研究一种地面火炬放空量的计算方法

李德泉

摘  要：在LNG接收站中，低温LNG在储存和工艺处理过程中，从环境中间接吸收热量挥发产生BOG，使接收站储罐系统压力升高，必要时需要排放火炬燃烧，以确保接收站的运行安全。火炬形式一般有高空火炬和地面火炬两种，地面火炬由于维护方便、安全、环保性能好[1]等优点，在国内LNG接收站中得到越来越多的应用。我国在1998年从国外引进了第一套地面火炬，2001年自行设计安装了第一套地面火炬装置[2]。放空是非常态的生产过程，一般在火炬气排放管线上不设置流量计。火炬放空量通过设计排放量进行估算，估算不准确，对接收站的盘库及排放损耗计算等工作带来困难。文章以天津LNG接收站地面火炬为例，研究了一种火炬气放空量的计算方法，用以精确计算放空量，为LNG接收站的盘库经营工作提供支持。

关键词：地面火炬;放空量;计算方法

中图分类号：TQ086.2 文献标志码：A         文章编号：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 工艺流程简介

天津LNG设置两座地面火炬，单台设计处理量60t/h，两台火炬并列运行，一用一备。自LNG储罐及BOG系统来的超压BOG经PV阀后进入火炬气排放总管，经分液罐沉淀BOG中夹杂的液滴后进入火炬燃烧放空。

地面火炬设置四级排放，具体设置如表1。

2 火炬气排放量计算方法

根据水平输气管流量计算基本公式[3]：

式中：M-输气管质量流量;PQ-输气管起点压力（绝对压力）;PZ-输气管终点压力（绝对压力）;D-管道内径;Z-天然气在管输条件下的压缩因子;R-摩尔气体常数;T-输气温度;？姿-水力摩阻系数;L-输气管计算长度;D-管道内径。上述公式使用条件：（1）地形起伏高差小于200米;（2）稳定流动;（3）等温流动，可以作为火炬气排放的计算依据。

根据火炬厂家提供数据，每个燃烧嘴在排放压力为13kPa（表压）时，排放量为1t/h。以上述公式为依据，计算当排放压力为P（表压）时，每个燃烧嘴的排放量M。式中 为排放压力（绝对压力）和排放终点背压的比，排放压力为kPa级单位，相对一个大气压较小，

3 数据验证

正常工况下，BOG压缩机对挥发的BOG进行压缩再冷凝回收，以此控制LNG接收站BOG系统的压力稳定。在压缩机等设备检修时，通过现场试验，采用BOG压缩机处理量与BOG放空计算量进行比对，来验证计算公式的适用性。

为维持BOG系统压力稳定，在正常工况下通过BOG压缩机回收BOG方式进行，在检修期间采用火炬放空方式进行。從表2中可以看出，在系统压力维持一定值时，理论计算值与BOG压缩机处理量基本相同，火炬气放空量计算方法可行。

4 结论

（1）本文结合水平输气管流量计算公式及中石化天津LNG接收站地面火炬实际，计算出一种火炬气放空量的计算方法，为后续接收站放空计算、盘库经营等工作提供支持。

（2）通过数据比对，对火炬气放空量计算公式进行了验证，火炬气放空量计算方法适用于类似项目火炬气放空量的计算。

参考文献：

[1]刘向宏，王一丁，潘丽芳.地面火炬系统的安全

设计[J].辽宁化工，2010，39（03）：319-321.

[2]刘书华.高架火炬与地面火炬的比较[J].化工设计，2012，22（03）：28-30+50+1.

[3]姚光镇.输气管道设计与管理[M].中国石油大学出版社.