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泄放分析與火炬系統優化

泄放是煉化和油氣處理裝置一個非常關鍵的安全操作手段，在設計中對泄放過程和和火炬系統進行分析是一項重要的、必不可少的工作。

1/ 泄放分析問題背景：

新建工廠項目中的泄放問題

在新建項目中，由于估算的泄放量太保守，造成火炬管道和設施過大、投資增加、熱輻射過大等一系列問題，而如果要消減泄放總量時，又沒有量化數據作為決策的支撐，存在安全風險

舊廠擴建改造項目中的泄放問題

在現役裝置擴能改造項目中，沒有系統方法評估原有火炬系統的富裕度，沒有充分依據判斷其是否能滿足新的排放要求，最終往往出于安全考慮而不得不新建火炬，從而大幅度增加了原本不必要的投資，更何況很多情況下新建火炬會受到占地、熱輻射、火炬凈空高度等等約束而困難重重

問題背后的原因

國內缺少法規和規范的要求；設計和生產單位缺少科學的方法對設備在超壓事故工況下的排放量進行系統化的分析和準確的計算，也沒有消減火炬量的可靠和有效的措施。泄放是煉化裝置關鍵的安全手段，在設計階段對泄放過程進行量化分析是一項重要的、必不可少的工作，美國等發達國家對此有十分嚴格的規定，不僅有API、 ASME 等詳細的標準，且 OSHA 以法規的形式規定煉廠每 5 年對泄放系統進行評估和審查，以避免安全風險。

2/ SimTech解決方案：

階段一：靜態泄放分析

基本宗旨是采用 API 521 規范的原則和方法，根據對工藝流程和控制系統的分析，基于每個被保護設備確定適用的泄放工況及其假設條件并計算泄放量。這是全部工作的基礎。圣泰（SIMTECH）公司采用自主開發的 SIMTECH RELIEF?軟件計算，該軟件現已成為洛陽院和 SEI 的標準工具。

階段二：動態泄放分析

基于嚴格機理的動態模擬方法，在 API 521規范的指導下，對被保護設備超壓工況及其泄放的動態行為進行模擬和分析。動態模擬是目前進行泄放分析最佳的技術手段，也是 API 規范最新版本（API STD 521第六版 2014）中推薦的方法。

階段三：排放量的消減

根據實際條件，采用工藝和設備變更、HIPS（高完整性壓力保護系統）等措施，消除或減少超壓事故時的排放，從而達到消減泄放量的目的。還可以包括火炬管道的水力學和傳熱動態分析，旨在分析火炬總管的尺寸及其余量，并為管線材質的選擇、 Π形彎設置等提供參考依據。

3/ 方案效益：

1.減小火炬總管和火炬設施規模或消除新建火炬的需求，效益將達千萬元至億元級別。
2.消除火炬系統的瓶頸，如熱輻射、占地、火炬高度、環保排放等。
3.摸清現有裝置的最大泄放總量，為裝置擴能改造時火炬系統的安排提供基礎依據。
4.從安全性方面，對現有老裝置的安全閥和火炬系統進行徹底的分析和評估，杜絕潛在的安全隱患。
5.通過主動消減措施，減少或消除一部分異常工況下的火炬氣排放。

6.通過火炬管道壁溫的嚴格分析，減少新建火炬管道膨脹彎的數量。