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SH3009-2001 石油化工企业燃料气系统和可燃性气体排放系统设计规范


UDC

中 华 人 民 共 和 国 行 ' 4 V标 准
P S H  0 9 2 01 3 0- 0

石油化工企业燃料气系统和可燃性 气体排放系统设计规范       
S eii t n fr  in fegs tm  d mb sbe  pc c i s  ds o ul  ss a c ut lgs f a

o o e g f  a y e n o i a e s o ss m  ptohmi l epi s mi in  t i erce c etrr e s y e n  a n s

20- 3 1 0 20- 1发布

20-50 020-1实施
发布

中华 人 民共 和 国 国家 经 济 贸 易 委 员 会

中 华 人 民共 和 国 行 业 标 准

石油化工企业燃料气系统和可燃性 气体排放系统设计规范       
S eii t n fr in fegs tm d  ut lgs pc c i s ds o ul  ss a cmbsb a f ao o e g f  a y e n o ie 
e si ss m  p t hmi e t r e           rce cl epi s mi o yt i e o s n  e n  a nr s

SH 3 09 001 0 -2

中 国 石 化 程 建 设 公 司 工 主编单位 : 中 国 油 化 集 团 石 工 公 司 主编部 门: 审 准 部 门 : 中 华 人 民 共 和 国 国 家 经 济 贸 易 委 员会

中华人民共和 国国家经济贸易委员会
二00二年第 1 2号

关于发布 《 石油化工防火堤设计规范》等 1      9项石油化工行业标准的公告
中国石 油化 工集团公司 :

你公司      报批的 《 石油化工防火堤设计规范》等 1 项石油化工行业标准草案, 9 经国 家经贸 委批准,
现予发布 , 自20 年 5月 1日起实施 。标准名称 、编号 为: 02 强制性 标准: 序号 标 准编号 标            准 名 称

1 S 3 2- 0 . H 15 2 01 石油化工防火 堤设计规范 2 S 35-0 . H  9 2 01 石油化工管道 设计器材选用通则 ( 替 S 35-4 S 35-94 0 代 H  9 9,  09 19 ) 0 H  3 S 3 2- 0 1 . H  12 0 0

石油化I仪表及管道隔离和吹洗设计规范 ( 代替S J 9,  32-90 H 2-0 S 0119) 1 H  石油化T仪表供气设计规范 ( 代替S J 9,  32-90 H 2-0 S 0019) 0 H  石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工 及验收规范 ( 代替S 30-97 H  119) 5 石油化工工程建设交工技术文件规定 ( 代替S 30-3 S 3 31 3 H  39,  5 -9 ) 5 H  0 9 石油化T设备安装工程质量检验评定标准 ( SJ -0 S 31-90 代替 H 549,  541 ) 1 H  9
石 油化工筑 炉工程施工及 验收规范

4 S 3 2- 0 1 石油化工仪表及 管道伴热和隔热 设计 规范 ( . H 16 2 0 代替 S J 19 ,  32-90 H 2-0 S 0119 ) H  5 S 3 2- 0 1 . H  0 2 0 0
6.  SH 501 3 -20 01 7. SH 50 -20 3 3 01 8 SH  1 . 35 4-2 001 9 SH  34 001 .  35 -2

1 0.  SH  300 9-2001

石油化工企业燃料气系统和可燃性气体排放系统设计规范( S J 9    代替 H 98 , -
S 0920 )   3 0 - 0 0 H 

推 荐性标准: 序号 标准编 号 标 准 名 称

1.  / 31-0 1 石油化T设 计能量消耗计算方法 ( 1 S T  020 H 1 代替 S J12-2 S / 31-00 Y 098 ,  T  020 ) H 1

1. / 3 320 石油化工钢储罐地基充水预压监测规程 2 S T  -01 H 1 2 1. / 3 420 石油化工给水排水工艺流程设计图 3 S T  -01 H 1 2 例 1 S/ 31 20 石油化工钢制管道工程施T工艺标准 ( S J 1 9,  T  719) 4 H T  7 01 .  5- 代替 H 57 1 S / 31 91 - H 5- 1 S / 31-01 催化裂化装置轴流压缩机一 5 HT  620 .  5 烟气轮机机组施工技术规程 ( SJ 1-0 代替 H 569,
S T  1 - 9 0)                          H/ 3 6 1 9 5

1.  T  020 石油 立 筒 钢制 施工 标 代替S 3 0 3 S/ 3 01 3 6 S / 33-01 H 5 化工 式圆 形 储罐 工艺 准( H  - .  T  - 9) 5 9 H 5 9 3 3 1. / 32-01 石油 7 S T  7 0 H 1 2 化工管式炉铬 铝钢焊接回弯头技术 规范
1.  / 30-0 1 炼 油厂添加剂设施设计规范 ( 8 S T  920 H 1 代替 S J12-2 S / 30-00 Y 0 58 .  T  920 ) H 1

1. / 39-01 加工高 9 S T  620 H 0 硫原油重点 装置主要设备设计选材导则 ( 代替 S / 3 61 9 HT  -9 ) 0 9 9

中华人民共和国国家经济贸易 委员 会
=00二年三月十一 日               





本规范是根据中国石化 (98      1 )建标字 1 9 5 9号文的通知,由 中国石化工程建设公司 对原 《 石油化 工企业燃料气和可 燃性气体排放系统设计规范》S J 9 修订 H 98 进行 - 而成。 本规范共分 章和 4个附录。      4 这次修订的主要内容有: 增加了 装置内 外应统一进行 热应力计算及 对可燃性气体排放工况进行分析的规定:增加了避免两相流动冲击力的措施。 在修订过程中,      针对原规范中存在的问 题,进行了广泛的调查研究, 总结了 近几年来石油 化工燃 料气系统和可燃性气体排放系统设计的 实践经验,参照国际先进规范,并征求了有关设计、 施工、生
产、科研等方面 的意 见,对其中主要 问题进行了多次讨论 ,最后经 审查定稿 。 本规范在      实施过程 中,如发现 需要修改补充 之处,请将 意见和 有关资料提供给 主编单位 ,以便 今

后修订时参考。 主编单位地址:      北京朝阳区安慧北里安园2 号 1
邮 政 编      码 :10 1 00 1

本规范的主编单位:中国石化工程建设公司
主 要 起 草 人:尤 志平 陈 强





1 总则 ??????? ???? ?????? ?????????? ????????? ??? 1 ?????? ???? ???? ??。???????? ????????? ????? ???? ????? ??? ?????????? ??????,???? ??。??一 2 一般规定 ?..... ... ....... .. ........ ......... ...  .... .... ...... ......... .......... .... . .... ... ..... ......... .......... ...... 2 3 燃料 气系统 ? .. .. . .. .. .. .. ... .. .. ... .. ... . ... ..  . .. . .. . ... . ... .. ... .. .. .. ... .. .. .. . .. .. . .. .. .. .. .. ... .. .. ... .. .. .. ... 3

4 可燃性气体排放系统,........... .................... . .......... ...................... 4 .......... . ....................  . .
附录 A 燃料气系统 和可燃 性气 体排放 系统管道压力 降计算? ..... ...... .....6 ..... ..... ..... .. .... ...... ..... .. 

附录 B 分液罐工艺计算???????????????????????????? ‘..7 ???????????????????????????? ... ???????????????????????????一 ... 附录C 水封罐工艺计算?.............. ............一. 二一1 ............... ...........“ ‘…’ 1 ............... ........... ? ’ . 附录 D 火炬工艺计算?...... ???????? ???,???????? ....... ??????, ????,???????……’ ?一 1 ....... ,????,? 。???????。?? ?? “? 4
用 词说明?... .... .... ........ ........... ........  . ...... .... ....... ......... .......... . .6 ...... .... ..... ........... ......... ... 1 附 条文说明?. ..... .... ........ .. ........ ........  ..... .... ........ ......... .......... .7 .... .... ...... .......... .......... .. 1

SH 30 -2 09 001





101 为了在石油化工企业燃料气系统和可 .. 燃性气体排放系统设计中,确保安全生产、 充分利用和节
约能源 、保护环境 ,特 制订本规范 。

102 本规范适用于石油化工企业燃料气系 .. 统和可燃性气 体排放系统的工程设计。扩建和改建工程可
参照执行。 103 执行 本规范时 ,尚应 符合现行有关强制性标准规 范的要求 。 ..

S 3 0 -2 0 H 0 9 0 1

2 一 般 规 定
201 在燃料气系统和可 .. 燃性气体排放系统的设计中,有关装置或单元应提供下列技术条件: 1 装置或单元 ( 简称 “ ’ 正常生产产出      以下 装置, ) 燃料气的组成、温度、 压力、小时产量、波动
范围及用量等;

2 装置正常生产      产出 I 可M性排放气体的组成、温度、压力、泄放量、 K k 泄放时间、 波动范围及最大
允许背压等;

3 装置开工、停工      和计 划内中、小修时,产生可燃性排放气体的组成、 温度、压力、最大排放量
和持续时间、波动范 围及最大允许背压等 :

4 装置在各种事故状态下,      产出可燃性排放气体的组成、 温度、 压力、 最大排放量及其持续时间、
波动范围及最大 允许背压等。 事故状态指      : a火灾事故;        b停水、停电及蒸汽、仪表 风供应 中断等公用工程事故;        c其它事故。        202 在对第 20 1 .. ..  3 4 中排放工况数据进行组 合时,应遵 循以下原则: 条第 ,  款

。        在工艺装置开、停工 及发生某一种事故时,与可 燃气体排放管道相连的安全阀 或泄压阀,如
不同时排放,则其泄放量 不应 简单叠加:         

b       动控制系 应考虑工艺自 统中,自 动联锁对排放量的影响:
c不考虑同时发生两种事故的工况 .对 不同事故发生的排放条件不进行组合 ;       

d        不考虑不可抗拒因素引 起事故对排放系统的影响。 203 燃料气系 .. 统和可燃性气体排 放系统的设计, 应考虑下列要求:
1 总工艺流程对全厂燃料平衡的要求 (      包括分期建设和不 同加工方案 ) ; 2 装置 正常生产 、开停工、事故处理、维修吹扫时装置对系统 以及系统对 装置的要求 :      3 燃料气      中氢 、液化烃组分含量较高时,宜考虑回收利用 。

204 需与外部 .. 管网 连接的装置,其内部的燃料气管道和可燃性气体排 放管道,应符合下列要求: 1 装置内     送出然料气的操作温度不宜高于 40,操作压力应与外部管网燃料气系统的控制压力 0  C
相适应 ; 2 装置 内应有本装置 自行吹扫可燃性气体和排放 的措施 :      3 高于 常温并含有碳五以上烃类的可燃性气体排 出装置之 前,应经分液罐分液 ,对于 含有粉尘和      固体颗粒物的排放气体还应除尘 。

205 设计燃料 .. 气系统和可 燃性气体排放系统时, 装置内 外应统一 进行流体力学计算及应力计算。 206 可燃性气 .. 体排放系统宜在下列各处设取样点: 1 装置可     然性排放气体进入排放总管前;
2 可燃 性排放气体进入火炬前;      3 可燃 性排放气体进入回收设施前 。     

207 分液罐、 .. 凝结液收集罐、水封罐、 气柜等设备及管网系统,应根据需要采取防冻措施。 208 燃料气和 .. 可燃性气体排放管网的低点 应有密闭排凝措施。

S 3 0 -2 0 H 0 9 0 1

3 燃料气 系统 3 . 石油 工 业 宜 一 燃 系 , 行 级 力 , 制 力 .1 0 化 企 厂内 设 个 料气 统 进 单 压 控制 控 压 宜为。 - . a  .  5P ( ; 2 0M g )
操作压力低于 02 a )的燃料气宜在装置内 .  ( MP g 部充分 利用,亦可根据需要另设管网 系统, 但全厂不
宜超过 两个管网系统 。

302 各装置为 .. 稳定生产需要经常或定期 排放的可嫩性 气体,当操作条件与燃料气系统相适应时, 应 排入燃料气系统。 303 进行全厂燃料气系统设计时, .. 燃料 气用户的总用 气能力必须大于燃料气总产量,当 最大用户停
工检修 时。其 余各用户的用气 能力仍应 与总产气量相平衡。

304 进行燃料气平衡时,应将稳压需要的 .. 液化石油 气气化量考虑在燃料气总供应量内, 燃料气系统
应按最不利条件 下气体的产量和热值进 行设计。

305 燃料气用户应考虑用燃料油作为备用燃料。只能 .. 烧气的装置必要时应自 行设置液化石油气气化
设施 ,以液化石 油气作为备用燃料 。

306 燃料气系统有多 .. 个产户,且布置较为集中时, 宜设共用的 稳压罐, 经混合后 送往各用户。 307 燃料气管网系统的设计,应符合下列要求: ..
1 燃料气管网应按 枝状布置:      2 燃料气系统应采取 稳压措施;      3 在当地历年最冷 月平 均温度下 ,气化用 的液化石 油气 的饱 和蒸气压低 于燃料气系统的控制压力      时 ,管 网应 设防凝措施:

4 可在管网      适当 位置设置高、低压报普o 108 燃料气管网可采用下列稳压措施: .  1 气化液化石油气或补充气态烃;      2 管网上设安全泄      压阀;安全泄压阀 的出口 管应接入可燃性气体排放系统: 3 设置压力      调节回路。 309 液化石油气气化设施的设计,应符合下列要求: ..
1 正常气化量应根据 燃料气的产 、用量的波动 范围确 定,没有确切数据时,可取嫩料气总产量 的     
5 - 1% % 0;

2 气化热源宜用低压蒸汽或热水:     
3 气化器应 设安全泄压阀和液位控制 ;      4 气化 器应采 取 自动控制 出口压力 的措施 :      5 气化 器宜设在用气负荷 中心 区域 。      301 燃料气管 网应在 主要产气、用气点设置检测 、计量仪表 。 ..0

SH  3009 001 -2

4 可燃性气体排放系统
401 下列不同来 .. 源的 可燃性气体, 均可排入全厂可燃性气体排放系统 ( 下简称 “ 以 排放系统”: )
1 生产装置无法利用而必须排 出的可燃性 气体;      2 事故排放出或泄压排放 出的可燃性气 体;     

3 开停      工及检修时泄压排放出的 可燃性气体;
4 液化石      油气泵等短时间 间断排放 出的可燃性气体。 402 下列气体不宜排入全厂可燃性气体排放 系统,应排入专用的排放系统或另行处理 : .. 1 能与排放      系统 内的介质发 生化学反应 的气体; 2 浓度在爆炸极 限范围 内的可燃性气体 混合物;      3 易聚合      、对排放系统管道 的通过能 力有不利影响的气体;

4热      87.  m (00c/ ' 值低于 336J 3 0kam )的可 k / 2 l 燃性气体:
5 在装置      内处理 比排入全厂可燃性气体排放 系统更经济、更有利于安全的可燃性气体 。 6 剧毒介质及含有腐蚀性介质 的气体 ,宜设 独立的排放系统。     

403 含 .. 有沥青、 渣油、粉末或固体 颗粒的可燃性气体,排放时,应在装置内分离处理。
404 同类性质 可燃性气体 的排放 压力有较大 差别时,可设置高、低压两套不同压力 的管 网,但需根 .. 据全厂各装置泄放点的压力状况,经综合经济比较确定 。

4 . 排放 .5 0 气体 温度过高或过低时, 应进行安全性和经济性分析, 确有必要时, 可单独设置排放系 统。
406 排放系统的设计排放量 ,应按本规范第 20 1 .. ..  条及第 20 2 .. 条的规 定,选取 系统 内最 大排放装

置的一次最大排放 量和同一事故中几 个装置同时泄放的 排放量总和中的 较大 值。
407 排放系统 中各分支段 的设计流量,应为各 自通过的最大排放量。 .. 408 排放系统管道 的压力 降,可按附录 A计算确定 。 ..

409 排放管网的 .. 敷设, 应符合下列要求:
1 管道应架空敷设 ,设置 :      型补偿器时 ,补 偿器应水平安装; 2 管道应有 不小于千分之二的坡度,坡 向分液罐、水封罐:     

3应      避免沿线出 现集液低点, 否则, 应设密闭回收凝结液设施,不得随地排放: 4 排放管网固定点      支架应能承受较大的 气液两相流动冲击力:
5 为防止温 度较 高的可燃性气体排放 时管 道中产生凝结液,可设管道保温及伴热管 ;     

6支      管宜顺总管流向4。接入,支管管底标高应高于总 5 管中心标高。 401 排放管网 .. 0 应设有吹扫设 施。 401 排放总 ..1 管进入火炬前应设分液罐。 401 分液罐的 ..  2 设计,应符合下列要求:
1 设计流量按本规范第 406条选取 ;      ..

2 应能分离出      排放气体中 直径30m 01 01 -60m的液滴; x x
3 结构尺寸应按附录 B计算确定。     

401 分液罐应设 ..3 人孔、进出气体管、凝结液排出管、 放水管等,必要时设梯子、 平台,寒冷地区
应采取 防冻措施 。

401 分液 ..  4 罐应设液面计、 温度计、 压力 表并宜设高液位报警器。 401 分 ..  液罐的凝结液应送往生产装置或其它储存类似组分的低压容器进行回收 5 利用。
4   

SH 3 009-2 001

4 .6 根据排放工况和条件,可选择高架火炬和地面火炬,火炬能力和 .1 0 个数的 选择应保证各装置在 开停工、检修吹扫及事故处理中, 不会造成相互干扰和影响生产及安全,同时 保证燃尽率, 符合环保
规定要求。

4 .7 放置火炬的地点, .1 0 应充分考虑各种因素。 应远离人员操作区 和交 通密集区,且宜放置在全年 最小频率风向 的上风侧。在 保证人身与生产安全的前 提下,火 炬设施宜靠近主要 排放装置。 401 不同时 .. 8 检修的火炬,其间距应使其中 任一火 炬燃烧最大气量时所 产生的 辐射热不影响另一个
火炬检修。

401 火炬工艺计算应按附录 D进行。 .. 9 402 火炬筒体直径不得小于排放气体总管的 .. 0 直径,火炬高度除应符合允 许热辐射强度的规定 ( 见 附录 D )外,尚应符合现行有关排放标准的 规定。 402 进入排放系统的 ..1 可燃性气体,应回收利用。若采用气柜, 宜设一个,其有效容积可按具体情 况确定,但不宜超过 300 '  00mo 402 火炬应设有可靠的点火设施,确保在不同 .. 2 气象条件下均能及时点 燃火 炬。火炬头点火点的 数
量和布置应根据火炬头直 径及所在地区风 向确 定。火炬 头点火点数量 ,宜按表 402 确定: ..2 表 402 点火点数盘 ..2
火炬头公称直径 ( mm)
蕊5 0 0
5 0- 1 00 0 0

点火 点数量 ( ) 个

3 4

)10 00

402 火 ..3 炬应有保持正压和防止回火的措施。 402 水封 ..4 罐的设计, 应符合下列要求: 1 设计流量应按本规范第406      .. 条的要 求确定; 2 应能分离出排放气体中直径在 30m 0g 的液      0p -60m 滴,当分液罐距水封罐很 近时, 液滴密 度
可取水的密度;

3 设计压力不      得小于 1 MP () . a  ; O g 4 结构尺寸应按附录 C      计算确定。 402 水封罐的水封高度,应满足排放系统在正常生产条 .. 5 件下有效阻止火炬回火, 并确保排放气体
在事故排放时能冲破水封排 入火炬。水封罐进气 立管必须高出水封控制 最高液面 3 m;当设有可然性气 体 回收措施时 ,还应 根据用 户需要或气柜所控 制的压力综合考虑确 定。

402 水 ..6 封罐应设人孔、进出 气管、进水管、 液面控制排液管、 排水管、 加热管 ( 防冻要求) 等;
必要时,可设梯子 、平台。排水管 的设置应 考虑防止火炬气的溢出。

402 水 ..7 封罐 应设压力表、温度计和液位计。 402 火 ..8 炬的防空标志和灯光保护应按有关规定执行。 402 火 . 9 炬筒底部应设有排液管及吹扫管。 . 403 分子密封器应有可靠的 ..0 排液 及清渣措施。

SH 30 09-20 01

附录A 燃料气系统和可燃性气体 排放系统管道压力降计算         
A. 1 0. 

1       

燃料气和可 燃性排放气体管道压力降计算公式: 当管网 压力小于 或等于 50P ()时: 0ka  g

P一 2 。 , T  ? P ? ,  6- Q u '
L      2       

d0     

( 0 11 A.  - ) . 

当 管网 压力小 于或等于 5 a ) k ( 时, P g 可简化为:

9 - 竺  2 6 1 3 y Q -. x0 p T z


d          5

( 012 A。 . - )

3 水力摩擦系数计算 公式 :       

8  p   一,十二-} 2 =一 (a  ) a v 川 R 6 "  .
、口            入e夕

( A.0. -3) 1

式中

P— 管 起 压力 ( a ( ; i 道 点 k )  P a )
P— 2 L    — y— T— Q —
d    —

管道终点压力 (P)  : ka () a 管道的计算 长度,即直管长度与管件、阀件当 量长度之和 ( ; m) 气体密 度与空 气密 度的比值; 操作条 件下的 气体温度 ( ) K; 折算为 标准状态下的 气体体 积流量 ( s ) m/ ; h 
管子 内径 (m) c ;

A — 管 压 降 ( a () p 道的 力 k ) : P a

p—
R— a R— e

水力摩擦系数 ( 无因次) ;
管 内壁绝对粗糙度 (m) c ; 雷诺数 。

SH 300 9-2001

附录日 分液罐工艺计算
B01 卧式分液罐分为 单流式 ( B 0 11 .  .  图 .  -)和双流式 ( B 0 12 .  图 ..- )两种 。

图 B 011 单流式分液罐示意 . - . 

图 B 012 双流式分液罐示意 . - . 

S 3 0- 0 H  0 9 2 01

工艺条件:   

a 能分离气体中直径 30m 60m的液滴; 0p - 0p
b 存液量为罐容积的 3% 00
计算    公 式 :

D一 漂 , = ’
L =KI, ,  D
V  J =

(B.  1 ) 0.  -1

(B. 0.1 -2)

{ d P一 )      2 4 i  户 S( ,

(B. 0.1 -3)

V      C 32 P

P2=

l M 00 p 0
RT   

(B.  1 4) 0.  -

式中 D— ,

卧式分液罐直径 ( ) m;

K- 卧式分液罐型式参数。单流式分液罐 ,取 K=:双 流式分液罐 ,K O5        1 =.  ,

T— 操作条件下的气体温度 ( )        K; K — 系数,取 .^ ;        25 3 p  操作条件下的气体压力 (P)  ;        - ka () a
V — 液滴沉降速度 ( /)        m S  ;

g 重 速 取9 1/;     加 度, . S — 力 8 2 m
d— 液滴直径 M)        ( ; , P — 液滴的密度 (gm)       i k/ ' o P — 气体的密度 (gm)      2 k/ ' ;
M — 气体相对分子质量 ;       

R        取 81 -  gK — 气体常数, 34 m N 八k - ); C        — 液滴在气体中的阻力系 数,由图B 013 .  查得; .  - L— 进出口        距离 ( ) , 管的 m.
3 集油包的结构尺寸 :     

a        当分液罐直径大于或等于 1 m时, .  5 集油包直径D不宜大于分液罐直径的三分之一; b        当分液罐直径小于 15 .  m时, 集油 包直径D不宜大于分液罐的 半径,但不得小于 30 m 0m ; c       不宜小于 40 m 应满足仪表安装的要求。 集油包高度h 。 0m ,并

SH 300 9-2001

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SH 3 009 001 -2

B. 0.2

立式分液罐 ( B 02 . 图 ..)

图 B02 立式分液罐示意 ..
1           件: 工艺条

a 分离气体中直径 30m 60m的液滴; 能 0p - 0p b 气体线速度取液滴沉降速度的 8 ; 0 % 。 存液量应根据泵的流量和液面仪表的控制要求确定, 但液面高 度不得小于50 m 0m ,
2 计算 公式 :       

D一0 2 - ’ 2 ‘ 洛
式 中 D— 2

( 0. B. 2-1)

(B. 2- 0. 2) H= ,                               h+ 2 h 立式分液罐直径 ( ) M; K— 系数,取08 a .  ; H— 立式分液罐筒体高 〔 ; 度 M) h , 气体空间高度 ( ) — m ,取大于或等于 152 .  D,但不小于3 ; m h 2 简体下端与液面之间的垂直距离 ( 。 - m)

S 3 0- 0 1 H  0 9 2 0

附录 C 水封罐工艺计算
C01 卧式水封罐 .  .  1 卧式水封罐分为不带挡液板 ( .  1 和带挡液板 ( .  2 两种型式。      图C 01 ) .  - 图C01 ) .  -

图C 0 11 不带挡液板的卧式水封罐示意 . - . 

图 C 012 带挡液板的卧式水封罐示意 ..- 工艺条件 :   

。 能分离气体中 直径30m 60m的 0g - 0g 液滴; b 不带挡液板的卧式水封罐的 气体空间高 度不小 90 m 于 5m ; a 带挡液板的卧式水封罐的 直径不宜小于3 ; m d 带挡液板的卧式水封罐的分 液端不考虑存液, 挡液板顶端应高出最高水位20 m 0m .
计算    公式 : a 不带挡液板 的卧式水封罐

D.  3 { = 栗需 5。 0一 7 一
L = ,3 2  D K

(C. 1 0.  一I)

( . 1 2 C0 -) . 

SH 300 9-2 001

式中 D — 卧 , 式水封罐直径 ( ) m  : h— 水封罐内        的液面高度 ( ) , m;
b— 系数 ,由表 C 01 .  查得; . 

L— z

水封罐进出口中 心距离 ( ) ma

表 C0 1 系 数 b                                 .  . 
h/ 3 3D
00 .2 00 .4 00 .6
0 0 . 8

b 005 .0
0 01 . 3

l D / 3 h
0.8 2 0.0 3 0. 32
0 3 . 4

b 029 .2 022 .5 036 .7 030 .0 034 .2 039 .4
0 34 . 7

h/ 3 D3
0. 54
0. 6 5

b 05 . 51
0 5 6 . 7

h/ 3 3D
08 .0
0 8 . 2

b 088 .5
0 8 8 . 7

0 0 5 . 2

0.8 5 06 .0
0 6 . 2

0 6 . 01

0 8 . 4

08 . 97
0 91 . 4

008 .3 002 .5 009 .6 00 .85 0 1 .  03 0 12 .  2 0 4 .12 0 6 .13 0 8 .15 027 .0

067 .2
0 6 . 51

08 .6
0 8 . 8

0 1 . 0 0.  1 2

0.6 3 03 .8 04 .0 04 .2
0 4 . 4

092 .3
0 9 8 . 4

0 6 . 4

0 6 6 . 7

0 9 . 0

0 1 .  4

0 6 . 6

0 7 0 . 0 0 7 4 . 2

0 92 . 0. 4 9

0 9 3 . 6

0 1 .  6 01 .  8 02 .0
0 2 . 2 0 2 . 4

0 9 .39
0 4 4 . 2

06 .8
0 7 . 0

096 .7
0 9 7 . 8

0. 48 7

0. 6 9

04 .6 04 .8 05 .0 05 .2

0 4 9 . 4

0 7 . 2

0 .7 1 7

0 9 . 8

095 .9
1 0 0 . 0

045 .7 050 .0 056 .2

0 7 . 4

0 93 .7

10 .0

07 .6 0. 8 7

0 81 . 6 08 . 37

0 2 . 6

b 带挡液板的卧式水封罐

D.  4 焉 =一 1。 1一 5



( 0.1 3) C. -

D— 4
L—

( 0 14) C. . - L L+4 L                             = 3  十 S L ( 0 15 C.  - ) .  L = ,4                            4  D K 分液 段直径 ( ) 可作为 m, 水封段直径;

水封罐筒体长度 ( ; m)

乌— L— 4 L— S




气体出口到分液段筒体 端部的距离 ( , m) 根据设备结构的要求确定; 挡液板与气体出口 之间的距离 ( ) m; 水封段长度, m , () 水封段长度应满足下列要求:          ①水封水量;        ②挡液板上方气体通道面积应大于进气口        截面积; ③附属设备安装要求。       

 ,    』    

立式水封罐 ( C 02 图 ..)
                                     




SH 30 09-2 001

}}

DS

尸 卜


图 C 02 立式水封罐示意 .. 工艺条件:   

a 能分离气体中直径 30m 01 0p -60m的液滴: i
b 气体 的线速 度取液滴沉降速度 的 8% 0. 计算   公式:

D一。 S 一 = 添 1
式中 D — S 立式水封罐直径 ( ) m;
H— 筒 体高度 ( ;        m)

( 0.2 C. -1)

( 0 2 2) C.  - .  H= ,                              h+ 2 h

h— 气体空间高度 ( ,        , m) 取水封罐直径的 2 倍; -3 h— 筒体下端与液面之间的垂直距离 ( )        2 m.

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附录 D 火炬 工艺计算
D0 1 火炬包括火炬 头和火炬筒体两部 分 ( D 0 1 .  .  图 .. )

图 D 01 火炬示意                                  .  .  D02 工艺条件 : ..

1 排放气体      视为理想气体; 2 火炬出口      气体排放压力 取当地大气压;
3 计算火炬 出口气体允许线速 度时 ,马赫数 取值如下 :     

a 个装置开        单 停工产 生最大排放量时。 02 取 .  ; b        局部停电、 停水等 事故造成若干泄压设施同时 泄放而产生 最大排放量时, 05 取 .0 4 火炬头直径      应满足有效流 通截面积的 要求;
5 计算火炬高度时,允许热辐射强度 (      或称 热流密度 ,包括 太阳热辐 射强度)取值如下 :

a        续暴露的 操作人员 需要连 任意地点, 1 k m; 取 .  2 5W/ b        操作人员有适当防护衣着并需 无防护设 施,但 要停留 几分 钟的 地点,取47W/' .  m; k c操作人员       进入的火炬筒 需要 体下部梯子、 平台 或火炬周围设备 ( 塔、罐等) 如 的梯子、 平台 只能停留 钟便撤离的          地点,取 94W m> 几秒 .  /2 k
6 火炬如用蒸汽消烟 ,蒸汽用量按 单个 装置开、停工时排放量计算。      D03 计算公式: .. 1 火炬筒体 出口直径     

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D =.  f 1 石 12 8

( 03 1 D.  - ) . 

A - ̄- 二 旦
30 凡   p 60 气  =m气

( 032 D.  - ) .  ( 033 D. . - ) ( 0 3 4) D.  - . 

:K =, M R T
式中 D— r

A— G—

火 炬筒体出口 直径 ( ; m) 火炬筒体出口 截面积,即火炬头有效流通面积 (Z: M) 排放气体的 质量流量 (gh  k/) :

p  操作 件 排 气体 度 ( /' - 条 下 放 密 k m) g :
V 一一 , 火炬出口 一 气体允许线速度 ( /) m s;
m— 马赫 数:

K — 声波在排放气体中的传播速度 ( /) m s: K- . . 排放气体绝热指数。 火炬筒体高度   

*、 一 一iZ C + 。胆 ( 6 一o h = X s)粤s , n  } 0
咐 Y7}          ( i 。 J

( D.0 .3- 5)


 --      

一气

( D.0 -6) .3

Q=. x0HG ,2 817r 7 -
公‘ 行! D ,= U.  O一—

( 037 D. . - )

_

___ 1.) ( , 08


( 0. 8) D.  3 -

又          M ) 式中

方— , ‘ — 沪 — 长- 一

火炬筒体高 ( : 度 m) 热辐射率,简化计算时,可 02; 取 .  0 有 风时的火焰倾斜角度; 火 炬头出口 处最大平均风速 ( /) 计算方法见国标 哎 m s, 制订地方大气污染物排 放标准的 技术原则和方法》 B  09;        G 34-1 8 V— 火炬筒体内 , 气体允许线速度 ( /) m s; 9 — 火炬的 热辐射强度 (W/ ; k 0) X— 最大受热点到火 炬筒中心线的水平距离 ( ) m:
方 — 火焰 高度 ( ; m)

马赫数为 02 5        . 时,简化 .-0 计算可取 1 D : 2 ; 0 h - , 最大受热点至地面的 - 垂直距离 ( ; m) Q— 火焰放出 r 的总热量 (W ) k -  h;

H— 排 体的 发 值 (k) 放气 低 热 3 g / ;
G— 排放气体的 质量流量 (gh  k/) ; G一 . , 消烟蒸汽量 (gho , k/ )

1           5

SH 30 09-20 01

用 词 说 明
对本标准条文中要求 执行严格程度不同的用词,说明如下: ( )表示很严格 ,非这样做不可的用词 一 正面词采用 “       必须’ 、 反面词采用 “       严 禁”

( 二)表示严 格, 在正常情况下应这样做的用词 正面词        : 采用 “ 应”
反面词采用 “       不应”或 “ 不得’ 、 ( )表 示允许稍有选 择,在 条件许可时,首先应这样做的用词 三 正面词采用 “ ,       宜’ :

反面词        采用 “ 不宜”
表示有选择 ,在一定条件下可 以这样做 ,采用 “ , 可’ 。

中华 人 民共 和 国 行 业 标 准

石油化工企业燃料气系统和可燃性 气体排放系统设计规范       
S 30-0 1 H  0 9 2 0

条 文 说 明

2002 北 京





2 一 股 规 定 ? ? ...... . .. .. . . ...... . .. . .. ..... .. . . . . . . . . .  ? ?... ... . .. .. . . .. . .. . .. . .. .. . . .. . . . . . . . . . ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

3 燃 料气系 统 ?.. .. .. .. ... ... .. .. .. ... ... .. .... ..  .. ... . ... .. ... .. .. ... .. ... .. .... .. .2 . ... .. .. .. ... ... . ... .. ... ... ... ... 2

4 可燃性气体排放系统?......... ...................... . .......... ...................... 2 .......... .......... ...........  . . 3 附录A 燃料气系统和可燃性气体排放系统管道压力降计算?..... ...........5 ...... ...........  ...... .......... . 2 附录 B 分液罐工艺计算?...................??..........  ................... .?........... ....... ........... ??......... 2 . .     7 附录C 水封罐工艺计算?...............................  ................... ............. ....... ........... ........... 2 . . 9
附录 D 火炬 工艺计算 ?... ...... ..... ...... .......... ..  ... .... ....... ..... .......... ... .0 . ..... ...... ..... ......... ...... 3

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2 一 般 规 定
202 在实际生产中, .. 工艺自 动控制系统如采用自 动连锁等方法, 在事故发生时, 及时切断热源或进 料,可以大大减少可燃性气体的排放量:又如设备超压未达到安全阀定压之前,即自 动切断热源或进 料, 这类设备上的安全阀泄放量不宜全部叠加到全厂排放系统的设计排量中。 一种事故的发生可能会立即引起另外一种事故的发生,比      如,停电 事故是否会引起立刻停水, 应 根据 供水系统具体情况加以 考虑。 2 . 送出的燃料气的操作温度不宜高出 40, .4 0 0 是为了使燃料气管网不 C 致因油气降温而产生大量冷
凝液 ,从而影响操 作。

关于装置 如催化裂化、焦化和类似装置)内     ( 设置分 液罐的规定,是 经过对炼油厂可燃性气体 排 放分液罐的设计及使用情况调查后,确定的。 理论上 讲放空油气大 部分是碳 1 碳 4的 至 烃类化合物,
含碳 5的烃类化 合物甚少 ,随着温度 的下降仅有一部分冷凝液析 出。但 实际生产 中,接近 装置附近的 放空油气管道内却存液很 多,在距主装置边 界以外约 5M 行程处的放 空油气管道 下面设置 的分液 罐, 0

在装置运行期间,分液罐内的凝结液经常处于满负 荷,轻质油含量很高。 很多 炼厂反应放空油气刚出
装置时,带油多。

分析其原因,显然不是在离开装置这一段裸管因冷却而形成的凝结液,而是气流夹带出来的碳 5      以上的烃类化合 物。实际上,在现场所见的上述油滴从外观上观察或经取样分析。均含有汽油或轻柴
油馏分。

因此,      我国在近 2 年来所设计建成的炼油厂或者现有 0 炼油 厂进行技术改造时,都己采用在装置内
先进行分液罐分液 ,然 后送出装置 。这样 做有 以下优点: 。 置操 作人       员可直接掌握放 空油气夹带液滴的情况,有利于操作; 装 b 于对 分液       罐的管理与操作 ; 便 c 于分液罐       内的轻质馏份 回收处理: 便 d有利干系统管网的运行 ,避免火炬发生 火雨,保证 火炬安全操作 。       

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3 燃料气系统
301 石油 .  .  化工厂内的 装置组成不同,则燃料气的来源及组成 各异。国内各石油化工厂燃料气系统所
控制 的管 网压力 均各不相同。 目前 国内各 主要石油化工厂燃料气系统实 际控制的管 网压力,一般控制

在 。2 .MP ()之间。 .-05 a  g 据调查,燃料气在炉前的 压力控制在不小于 02 a  .  ()时,炉子火嘴 MP g 燃烧的效果较好, 故本条提出 燃料气系统的管网压力, 宜控制在02- 5 P ()之间. .^0 M a  . g 对于装置      连续生 产而操作压力低于 。2 P ()的 .M a  g 燃料气。目 前国内各 石油化工厂己实现尽量在
装置 内利用。所以,规 范要求应 首先在装置 ( 包括本装置及设专线送其它 装置 )内部充 分利 用 ,对 多

余 部分才排入 全厂性可 燃性气体排放系统。 303 为了 利用燃料气,达到节能的目 对全厂 .. 充分 的, 燃料系 统的 设计,除了为生产上加强管理、灵 活调度等创 造必要的 条件外, 还应采取一些尽量用尽燃料气的措施。所以,在进行全厂燃料气平衡时, 燃料气用户的总 用气能力必 须大于燃料气总产量,当大用户停工检修时,其余各用户的用气能力仍应
与总 产气量相平衡 。因此 ,在 制定燃料气流 程时 ,燃料气的用户应尽量 的多,对用户 的分配 ,应首 先

满足必须 烧气的 用户, 然后再考虑一般的 用户。在一般的用户中, 如电 站及锅炉房等,对燃料的需用 量 较大, 作为 可以 解决调节 然料气供需不平衡的主要依靠用户,以便保证燃料气产需的平衡。
305 由于各装置的产气量常有波动 ,因而供 给用户所烧 的燃料气量也 会随之波动,为了保证用 户的 .. 正常操作 ,除了保证 必须烧气 的加热炉所用 的燃料气外 ,其余用户尽量 采用燃料 油作 为备用燃料 ,应 具有既可烧气又可烧 油的措施, 以便在燃料 气出现波动而 引起暂时不平 衡时,可 以随时进行调节或 切 换烧油。 在主要产气装 置事故及停工检修 时,为了保证只能烧气装置 的用 气量 ,设计 中要考虑补气 措施,      即备设液化石油气 气化器。一般地 说,气化器应在装 置内部 自行设置, 以便更 好地保证供应 ,使装置 维持正常生产。

309 娜料气系统不应采 . . 取经常排放一部分燃料气的办法作为主要稳压措施。

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4 可燃性气体排放系统
402 若放空油气的热值过低, .. 无法回 收利用, 排至火炬顶部不能 燃烧, 扩散至大 气中, 将污染空 气, 并对周围 环境可能构成爆炸的危险.故热值小于 87.  m ( 0kam) 336J '  0 l 3 k / 2 c/ 的可燃性气体,不得排入 0
放空油气系统。

409 管道内 .. 气、液 ( 主要是凝结液) 两相流动冲击力方向的多向性及数值的多变性, 是造成部分管 道及管架破坏事故的主要原因。通过对国外相关资 料的搜集及多年的设计实践, 含凝结液的可 燃气体 放空管道对固定管架的 水平推力的确定,可参 照表 1的数值.当固定管架上有几根存在凝结液的可燃 性气体排放管道时, 水平推力的作用点应分别 考虑, 推力值不应叠加。
表 1 管架固定点受力取值
放空管道公称直径 ( mm)
20 0 20 5 30 0
4 0 0

管架固定点受力取值 () t
1 9 .

23 .
3 2 .

57 .


50 0
>  0 6 0

1 3

4 .2 分液罐应能分离出30m 60m的 .1 0 0p - 0p 液滴, 一方面是为了回收 更多的 凝结液, 以利节约能源: 另一方面,为火炬靠近装置布置、节约钢材创造有利条件。 401 目 ..5 前国内 炼油厂有将凝结液送至污油罐、 不合格汽油罐、原油罐等。这样只是表面上回收了, 其实进入不合格汽油、原油罐后仍然能 挥发掉。将其送回有关装置 ( 如催化装置)回炼是目 前所能考
虑到的较好的办法 ,有些炼 油厂己经这样做 了。

402 关于可燃性排放气体的回收利用: ..1 目      各炼油厂利用排放气体的方法虽然各有不同,但据调查的 前,国内 情况,大致可归纳如 下两种
方法 :

1 采用      水封使放空油气保持一定压力,直接供给用户。 例如有些炼厂利用提高火 炬水封罐的水封 压力, 使低压燃料气 ( 放空油气) 即 管网 压力憋高, 从而使 低压燃料气直接引入一氧化碳锅炉作 燃料, 并在去用户的支线上安装阀门,控制适当开 度,在装置紧急放出 大量油气时,对一氧化碳锅炉的冲击 影响也 不大,可以保证锅炉的正常生产。为了保证催化装置的紧急 放空, 规定低 压燃料气管网压力不 大于 40 m 2,相应的 5m H 0 火炬水封压力不大于 40 m 刀,当 2m H 紧急 放空 发生时, 排放气体可将水封顶
开进入火炬烧掉 。

2 采用气柜或升压机,      将通过水封保持一定压力的排放气体收 集后供给用户或提高压力, 送入燃 料气管网 再供用户。 目 在 前条件下, 这是各厂采用的 较为普遍的方法。
关于气柜      的设置原 则: 根据对国内炼油厂的调查,气柜 的容积及个数,有 50m 1      00 '  个,50时 2 00 个,也有设 100 ' 个 00m 1

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的. 气柜不象油罐 那样检修频繁,例如北京化工二厂于建国初期建的煤气柜。几十年来均未检修,故
从检修角度考虑不宜多设。从 占地方面 ,石油化工厂的气柜一般均设在厂区内,设置多 了, 占地太大 , 对压缩厂区整体布置不利。

关于气柜的      容积:设气柜的目 的是为了收 集可燃性排放气体。从理论上讲,在正常生产情况下, 可燃性排放气体的 排放量是很少的,甚至接近于零。实际上,装置内 部由 于种种原因多少要排出一些 油气,其数量实难确定,故本条确定以放空量最大的装置一次最大 事故排放量为基准,选定 1^1分 0- 5 钟的 排放量,实 践证明在这个时间范围内 可完成紧急放空时对气柜的操作处理。气柜的容积与用户的 安排或压缩机配套有关, 如果气量较多, 可从 后者的安排来调节, 从目 前国内各厂发展来看,气柜容
积不宜超过 300 < 00m'

402 当 . 3 排放气体总管或火炬系统的设备内出 . 现负压现象时,火炬筒顶部正在燃烧着的明火可能返
回到火炬筒体直至相连的排放气 体总管和 设备内,这将会引起爆炸 事故.

目      前国内 外化工及炼油企业采取以下 措施来防止火炬回火: 1 向火炬系      统内吹气,在任何情况下使火炬系统内 排放流量均保持某一最小值以 上: 2 火炬底部附      近采用水封或在火炬筒顶部采用气体密封, 并注入一定量的 密封气体,防止火焰从
火炬顶部倒入火炬筒体及排放总管 内,以达 到防止回火的 目的;

3 设阻火器、      压力表及阻火器吹扫设施。 4 .4 放空油 .2 0 气的水 封罐按一般容器内可燃性气体发生爆炸时所产生的压力计算,其爆炸压力均在 l 7M a  以下。另外,I .  P () 09 a S O标准中也规定水封罐设计压力 不小于 109 P () .7M a  。故本条提出 a 水
封罐的设计压力不得小于 109 a  ) .7MP ( . a

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附录 A 燃料气系统和可燃性气体排放系统管道压力降计算
管道压力降计算公式是由 达西一 维斯巴 赫公式推导出的 基本计算公式:

P2 x 耸. 2  0 0 y 1 = 1, T - 14  1 . - P 7 2 U 竺 = 户 2 8. , 2N 5Q李 y
‘    d一 1 n

( 1 式 ) ( 2 式 )

d"  o         i

以T 3     代入 , 过 位 算 得出 . 1 式A0 -e .7 = K 上式 通 单 换 可 式A01 和 . 2 2 .  - .  1
气体      管道压力降计算的基本公 式中,最关键的问题是选用的水力 摩擦系数是否合乎实际情况. 经调查了      对于水力摩擦系数的研究虽己有一百多年的历史,并建立了多 解, 种公式,但这些公式 都是以实 验数 据为基础的。由 于实 验条件不同,分析方法不同, 所以公 式之间 存在着差异。 目      前,要使计算N 值的公式趋于统一,尚需继续进行很多工作。尤其在进行管 道水力摩擦系数的
系统测试研 究并建立我国 自己的水力摩擦 系数公式方面,还需要付 出极 大的努力 。

由      于各种实验条件不同,分 析和处理数据的方法也有差别,以及管道材料、 管道内 壁锈蚀程度等 对流动情况的影响, 在不同的阻力区内, 计算水力摩擦系数N 值的公式很多,即使在同一阻力区内, 计算N 值的公式也有不少种。 在计算燃料气及排放气体管      道压力降时, e R 都大于 40, 00 所以本规范中只 介绍 R> 0 e 40 0时,计 算声 值的公式。 在紊流区 即 e  0)内,     ( R >  0  包括 4 0 水力光滑区、第二过渡区和阻力平方区,推荐使用阿里 特苏 里 公式, 见式A 01 e ..- 3
下面专门谈一下紊流 区为什么选 用阿里特苏里公式的 问题 。      紊流区 公式包括综合 公式和专用公式 。专 用公式是适用 于一定管材 ,一 定阻力 区的公式 ,谢维 列      夫公式属于这一类 。 综合公 式适用于所有管 材,并将紊流三个 阻力区综合成 为统一的公式 ,阿里特苏里公式和柯列勃      洛克 公式属于这一类 。

严      格说,每一种管材都有它自己 表面粗糙型式, 存在着 自己 的水力摩擦系数 关系式, 建立 专用公
式 就解 决了各种工程 管道粗糙度对水力摩擦系数 的实际影响,因此专用公式具有较 高的精确度 。但 是,

目 程上管材品种很多,即使同一种管材也会由 前工 于加工工艺的不同、内 壁涂料的不同 而出 现不同的 表面粗 糙型式,这必将出现大量的专用公式。这样做是很不方便的。 工程上 计算摩阻损失只需 要有限 的精确 度,因而应力求各种计算公式尽可能统一。 一般来说,综合公式简单、 概括性强.使用时不必 区分紊流三个阻力区,不同管材, 不同的表面粗糙型式, 通过不同 的当 量绝对粗糙度 R a值来反映,
因此 目 不仅 国外较多采用综合公式 ,国内也逐步采用 综合公式。 前 常用 的综合公式如下:     

1 柯列勃洛克公式 (      简称柯氏公式)
一 二二一 1 - 下 ‘91

1 。( a :1 , R .、 5
L.  RV Jr eNJ d    
十.- 丁 下= I

( 3 式 )

V N

柯氏 公式的型式比 较复杂. 等号 两边均有 ,须用 N 渐近法才能求解.
2 莫迪公式

S 3 0- 0 H  0 9 2 01 厂 .J
 /

 户                       - 

 宫

 仓
 八

   
   

 U  

 n
 5

 〕
   

 


 十
 

 .  胜

 
 

 

   
   


 

 


 胜

   
 

   

   
   


         

 




1 20竺、0 0 0 竺6 0
d  Re            

( 4 式 )

国外资料指      出这个公式是柯 氏公式 的近似公式 。莫迪指出:“ 此公式 与柯 氏公式是 符合的,当 R e

为4 0-'R d 01 u O 时, 误 超 %。 迪公 和 公 一 , 适 于 0 ^0 a <. < . 0 1,  - ,  5 其 差不 过5" 莫 式 柯氏 式 样 只 用 新的 /
洁净的管道,没 有考虑随着使用年数的 增加造成的水力摩擦系数 的变化。 产
3 阿里特苏里公式     

; 1 8  = } ) 。 R 6.  a 6 +  0 2
\口            找e)

( 5 式 )

这个公式是适用于紊流三个区的      综合公式。当 R e很小时.括号内的 第一项可忽略,公式实际上 变成布拉修 斯光滑管公式,即:
尸=UII  } 兰二下 ; . - I ,下
}式e)            大e一一

__ 80 0 1   6)2 . 6 (  '  3 6 

( 6 式 )

当R 很大时。 e 括号内 第二项可忽略,公式与阻力平方区的希林逊公式一致, 即:

;.R. =11 。-2 1a  (0 5
钢管中气体流动的实际情 况。

( 7 式 )

\口 j           

阿里特苏里公式 的特点 :形式简单 ,计 算方便 ,根据 国外很 多实测资料证 明,它能够较好地 反映     

SH 3009 -2001

附录 B 分液罐 工 艺计算
B0 1 卧式分液罐 .  . 

液滴沉降      速度式B 013 来源: .  的 .  - 一      个颗粒在静止的流体中降 落时,受到三个方面的力作用:重力、浮力与阻力。 重力是向下作用的;浮力是向上作用的:阻力是介质妨碍颗粒运动的力,      其作用方向 与颗粒运动
方 向相反 ,因此 是向上作用的 。 式 中 m- 颗粒的质量 ;

净力二                               重力一 一 浮力 阻力= a m ( 8 式 ) a        加速度。 - 颗粒下落的
液滴沉 降速度 公式推导过程如下 :     







=, 晋p d, a =, 誓P d 3 Z


( 9 式 )
( 1) 式 0



。P ,二 s
2 g

( 1) 式 1

A= 时/                         ,二 4
阻力随着颗粒下降速度增 大而增大 ,当三种 力平衡 时,净 力二 a 0      m =  : ,则

重 力一                               浮力二 阻力

由以      上条件可推导出式B013 .  , .  - 式 B01 中C值的确定:     3 .  .  -

R- 2                     e P d , V ( 1 式 2)
式中 R — 气体的动力粘度( " 2 k S )  g m o /
从式 B 0 13可得:     .  . -

心                            

V= P P 2 , 2 4 (-  g ,  d
32 PC 从R e公式可 得:

( 1 式 3)


由以上各式可得 出:

dVp ;22
t 2 ,g 2

( 1 式 4)



432 ,P) d ( 一2 PP
3g      d 2

( 1) 式 5

计算中,阻 力系数可以查图 B01 确定。 .  3 .  -

附 中 图 . 3 使 条 为 滴 径d3 f - 0 m 根 介 引牛 算 ( ) , 录B , B01 的 用 件 液 直 ,0 t 6 P , 据 质 计 出CR 2 .  - - 0m 0 e值

27         

SH 300 9-20 01

又 ( ) 在 上 接 出 力 数C 由CR 2 图 直 查 阻 系 o e值
式B01 的推导:     1 .  .  -
推导公式时的假 定条件 :      a卧式分液罐按存液 3%        0 考虑;

b  (.^ )         D, L 25 3 , , = 
c液滴降落时间等于气体从进 口到出 口流过的时 间。       

( 1) 式 6

D一, 06,丘                       ,h_. = 6 D ( 1) 式 7
由此 可得      : L . 1        _ V ,_ _ 犷 ,=一 厂— =凡1,二 . , s e

V                                         V V       z

( 1) 式 8 L =  ,                            , ,  KD

D,  .      b    b U

‘ .  Ub b

( 1) 式 9

气体 流量 Q  ' )可用 (/ mh 下式表示:

Q  7 x x  V 矛 1 8                       =  5 7  02 =9 V 矛 08 0 3 D .  .  0 6 7 Z  D
由上      述各 式可以 推导出 B011 式 B01 . 式 .  、 .  2 .  - .  -
日02 立式分液罐 .. 立式分液     罐中气体流速为: 气体通过     的截面面积表示为 A时 ,
A  =0.  D 785

( 2) 式 0

( 2) 式 1 凡 = V                                K 2

Q    30岭 60

( 2) 式 2

根据上述条件可 以推导 出计算 直径的式 B 021 . - , . 

SH 30 09-20 01

附录 C 水封罐工艺计算
已 以

1 为除 去夹带的密封液, 应提供分离空间, 卧式水封罐的 气体空间高度 不小于09m . ; 5
1 不带挡液 板的卧式水封罐 气体通过的截面面积 表示为 A时 ,

A 二 , 一) = D( 西 ' 1
4       

D3 h 一3

乏 叽

( 2) 式 3 ( 2) 式 4

Q 07 x6 V 3  ) ,. 5 0 2 ( b = 830D 1 -

( 2) 式 5

( 2) 式 6 L = ,3                          2  D K

式 中

由 上述各式可以 推导出式 C011 式 C01 . .  、 .  - .  2 .  - A—    气体通过的截面面积 ( 2  m) ;

V    气 流 (/ ; 2 — 体 速 mS  )
Q—    操作条件下的气体流量 (3 ) 1 m/ o h 2 带挡液板式卧式水封罐 液滴降落高度近似取 D 4
( 2) 式 7

Q=. x60 4 , 7530V O8 2 D

( 2) 式 8

( 2) 式 9 L = ,,                            4 KD 由以上条件可推 导出式 C 0 13 . - 、式 C 0 14 .  . - . . 

S H 3009 -2001

附录 D 火炬工艺计算
D.  2 0. 

1 火炬顶部气体线速度的取值      火炬头实际上是一个 大型的火嘴。大量 的火 嘴实验资料报 导说明,火嘴 处的燃烧情况 同燃料 气在      火嘴出口处的气速与此燃 料在出口状 态 ( 未燃烧前 )下的音速 比值 ( 即马赫 数)有关。 A I P2 采用的马赫 数为     51 P R   02 . .-05

凯洛格公司采用的马      赫数为
鲁姆斯公司采用的马赫 数为      新德里动力技术公司采用 的马赫数为     

05 .
07 . 05 .

综上所述,本条      规定在不同排放条件下分别取 02至 05 . . 马赫数。 2 允许      热辐射热强度
国内有关直观热辐 射强度 的经验数据如下:     

。 常 阳 辐 度09 W m:       强 .  /' 平 太 热 射 3 k
b        身体裸露部分能长时间忍受的热辐射 强度 为 02k m ,相当于夏季太阳辐射热 : . W/ 2 7 c        穿衣服能忍受的辐射热 ,但 1 5秒后有痛感 ,3 0秒后起泡或灼伤 的辐射强度 为 46k m ; . W/ ' 5 d        设备安全热辐射强度 ( 油漆破坏 ) ,这时热辐射强度为 93W/ ; .  ms k e         1 0秒内身体裸露部 分发生火泡 的热辐射强度为 1.  m o 0 5W/ ' k 参考 以上数据、R 5 1      P2 及其它 文献 ,规定了附录 D 中提 出的允许热辐 射强度。 以上均包括太阳热 辐射强度。 D03 火炬筒 高度 计算 公式参考美 国 《 .  .  实用 火炬 设计》 ,G" 肯特 。 R? 1 计算火炬 筒高度时 ,火焰长度 h对火炬高度计算影响很 大。近些 年来,国外注意 了这方面的观      测和专题研究。 G- 肯特      发表了火炬排放气体排 入静止大气 时,实际测得 的数据 ,并 绘制出马赫 数与火焰 氏度 R-

和火炬筒直径之比的关系图。当火炬筒口 速度接近 。2 赫数时,hD = 1 2. 马 / f  8 0 1 -1 谷中岩等人对日      本三座大火炬实际情况作过调查, 他们在马 赫数 0 - 1范围内 ^0 2 . 实测, 并提出hD /f
与马赫数的关系:

hD = .7 1'                              /f 02X 0 n 在, 01      范围内, R 肯特值比谷中岩等人得到的 i .  5 2 G- ? 值大得多。 如某引进工程,火炬筒直径 D 二 .       ; 04 ,排放的总热量 11  ' a h m . I k 1 ,查图得到的火焰长度 X  c/ O 是 6m 0 。按肯特理论计算,h 2D 二 8 。国外一些资料中报道,实测的火焰长度比按文献里的 二10 : 4m
方法 ( 指按肯特 理论 )计 算短得 多。

在国内目      前还没有这方面实测数据的 情况 下,本条规定,当气体允许的最大线速度取 02 . 马 .-05 赫数时,为 简化计算火焰长度,取 10f 2D 。
2 热辐射率的理论值相 当高,有时达 0 3,而现场实测的数据 比理 论值低 得多,其原因是:      .5 a一般 排放气体的燃烧不完全 :       

b游离碳的存在虽然提供了        发光度和辐射率,但由于产生的黑 烟遮住了 火焰反而降低了 热辐射
率:          C        热辐 射率随距离增加而减 少:
3    0

SH 300 9-2 001

d向无烟火炬头喷入 蒸汽会使热辐射率大 为减 少。       

所 用 验 式:0 4 万 算 热 射率 较 。     公 = 0 召 计 时, 辐 比 大 以 经 .8
国外资料报道火炬在没有蒸汽消      烟的情况下测得的热辐射率二01。有些资料报导热辐射率£ =.  5 不 超过02, .0 本标准参照了国外提出的实验数据,推荐热辐射率 : .0      取02. 3消      烟蒸汽量的计算公式参考美国 《 实用火炬设计》 G- ? , R 肯特。计算公式是以水蒸汽和二 氧
化碳的重量比约为 0 7 . 为依据推 导出来的。


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