的臥式水封
罐的氣相空間高度不小于950 mm，帶擋液板的臥
式水封罐的氣相空間最小截面積不小于進(jìn)氣口截
面積，且罐的直徑不于3 nll2 J。對(duì)于臥式分液罐
則沒有要求。
API 521規(guī)定，臥式水封罐液面上部氣相流
動(dòng)的橫截面積不應(yīng)小于進(jìn)氣1：3截面積的3倍¨J，
對(duì)臥式分液罐的氣相空間則沒有特殊限定。
考察來源于其他公司有關(guān)火炬的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，
其中關(guān)于臥式水封罐和分液罐的尺寸確定方法基
本上與API RP 521大同小異，僅某一個(gè)公司規(guī)定
了氣體的臨界速度應(yīng)小于或等于7．8 m／s。
水封罐和分液罐的上述兩個(gè)設(shè)計(jì)原則已經(jīng)沿
用了四十多年，世界上許多公司的火炬標(biāo)準(zhǔn)基本
上是參照API RP 52l制定的，而API RP 521自
1969年首次發(fā)表至今一直沒有修改過分液罐和水
封罐尺寸的確定方法。
1．3 尺寸確定原則上存在的問題
上述水封罐和分液罐尺寸確定原則對(duì)于立式
容器是適用的，但對(duì)于臥式容器是存在重大安全
問題的。通過對(duì)國內(nèi)外報(bào)道的火炬系統(tǒng)發(fā)生的回
火事故，和某些火炬燃燒產(chǎn)生黑煙問題的實(shí)例分
析研究可以發(fā)現(xiàn)，某些事故和問題與水封罐和分
液罐的尺寸有關(guān)。回火事故是由于水封罐中的密
封水不足造成的，火炬燃燒產(chǎn)生黑煙或下“火
雨” 的原因在于氣體中的較大液滴沒有分離掉。
問題在于“重力沉降原理” 被無限制地應(yīng)用
在臥式容器的氣液分離上了。在煉油廠和石油化
工廠大型化之前，這個(gè)問題并不明顯，火炬排放
量小且水封罐和分液罐又需要有足夠的體積要求
時(shí)，其氣相的流動(dòng)速度并不高，上述原則確定的
容器尺寸基本上沒有暴露出潛在的問題。工廠大
型化之后，火炬排放量較大，當(dāng)臥式水封罐和分
液罐的直徑受到限制時(shí)，往往以加長罐的長度滿
足重力沉降所需的時(shí)間，導(dǎo)致氣相流動(dòng)速度過
高，這就會(huì)產(chǎn)生罐內(nèi)的液體被高速流動(dòng)氣體卷走
的氣液兩相流動(dòng)問題。
2 氣相流動(dòng)速度的安全限定
2．1 氣相流動(dòng)的安全臨界速度
這里所提出的臥式水封罐和分液罐氣相流動(dòng)
的安全臨界速度，是指氣體通過水封罐和分液罐
時(shí)不帶走罐內(nèi)已存在的液體為前提下氣體的最大
速度。通常的水封罐和分液罐的結(jié)構(gòu)見圖1和圖
2。氣體在容器內(nèi)的流動(dòng)是一個(gè)十分復(fù)雜的過程。
為簡(jiǎn)化處理問題，假設(shè)氣體通過適當(dāng)結(jié)構(gòu)的分布
器進(jìn)入容器后氣體平行于液面流動(dòng)，如圖l和圖
2所示，也就是把復(fù)雜的流動(dòng)問題簡(jiǎn)化為“水平
管內(nèi)充分發(fā)展的定常氣液兩相流動(dòng)”。對(duì)于簡(jiǎn)化
中存在的流動(dòng)狀況偏差，可以采用保守系數(shù)的方
法予以補(bǔ)償。
圖1 水封罐示意
圖2 分液罐示意
為達(dá)到水封罐和分液罐的液相不被其上面流
動(dòng)的氣相卷走的目的，以安全、經(jīng)濟(jì)及水封罐與
分液罐的實(shí)際作用等綜合因素為出發(fā)點(diǎn)，將分層
流動(dòng)與波狀流動(dòng)的邊界速度定義為水封罐氣相流
動(dòng)的安全臨界速度(O) c，m／s)，將波狀流動(dòng)與霧
2014年第30卷第4期 ★ 趙廣明．水封罐和分液罐的氣相安全流速研究 ★
狀流動(dòng)的邊界速度定義為分液罐氣相流動(dòng)的安全
臨界速度(甜 ，m／s)。
實(shí)際上罐內(nèi)的液相不流動(dòng)，也就是曼德漢水
平管道流動(dòng)機(jī)構(gòu)相圖(見圖3)中的液相折算速度
09 。：0，∞ =0在理論上是不成立的，但可以使
用曼德漢水平管道流動(dòng)機(jī)構(gòu)相圖的最小液相折算
速度60 =0．003 m／s作為液相基本不流動(dòng)的邊界
條件
圭
8
瓣
0
圖3 曼德漢水平管道流動(dòng)機(jī)構(gòu)相圖
由于折算速度小于真實(shí)速度，且∞ ?！?。，
則液體不被帶出罐外的氣體臨界流速可以取
∞ ( (cJ”
0 。
由圖3可以得到，空氣和水兩種介質(zhì)分層流
動(dòng)的臨界氣相折算速度為09”。：10．97 m／s，波狀
流動(dòng)的臨界氣相折算速度為 =22．86 m／s。即
對(duì)于水封罐和分液罐的基準(zhǔn)臨界速度分別為：
=10．97 m／s和 =22．86 m／s。
由于曼德漢水平管道流動(dòng)機(jī)構(gòu)相圖是以環(huán)境
狀態(tài)下的空氣和水兩種介質(zhì)試驗(yàn)得到的，因此當(dāng)
實(shí)際條件與相圖基準(zhǔn)條件不一致時(shí)，機(jī)構(gòu)的分界
線函數(shù)需要修正。修正后的曼德漢水平管道流動(dòng)
機(jī)構(gòu)相圖的分層機(jī)構(gòu)與波狀機(jī)構(gòu)和波狀機(jī)構(gòu)與環(huán)
狀機(jī)構(gòu)的分界線函數(shù) 為：
∞ 。= 。。 ( (嘗廠×f((DO
(4)
式中：P”— — 氣相密度，kg／m ；
P — — 液相密度，kg／m ；
P —— 常壓20℃ 時(shí)空氣密度，kg／m ；
P — — 常壓20 qC時(shí)水的密度，kg／m’；
3
— — 氣相粘度，N·s／m ；
— — 常壓20 c(=時(shí)空氣的粘度，N·s／m ；
— — 常壓20 時(shí)水的表面張力，N／m ；
— — 液相的表面張力，N／m 。
對(duì)分界線上每一個(gè)特定的點(diǎn)，式(4)可以表
達(dá)為：
。= ( 粥( (格廠X SO．)n0
(5)
式中：S——液相折算速度與氣相折算速度的
比值。
在空氣和水為介質(zhì)條件下，對(duì)于水封罐S=
= 0．000 273 5， 對(duì)于分液罐 S =
= 0．000 131 2。則水封罐氣相的安全臨
界速度可以表達(dá)為式(6)：
10．969 × 。( )。
(6)
分液罐氣相的安全臨界速度可以表達(dá)為式
(7)：
?d 22． 869× ( )
(7)
2．2 氣相的安全流動(dòng)速度
水封罐是否安全關(guān)系到水封前面整個(gè)火炬氣
排放系統(tǒng)的安全，水封罐的設(shè)計(jì)需要做到本質(zhì)安
全。因此，本文提出水封罐內(nèi)氣液兩相流動(dòng)應(yīng)限
定在最安全的分層流動(dòng)機(jī)構(gòu)區(qū)問，以此定義水封
罐氣相的安全臨界速度。
考慮到流動(dòng)機(jī)構(gòu)相圖誤差、實(shí)際流動(dòng)狀態(tài)與
假設(shè)流動(dòng)狀態(tài)的偏差以及設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與實(shí)際排放數(shù)
據(jù)間的偏差等，本文定義水封罐氣相安全流動(dòng)速
度( )取水封罐安全臨界速度的0．9倍，則水
封罐氣相安全流動(dòng)速度表達(dá)為式(8)。
= 9．872 × 。( 廣
(8)
式中：∞ ——水封罐氣相安全流動(dòng)速度，m／s。
對(duì)于火炬系統(tǒng)的分液罐而言，由于正常生產(chǎn)
過程中須保持罐內(nèi)液體處于低液位，工程設(shè)計(jì)上
通常也并沒有考慮氣體部分冷凝導(dǎo)致的氣體流速
4 ★ 石油化工安全環(huán)保技術(shù) ★ 2014年第30卷第4期
降低等因素，同時(shí)其內(nèi)部積存的液體被氣流卷走
導(dǎo)致的安全后果也要遠(yuǎn)低于水封罐。因此從安全
和經(jīng)濟(jì)綜合平衡的角度，提出采用氣液兩相波狀
流動(dòng)機(jī)構(gòu)限定分液罐的安全臨界流速，考慮到實(shí)
際流動(dòng)狀態(tài)與假設(shè)流動(dòng)狀態(tài)的偏差等因素，定義
分液罐的氣相安全流動(dòng)速度( )取分液罐安全
臨界速度的0．9倍。則分液罐的氣相安全流動(dòng)速
度表達(dá)為式(9)。
?d 20． 582×( ( )。
(9)
式中： ——分液罐氣相安全流動(dòng)速度，m／s。
3 氣相安全流動(dòng)速度的簡(jiǎn)化確定方法
火炬排放系統(tǒng)排放的可燃?xì)怏w組成復(fù)雜，氣
體組分、溫度和壓力差別較大，采用式(8)和式
(9)計(jì)算時(shí)存在計(jì)算參數(shù)難以確定的情況。為此，
提出以下簡(jiǎn)化確定方法，以便于工程設(shè)計(jì)中使用。
由式(5)可知，臨界速度是兩相介質(zhì)的密度、
粘度和液體表面張力的函數(shù)，即O9 = P， ， )；
對(duì)于每一種組分而言，其氣／液兩相的密度、粘
度和液體表面張力與分子量(M)、壓力(P)和溫
度(T)有關(guān)， 因此每一種組分的臨界速度可以表
達(dá)為：O9，=．廠(M，P，T)。
3．1 簡(jiǎn)化法的適用范圍
煉油廠和石油化工廠火炬系統(tǒng)處理的排放氣
體主要是碳?xì)浠衔?，排放氣體的分子量介于
2～142之間，排放氣體的溫度范圍在0～350℃ ，
水封罐操作壓力小于或等于150 kPa(絕)，分液
罐操作壓力小于400 kPa(絕)。
根據(jù)多年火炬設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，選取包括氫
氣、烷烴、環(huán)烷烴、烯烴、芳香烴和醚類共6O種
分子量范圍處于2～142的物質(zhì)，作為水封罐氣相
安全流速簡(jiǎn)化確定方法的研究基礎(chǔ)；以其中常壓
沸點(diǎn)大于5℃的38種物質(zhì)作為分液罐氣相安全流
速簡(jiǎn)化確定方法的研究基礎(chǔ)。
在分液罐氣相安全流動(dòng)速度的簡(jiǎn)化方法研究
中，分液罐中的凝結(jié)液按純組分飽和狀態(tài)處理。
因?yàn)榉忠汗拗械哪Y(jié)液來源于排放氣體在管道沿
途流動(dòng)過程中的溫降，當(dāng)管道中的氣體溫度降低
到其飽和溫度及以下時(shí)才存在凝結(jié)液，因此實(shí)際
生產(chǎn)過程中分液罐收集的凝結(jié)液溫度低于排放起
始狀態(tài)的飽和溫度，按飽和溫度處理問題，即液
體的表面張力取值小于實(shí)際值，亦即按飽和溫度
分析得到的結(jié)論是偏于安全的。
3．2 臥式水封罐氣相安全流速的簡(jiǎn)化確定方法
采用式(8)，按照表1給出的溫度、壓力和
介質(zhì)組合對(duì)水封罐的安全流速 進(jìn)行枚舉計(jì)算。
由于生產(chǎn)中水溫處于5～100 qC之問，且具體數(shù)值
難以確定，因此枚舉計(jì)算中不考慮水溫對(duì)計(jì)算結(jié)
果的影響。
表1 水封罐氣相安全流速計(jì)算組合
壓力／kPa
溫度／K
l15 l25 l35 l45 l50
273
323 氫氣、甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、丁二
烯、乙基甲醚、二乙基醚、戊烷、戊烯、環(huán)戊烷、
373 環(huán)戊烯、二甲基丁烷、甲基己烷、乙苯、二甲
=牟 1[ J 譽(yù) 午 _寸 uu J 里 b 田日 ：U^L 工J 1‘ ～ f A1 口
423 物質(zhì)
523
按上述給定的邊界參數(shù)和介質(zhì)計(jì)算得到1 500
個(gè) 的數(shù)據(jù)，通過這些數(shù)據(jù)與氣體的分子量M、
壓力P和溫度T的關(guān)聯(lián)性研究，可以發(fā)現(xiàn) 與
Mp／T(定義為無量綱數(shù)參數(shù))具有冪函數(shù)關(guān)系，
其中氫氣數(shù)據(jù)雖然同樣表現(xiàn)為冪函數(shù)關(guān)系，但與
分子量在16～142范圍內(nèi)的物質(zhì)具有較大的離散，
計(jì)算數(shù)據(jù)表明，氫氣可以允許具有更高的水封罐
安全流速。對(duì)于處理多工況，且排放氣體組分隨
工況變化較大的石油化工廠的火炬系統(tǒng)，本文建
議按照氣體中不含氫氣限定水封罐的安全流速更
穩(wěn)妥，剔出氫氣之后的1 475個(gè)似：。數(shù)據(jù)與Mp／T
的關(guān)系見圖4。
O 2O 40 6O 8O
M p／T
圖4 水封罐氣相安全流速 ?與Mp／T關(guān)系
通過回歸得到的水封罐安全流速表達(dá)式見
式(1 0)；式(10)相對(duì)于式(8)的誤差為：
一2．88％ ～2．08％ 。
∞ = c × ( ) (1 0)
2014年第3O卷第4期 ★ 趙廣明．水封罐和分液罐的氣相安全流速研究 ★
c ： 5．525 5 X l0-lOp2 一8
． 987 5 X
10～p 71+22．714 7 (11)
d = ～ 5．81 × 10一 +4．465 7 × 10一 T 一0．256 I
(12)
式中：卜排放氣體的操作溫度，K；
p—— 水封罐的操作壓力，kPa(絕)。
圖4中全部點(diǎn)的下包絡(luò)線定義為水封罐氣相
安全流速 與Mp／T的關(guān)系曲線(見圖5)，該曲
線可以表達(dá)為式(13)。
．62I×( )m +0．000 8×
( ) ”-0．38 (13)
圖5 水封罐氣相安全流速 與Mp／T關(guān)系曲線
通過研究可知，水封罐的水溫對(duì)安全流速影
響不大。當(dāng)水溫在20～100℃時(shí)，安全流速降低
0～4．2％ ?？紤]水溫對(duì)安全流速的影響時(shí)，水溫
影響修正系數(shù)k由式(14)計(jì)算或由圖6查得，修
正后的水封罐安全流速為 。
= 一8．683 49 × J0一 T2+5． 894 3 ×
10 一1．057 25 (14)
式中：卜水封罐密封水的溫度，K。
＼
蝰
贈(zèng)
*
I．0i
l．00
0．99
O．98
0．97
O．96
0．95
273．15 293．15 313．15 333．15 353．15 373．15
水封罐的水溫T(K)
圖6 水溫對(duì)安全流速影響修正系數(shù)曲線
3．3 臥式分液罐氣相安全流速的簡(jiǎn)化確定方法
按式(9)對(duì)表2給出的溫度、壓力和純組分
介質(zhì)組合對(duì)分液罐的安全流速097進(jìn)行枚舉計(jì)算。
通過枚舉計(jì)算得到301個(gè)∞?數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)與
氣體的分子量M、壓力P和溫度T關(guān)聯(lián)可以發(fā)
現(xiàn)，09 與Mp／T(定義為無量綱數(shù)參數(shù))具有冪函
表2 分液罐氣相安全流速計(jì)算組合
5
壓力／kPa
溫度／K
134 150 200 250 300 350 400
l，2 丁二烯、二乙基醚、戊烷、戊烯、
相應(yīng)組分不同壓 環(huán)戊烷、環(huán)戊烯、二甲基丁烷、甲基己烷、
乙力下 的露點(diǎn)溫度 苯 、二 甲苯??正 丁基苯等 43種分子量
范圍處于54—142且常壓沸點(diǎn)大于5℃ 的
物質(zhì)。
數(shù)關(guān)系(見圖7)， 與Mp／T的關(guān)聯(lián)式可以近似
表達(dá)為式(15)；式(15)相對(duì)于式(9)的誤差為：
一2．27％ ～4．9％ 。平均誤差0．02％ 。
= e ×( ) (15)
e = 2．333 61 × 10 P 一1．380 65 X
10 P +0．182 44p+58．004 59 (16)
f=一4．056 82×10一 。P +4．268 92×
10 P ～4．057 76～P一0．498 64 (17)
式中：卜操作壓力下排放氣體的露點(diǎn)溫
度，K；
p——分液罐的操作壓力，kPa(絕)。
∞
●
曼
固
S
喀
匿
圖7 分液罐氣相安全流速∞ 與Mp／T關(guān)系
圖7中全部點(diǎn)的下包絡(luò)線定義為分液罐氣相
安全流速∞ 與Mp／T的關(guān)系曲線(見圖8)，該曲
線可以近似表達(dá)為式(18)。
?d 62
．453 44×(等) (18)
悄呂
* 、
疊
圖8 分液罐氣相安全流速 與Mp／T關(guān)聯(lián)曲線
煉油廠和石油化工廠的全廠性火炬排放系
統(tǒng)，通常需要服務(wù)于全廠的眾多裝置，其處理的
可燃?xì)怏w組成變化范圍較大，具體組成也難以準(zhǔn)確
5 2 9 6 3
臀 一I_∞． 罌 母措越 般 *
6 ★ 石油化工安全環(huán)保技術(shù) ★ 2Ol4年第3O卷第4期
給出，因此有時(shí)無法確定計(jì)算 所需的露點(diǎn)溫度。
為此，給出下述基于對(duì)火炬排放系統(tǒng)分液罐要求最
苛刻工況的分液罐氣相安全流速的簡(jiǎn)化確定方法。
通過對(duì)分液罐氣相安全流速分析可知，排放
氣體組分越重分液罐的允許安全流速越低。因此
以火炬排放氣可能出現(xiàn)的I2種重組分(二甲苯、
三甲苯、葵烷和正丁基苯等，平均分子量M=
120)產(chǎn)生飽和態(tài)凝結(jié)液為分液罐氣相安全流速的
最苛刻工況，將依據(jù)該1 2種組分得到的安全流速
09 平均值與壓力變化的關(guān)系曲線(見圖9)作為確
定分液罐氣相安全流速的依據(jù)，可以避免由于多組
分排放氣體的露點(diǎn)溫度難以確定的問題，圖(9)基
本等同于圖(8)中的Mp／T=36．5～91．5部份。圖
(9)中的 與P關(guān)聯(lián)曲線可以表達(dá)為式(19)。
d ：78．014p ％ (19)
蔣
二、
悄
Ⅱ 0
操作壓力p／kPa
圖9 分液罐氣相安全流速 ?與P關(guān)系曲線
4 結(jié) 語
綜上所述，以火炬系統(tǒng)本質(zhì)安全設(shè)計(jì)的理
念，提出臥式水封罐和分液罐氣相安全流速的概
念和確定方法。文中給出的式(8)、(10)、(13)
和圖5都可以用于確定臥式水封罐的氣相安全流
速；式(9)、(15)、(18)、(19)以及圖8和圖9
都可以用于確定臥式分液罐的氣相安全流速。式
(8)和式(9)是基于操作狀態(tài)下的物性參數(shù)求解，
計(jì)算較繁瑣，其他表達(dá)式是基于操作狀態(tài)參數(shù)求
解，計(jì)算相對(duì)簡(jiǎn)單。不同的計(jì)算式或圖可按下列
原則選用：
1)當(dāng)排放氣體組成明確且工況唯一時(shí)，臥式
水封罐的氣相安全流速可以采用式(10)計(jì)算；
2)當(dāng)排放氣體組成不明確，僅已知其平均分
子量時(shí)，臥式水封罐的氣相安全流速可由式(13)
計(jì)算或由圖5查??；
3)當(dāng)排放氣體組成明確且工況唯一時(shí)，臥式
分液罐的氣相安全流速可以采用式(15)計(jì)算；
4)當(dāng)排放氣體組成不明確，僅已知其平均分
子量時(shí)，臥式分液罐的氣相安全流速可由式(18)
計(jì)算或由圖8查??；
5)對(duì)于處理不同裝置火炬排放氣的全廠性火
炬系統(tǒng)，可根據(jù)操作壓力按式(19)計(jì)算或直接由
圖9查得。
6)圖5、圖8和圖9及其相應(yīng)的表達(dá)式比其它
表達(dá)式對(duì)排放氣體組成的偏差具有更好的適應(yīng)性。
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班組園地
2014(第五屆)石油化工設(shè)備維護(hù)檢修技術(shù)交流會(huì)召開
20l4年6月l2～13日，在中國石化、中國石油、中國海油三大石油公司以及神華集團(tuán)的大力支持
下，2014(第五屆)石油化工設(shè)備維護(hù)檢修技術(shù)交流會(huì)在遼寧大連順利召開。三大石油公司、神華集團(tuán)
總部及所屬企業(yè)、維護(hù)檢修單位、設(shè)計(jì)單位、設(shè)備制造企業(yè)以及知名高校的170多名代表參加了交流
與研討。
會(huì)上共有18位專家作了專題報(bào)告，會(huì)議探討了目前石化企業(yè)普遍關(guān)心的檢維修企業(yè)資質(zhì)認(rèn)證，檢
維修專業(yè)化管理新模式，裝置的長周期運(yùn)行，設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化管理，特種設(shè)備的檢驗(yàn)與管理，
多網(wǎng)并匯管道的可靠性與安全性，新技術(shù)、新設(shè)備在生產(chǎn)中應(yīng)用等。會(huì)議圍繞石化設(shè)備，突出技術(shù)交
流，為全國石化行業(yè)、煤化工行業(yè)的相互學(xué)習(xí)提供了一個(gè)良好的平臺(tái)。
(中國石化工程建設(shè)有限公司 曾小軍)

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03-11