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本文根據中國石化安全工程研究院張杰東老師的報告《火炬單元VOCs治理與減排》整理而成。

一、火炬系統簡介

火炬系統是煉油化工企業重要設施，是石化裝置異常工況處置過程中的最后一道防護線，其作用是燃燒掉裝置開停工及緊急狀態下排放的烴類、硫化氫等各類氣體。

1.火炬分類

按照泄放壓力可分為高壓火炬和低壓火炬；

按照燃燒器是否遠離地面可分為高架火炬和地面火炬；

按照助燃形式可分為無助燃火炬、空氣助燃火炬和蒸汽助燃火炬。

2.火炬組成

由火炬管網系統、火炬氣回收系統和火炬放空系統組成。

3.火炬氣來源

火炬系統相連的安全閥、旁路閥、自動調節閥等內部泄漏；

生產過程中的超壓排放；

裝置開停車的吹掃氣排放；

事故狀態下的緊急排放。

二、中美火炬標準一覽

1.中國

GB31570-2015《石油煉制工業污染物排放標準》

SH3009-2013《石油化工可燃性氣體排放系統設計規范》

SYT10043-2002《泄壓和減壓系統指南》

SHS01031-2004《火炬維護檢修規程》

《中國石油化工股份有限公司煉油火炬系統安全運行指導意見（試行）》中國石油化工股份有限公司煉油事業部文件石化股份煉調〔2010〕7號

2.美國

API521Pressure-relievingandDepressuringSystems

API537FlareDetailsforGeneralRefineryandPetrochemicalService

EPA63.670Requirementsforflarecontroldevices

EPA63.671Requirementsforflaremonitoringsystems

三、火炬VOCs排放量計算方法

1．基于火炬的物料衡算法

2．基于裝置的物料衡算法

本方法適用于未對火炬進行實際測量的情況，假定火炬燃燒效率為80%。

3．基于熱值的排放系數法

測量氣體體積應和測定氣體熱值的標準條件相同。火炬停用或故障時，公式應乘以1/（1-Feff），其中Feff默認值取98%。

四、火炬VOCs減排和治理技術

1．減少火炬氣的流量Q

（1）火炬氣減排（源頭治理）

正常工況：與火炬系統相連的安全閥、旁路閥、自動調節閥等內部泄漏流向火炬系統。通過檢測，對存在內漏的閥門進行更換和維修，有效減少進入火炬系統的有機廢氣，從源頭上減少火炬氣排放量；

停工：優化開停工條件，利用原有配置條件，增加正常退料和回收部分產品利用率；

事故排放：開展HAZOP分析，優化設計和操作條件，減少事故排放量；

泄放能力評估：開展基于動態模擬的火炬管網泄放能力評估，掌握火炬系統泄放能力，優化火炬系統操作參數；

裝置超壓排放：HIPPS(HighIntegrityPressureProtectiveSystem):高完整性壓力保護系統。

（2）火炬氣回收（末端治理）

氣柜：將火炬氣用壓縮機方式送至氣柜進行儲存，再送至燃燒系統燃燒；

壓縮機：通過壓縮機將火炬氣送至燃料系統作為燃料進行燃燒；

產品外銷：原料回收直接作為產品外銷。

2．提高火炬燃燒效率Feff

可靠的火炬點火和火焰監測；

高效火炬燃燒器；

優化火炬操作條件；

火炬助燃蒸汽精準控制；

地面火炬替代高架火炬。

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