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为了保证火炬系统的稳定运行,需要有一套可靠的系统来确保火炬系统的安全,其中一个重要的组件是水封罐。
在火炬系统当中,水封罐有多种作用:
首先,水封罐能够利用罐内储存的水,将火炬内部系统与外部大气隔绝,避免外部空气进入到火炬系统内部,从而避免火炬系统内部形成爆炸性混合气体,从而导致燃烧事故的发生;
其次,火炬在燃烧时,水封罐可以起到防止回火的作用,从而起到保护火炬系统的作用。尤其是燃烧末期,火炬即将彻底熄灭的时候,有空气可能进入到管道当中引起爆燃爆轰。
第三,火炬系统内部的液位高度可以非常方便、精确且稳定地调节,从而起到调节火炬系统内部压力的作用。
水封罐是非常可靠的装置,由于其采用水油气的物理特性关系,没有机械运动部件,无需额外的仪表和控制系统既可以稳定运行,因此可靠性非常高。
通常情况下,火炬系统运行时,其内部压力较低,通常为水封的压力,压力远小于0.1MPa,按照常规使用压力来计算,水封罐应当是常压容器,而非压力容器。
但是,根据规定,水封罐的设计压力不应当低于0.7MPa,主要原因是:
水封罐有防止回火的作用,能够避免空气进入火炬系统,从而在火炬系统内燃爆,但是水封罐的防止回火作用也仅限于设备之前的设施。不能防止空气进入水封罐本体以及后续火炬系统,因此有可能,尤其是燃烧结束时极有可能,在水封罐内发生回火现象,可能发生内部闪爆。
水封罐的耐压设计就是保证在发生回火爆炸时,水封罐不被破坏。
烃类气体在密闭空间内发生爆炸时,产生的压力是爆炸前的7~8倍(此压力是绝对压力),火炬燃烧末期,发生回火爆炸时,水封罐内气相空间为常压,即绝对压力0.1MPa,爆炸产生的绝对压力为0.7~0.8MPa,相应的表压即为0.7MPa。
由于上述原因,水封罐的设计压力应当大于0.7MPa
具体要求可以参考SH 3009-2013《石油化工可燃气体排放系统设计规范》
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