降雨对火炬气排放管网内温度和压力影响的研究.pdfVIP

墨 镏诒 石油化工设计 Petrochemical Design 降雨对火炬气排放管网内温度和 压力影响的研究 李凤奇h，白永忠 ，于安峰 ，王 鹏 (1．中国石化工程建设有限公司，北京 100101； 2．中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院，青岛 山东266071) 摘要 ：针对石油化工厂可燃性气体排放管网在降雨后产生的温度及压力骤降现象，分析 了极端情况 下管网压力可能达到的最低值，以确定管网是否会 出现负压。基于FLUENT数值模拟，分别研究了极端 工况下无补气过程中，管径、温度、压力之间的变化规律，为确保火炬管网的安全设计提供了理论指导。 关键词：可燃性气体排放 温降 压降 补气 火炬系统是石油化工和煤化工、煤制油企业 排放工况取某制氢装置发生事故排放，排放 重要的安全环保设施之一，对企业安全生产至关 气体的组成列于表 1，排放结束时刻管网压力取3 重要。火炬系统的主要作用是在开停工工况，火 kPa(表)。为分析不同排放温度下管网压降的情 灾、停水、停电、停汽等事故状态下及时燃烧各装 况，选取 50oC、100℃、150℃、200oC、260℃共 5 置排放的可燃性气体及含有硫化氢的酸性气，防 个温度值，模拟计算中采用的碳钢特性见表2。 止引发安全事故和环保事故。 表 1 排放气体组成 本文对不产生相变的可燃性气体的排放管网 排放气体组成 体积百分比，％ H2 74 在高温排放后因降雨导致管网压力快速降低的现 CH4 5 象进行研究，分析极端情况下管网压力的最低值， CO2 l8 C0 3 判断是否会发生负压情况，为确保管道压力的安 总和 10o 全运行提供了理论指导。 表 2 碳钢特性 密度／(kg．m-3) l 7830 1 模型假设 定压比热容／J-(kg·K)一 l 493．5 热导率／w ·(m-K) 42．445 考虑一段长 100m，管径分别为 DN200、 DN500、DN800、DN1000的排放管道，其材质为碳 2 排放管网温降与压降变化规律研究 钢。假设雨水在可燃性气体排放管道外形成一层 厚度为5mm的水膜，与管道换热后沿管壁流至地 通常火炬系统管道 内压力较低，气体可假设 面，雨水温度为25℃…，如图1所示 。 认为是理想气体。假设气体排放后的压力为3kPa (表)，与环境之间换热后的最终温度为 25℃，由 雨水