研究一種地面火炬放空量的計算方法

李德泉

摘? 要：在LNG接收站中，低溫LNG在儲存和工藝處理過程中，從環境中間接吸收熱量揮發產生BOG，使接收站儲罐系統壓力升高，必要時需要排放火炬燃燒，以確保接收站的運行安全。火炬形式一般有高空火炬和地面火炬兩種，地面火炬由于維護方便、安全、環保性能好[1]等優點，在國內LNG接收站中得到越來越多的應用。我國在1998年從國外引進了第一套地面火炬，2001年自行設計安裝了第一套地面火炬裝置[2]。放空是非常態的生產過程，一般在火炬氣排放管線上不設置流量計。火炬放空量通過設計排放量進行估算，估算不準確，對接收站的盤庫及排放損耗計算等工作帶來困難。文章以天津LNG接收站地面火炬為例，研究了一種火炬氣放空量的計算方法，用以精確計算放空量，為LNG接收站的盤庫經營工作提供支持。

關鍵詞：地面火炬;放空量;計算方法

中圖分類號：TQ086.2 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）33-0116-02

Abstract： In the LNG receiving station， during the storage and process treatment of the low temperature LNG， the BOG， generated by the indirect absorption of heat volatilization from the environment， increases the pressure of the storage tank system of the receiving station， and it is necessary to discharge torch combustion if necessary to ensure the safe operation of the receiving station. There are two kinds of torch forms： high-altitude torch and ground torch. Ground torch has been more and more used in domestic LNG receiving stations because of its convenient maintenance， safety and good environmental protection performance. China introduced the first set of ground torch from abroad in 1998， and designed and installed the first set of ground torch device in 2001. Emptying is an abnormal production process， and no Flowmeter is usually installed on the torch gas discharge pipeline. The discharge amount of the torch is estimated through the design emission， and the estimation is not accurate， which brings difficulties to the calculation of the storage and emission loss of the receiving station. Taking the ground torch of Tianjin LNG receiving station as an example， this paper studies a calculation method of torch air emptying capacity， which can be used to accurately calculate the emptying amount and provide support for the operation of LNG receiving station.?Keywords： ground torch; emptying quantity; calculation method

1 工藝流程簡介

天津LNG設置兩座地面火炬，單臺設計處理量60t/h，兩臺火炬并列運行，一用一備。自LNG儲罐及BOG系統來的超壓BOG經PV閥后進入火炬氣排放總管，經分液罐沉淀BOG中夾雜的液滴后進入火炬燃燒放空。

地面火炬設置四級排放，具體設置如表1。

2 火炬氣排放量計算方法

根據水平輸氣管流量計算基本公式[3]：

式中：M-輸氣管質量流量;PQ-輸氣管起點壓力（絕對壓力）;PZ-輸氣管終點壓力（絕對壓力）;D-管道內徑;Z-天然氣在管輸條件下的壓縮因子;R-摩爾氣體常數;T-輸氣溫度;？姿-水力摩阻系數;L-輸氣管計算長度;D-管道內徑。上述公式使用條件：（1）地形起伏高差小于200米;（2）穩定流動;（3）等溫流動，可以作為火炬氣排放的計算依據。

根據火炬廠家提供數據，每個燃燒嘴在排放壓力為13kPa（表壓）時，排放量為1t/h。以上述公式為依據，計算當排放壓力為P（表壓）時，每個燃燒嘴的排放量M。式中 為排放壓力（絕對壓力）和排放終點背壓的比，排放壓力為kPa級單位，相對一個大氣壓較小，

3 數據驗證

正常工況下，BOG壓縮機對揮發的BOG進行壓縮再冷凝回收，以此控制LNG接收站BOG系統的壓力穩定。在壓縮機等設備檢修時，通過現場試驗，采用BOG壓縮機處理量與BOG放空計算量進行比對，來驗證計算公式的適用性。

為維持BOG系統壓力穩定，在正常工況下通過BOG壓縮機回收BOG方式進行，在檢修期間采用火炬放空方式進行。從表2中可以看出，在系統壓力維持一定值時，理論計算值與BOG壓縮機處理量基本相同，火炬氣放空量計算方法可行。

4 結論

（1）本文結合水平輸氣管流量計算公式及中石化天津LNG接收站地面火炬實際，計算出一種火炬氣放空量的計算方法，為后續接收站放空計算、盤庫經營等工作提供支持。

（2）通過數據比對，對火炬氣放空量計算公式進行了驗證，火炬氣放空量計算方法適用于類似項目火炬氣放空量的計算。

參考文獻：

[1]劉向宏，王一丁，潘麗芳.地面火炬系統的安全

設計[J].遼寧化工，2010，39（03）：319-321.

[2]劉書華.高架火炬與地面火炬的比較[J].化工設計，2012，22（03）：28-30+50+1.

[3]姚光鎮.輸氣管道設計與管理[M].中國石油大學出版社.