石油化工企業(yè)可燃性氣體排放系統(tǒng)設計規(guī)范（正文）

中華人民共和國石油化工行業(yè)標準SH 3009-2010替代 SH 3009-2001石油化工企業(yè)可燃性氣體排放系統(tǒng)設計規(guī)范Design specification for combustible gas discharge system in petrochemical engineering2010-xx-xx 發(fā)布 2010-xx-xx 實施中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會 發(fā)布SH 3009-20102目 次1 范圍 .42 規(guī)范性引用文件 .43 一般規(guī)定 .44 全廠可燃性氣體排放系統(tǒng)的設置 .44.1 全廠可燃性氣體排放系統(tǒng)的設置原則 .44.2 可排入全廠可燃性氣體排放系統(tǒng)的氣體 .54.3 不應排入全廠可燃性氣體排放系統(tǒng)的氣體 .54.4 全廠可燃性氣體排放系統(tǒng)管網(wǎng)的設置要求 .54.5 火炬的設置要求 .65 設計排放條件的確定 .65.1 工藝裝置的可燃性氣體排放條件 .65.2 多套工藝裝置可燃性氣體排放量疊加原則 .66 全廠可燃性氣體排放系統(tǒng)管網(wǎng) .76.1全廠可燃性氣體排放系統(tǒng)管網(wǎng)工藝設計 .76.2 管道布置要求 .87 分液及水封 .97.1 分液 .97.2 水封 .138 高架火炬 .168.1允許熱輻射強度 .168.2 火炬頭及火炬本體 .178.3 火炬高度的確定 .188.4 點火設施 .218.5 防止回火措施 .229 地面火炬 .229.1 地面火炬的設計原則 .229.2 封閉式地面火炬 .239.3 開放式地面火炬 .2410 火炬氣回收 .24用 詞 說 明 .26SH 3009-20103前 言本規(guī)范是根據(jù)國家發(fā)展和改革委員會辦公廳“關(guān)于下達 xxxx年行業(yè)標準項目補充計劃的通知”（發(fā)改辦工業(yè)xxxxxxxx 號） ，由中國石化工程建設公司對原 SH 3009-2001石油化工企業(yè)燃料氣系統(tǒng)和可燃性氣體排放系統(tǒng)設計規(guī)范進行修訂完成。本規(guī)范共分 10章，主要內(nèi)容包括全廠可燃性氣體排放系統(tǒng)的設置原則、可 燃 性 氣 體 排 放量 的 疊 加 原 則 、 高 架 火 炬 及 地 面 火 炬 的 設 置 要 求 、 全廠可燃性氣體排放系統(tǒng)管網(wǎng)及火炬設施的工藝設計、火炬氣回收及其它等。本規(guī)范與 SH 3009-2001石油化工企業(yè)燃料氣系統(tǒng)和可燃性氣體排放系統(tǒng)設計規(guī)范相比，主要變化如下：刪除了燃料氣系統(tǒng)的有關(guān)內(nèi)容，標準名稱更改為石油化工企業(yè)可燃性氣體排放系統(tǒng)設計規(guī)范 ；修改了全廠可燃性氣體排放系統(tǒng)的設置原則、可燃性氣體排放系統(tǒng)管網(wǎng)水力計算公式、分液罐和水封罐的計算方法、火燃長度計算公式及火炬高度的計算方法等；增加了火炬的設置要求、多 套 工 藝 裝 置 可 燃 性 氣 體 排 放 量 疊 加 原 則 、 地面火炬及火炬氣回收等規(guī)定。本規(guī)范由中國石油化工集團公司儲運設計技術(shù)中心站管理，由中國石化工程建設公司負責解釋。本規(guī)范在實施過程中，如發(fā)現(xiàn)需要修改或補充之處，請將意見和有關(guān)資料提供給管理單位和主編單位，以便今后修訂時參考。管理單位：中國石油化工集團公司儲運設計技術(shù)中心站通訊地址：河南省洛陽市中州西路 27號郵政編碼：471003電 話 真編單位：中國石化工程建設公司通訊地址：北京市朝陽區(qū)安慧北里安園 21號郵政編碼：100101參編單位：中國石化集團洛陽工程公司中國石化集團上海工程公司中國石化集團寧波工程公司中國石化集團青島安全工程研究院主要起草人：趙廣明 李鳳奇 韓 鈞 孟慶海 錢徐根本規(guī)范 1989年發(fā)布，2001 年第一次修訂，本次為第二次修訂。SH 3009-20104石油化工企業(yè)可燃性氣體排放系統(tǒng)設計規(guī)范1 范圍本規(guī)范規(guī)定了石油化工廠、煉油廠可燃性氣體排放系統(tǒng)的設計要求。本規(guī)范適用于石油化工廠、煉油廠可燃性氣體排放系統(tǒng)新建工程的設計。擴建、改建的工程設計可參照執(zhí)行。2 規(guī)范性引用文件下列文件中的條款通過本規(guī)范的引用而成為本規(guī)范的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內(nèi)容）或修訂版均不適用于本規(guī)范。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本規(guī)范。GB/T 13021 制定地方大氣污染物標準的技術(shù)方法GB 150 鋼 制 壓 力 容 器GB 50160 石 油 化 工 企 業(yè) 設 計 防 火 規(guī) 范3 一般規(guī)定3.1 不宜考慮不可抗拒因素引起事故對排放系統(tǒng)排放量的影響。3.2 當裝置采用自動控制連鎖減排系統(tǒng)時，應至少考慮一個最大排放量連鎖失效對排放系統(tǒng)排放能力的影響。3.3 各類液體不得排入全廠可燃性氣體排放系統(tǒng)。3.4 含有瀝青、渣油、粉末或固體顆粒的可燃性氣體排放前，應在裝置內(nèi)分離處理。3.5 高于常溫并含有碳五以上烴類或水蒸汽的可燃性氣體排出裝置之前，應經(jīng)分液罐分液，對于含有粉塵和固體顆粒物的排放氣體應進行除塵處理。3.6 裝置內(nèi)應有自行吹掃可燃性氣體和排放的措施。3.7 設計全廠可燃性氣體排放系統(tǒng)時，裝置內(nèi)外宜統(tǒng)一進行水力計算及應力計算。3.8 全廠可燃性氣體排放系統(tǒng)宜在下列各處設置取樣點：a) 裝 置 可 燃 性 排 放 氣 體 進 入 排 放 總 管 前 ；b) 可 燃 性 排 放 氣 體 進 入 火 炬 前 ；c) 可 燃 性 排 放 氣 體 進 入 氣 柜 前 。4 全廠可燃性氣體排放系統(tǒng)的設置4.1 全廠可燃性氣體排放系統(tǒng)的設置原則SH 3009-201054.1.1 保證工藝裝置、壓力儲罐等設施發(fā)生各種事故時可燃性氣體能順利排放。4.1.2 保證可燃性氣體排放系統(tǒng)本身能安全運行。4.1.3 回收利用在正常生產(chǎn)條件下排放的可燃性氣體。4.2 可排入全廠可燃性氣體排放系統(tǒng)的氣體4.2.1 下列不同來源的氣體可排入全廠可燃性氣體排放系統(tǒng)：a) 裝 置 無 法 利 用 而 必 須 排 出 的 可 燃 性 氣 體 ；b) 事 故 泄 壓 或 安 全 閥 排 出 的 可 燃 性 氣 體 ；c) 開 停 工 及 檢 修 時 排 出 的 可 燃 性 氣 體 ；d) 液 化 石 油 氣 泵 等 短 時 間 間 斷 排 出 的 可 燃 性 氣 體 ；e) 生 產(chǎn) 裝 置 、 容 器 等 排 出 的 有 毒 有 害 氣 體 。4.2.2 熱值低于 7880 kJ/Nm3的氣體，在排入全廠可燃性氣體排放系統(tǒng)前，應進行熱值調(diào)整。4.3 不應排入全廠可燃性氣體排放系統(tǒng)的氣體4.3.1 下列氣體不應排入全廠可燃性氣體排放系統(tǒng)，應排入專用的排放系統(tǒng)或另行處理：a) 能 與 可 燃 性 氣 體 排 放 系 統(tǒng) 內(nèi) 的 介 質(zhì) 發(fā) 生 化 學 反 應 的 氣 體 ；b) 易 聚 合 、 對 排 放 系 統(tǒng) 管 道 的 通 過 能 力 有 不 利 影 響 的 可 燃 性 氣 體 ；c) 含 氧 量 大 于 2%（ v%） 的 可 燃 性 氣 體 ；d) 劇毒介質(zhì)或含有腐蝕性介質(zhì)（如酸性氣）的氣體；e) 在 裝 置 內(nèi) 處 理 比 排入全廠可燃性氣體排放系統(tǒng)更經(jīng)濟、更有利于安全的 可燃 性 氣 體 ；f) 最 大 允 許 排 放 背 壓 較 低 ， 排 入 全 廠 可 燃 性 氣 體 排 放 系 統(tǒng) 存 在 安 全 隱 患的 氣 體 。4.3.2 全廠只有個別裝置排放少量劇毒介質(zhì)或含有腐蝕性介質(zhì)的氣體時，宜在裝置內(nèi)設處理設施。4.4 全廠可燃性氣體排放系統(tǒng)管網(wǎng)的設置要求4.4.1 由液相蒸發(fā)或安全閥排出的介質(zhì)因減壓而使溫度低于 0 的可燃性氣體，其排放管道在低溫可燃性氣體升溫至 0 之前，不應接入含有水分的可燃性氣體排放系統(tǒng)管網(wǎng)。4.4.2 可能產(chǎn)生化學反應的可燃性氣體不能合用一個排放系統(tǒng)管網(wǎng)。4.4.3 硫化氫氣體應自設一個排放系統(tǒng)管網(wǎng)。4.4.4 排放可燃性氣體的裝置多、排放量大、排放壓力有較大差別時，應進行技術(shù)經(jīng)濟比較，在滿足各種排放工況的條件下，可設置兩個或多個不同壓力的排放系統(tǒng)管網(wǎng)。SH 3009-201064.4.5各裝置在緊急事故時排入可燃性氣體排放系統(tǒng)管網(wǎng)的可燃性氣體，在裝置邊界處的壓力不宜低于 0.15 MPa。4.5 火炬的設置要求4.5.1 能同時檢修的工藝裝置，宜共用一個火炬。4.5.2大型煉油、化工一體化項目宜按煉油和化工區(qū)分別設置火炬，當火炬筒體采用可拆卸式設計方案時，煉油和化工火炬可共架安裝。4.5.3 大型煉油和石油化工廠設置的火炬不宜少于 2個。當全 廠 可燃性氣體排放系統(tǒng)中設置的油氣回收設施不能完全回收裝置正常生產(chǎn)所排放的可燃性氣體時，且該排放系統(tǒng)所對應裝置組的檢修周期大于 2年的，可設置備用火炬或小型操作火炬。4.5.4 在滿足可燃性氣體安全排放的前提下，為方便火炬檢修，幾座火炬之間可進行切換操作；火炬之間的切換連通管道應設置在水封罐前，并應設置雙切斷閥及盲板。4.5.5 應根據(jù)安全分析和技術(shù)經(jīng)濟比較確定兩座或多座火炬是否采用共架安裝。5 設計排放條件的確定5.1 工藝裝置的可燃性氣體排放條件5.1.1 每個裝置的排放條件應包括下列工況：a) 工 藝 裝 置 開 工 、 停 工 ；b) 火 災 事 故 ；c) 停 水 、 停 電 及 蒸 汽 、 儀 表 空 氣 供 應 中 斷 等 公 用 工 程 事 故 ；d) 其 它 事 故 。5.1.2 每種排放工況應提供下列數(shù)據(jù)：a) 氣 體 組 成 ；b) 裝 置 邊 界 處 的 氣 體 溫 度 ；c) 裝 置 邊 界 處 的 最 大 允 許 背 壓 ；d) 氣 體 流 量 ；e) 流 量 -時 間 曲 線 。5.2 多套工藝裝置可燃性氣體排放量疊加原則5.2.1 同一事故引起全廠或幾個裝置排放時，應對各裝置的排放“流 量 -時 間 曲 線 ”進行疊加，取最大值為該事故時的最大排放量。如無法取得排放流量-時間曲線，則按照如下疊加原則確定各排放系統(tǒng)和全廠最大排放量：a.全 廠 最 大 排 放 量 不 考 慮 所 有 裝 置 均 同 時 最 大 量 排 放 ；b.每個排放系統(tǒng)在同一事故中的最大排放量，按排放量最大裝置排放量的 100%與SH 3009-20107其余裝置排放量的 30%計算（體積流量） ，但不應低于該系統(tǒng)中兩個不同裝置最大排放單點的總量；c.按上述原則對不同的事故排放量分別疊加后，應取其中總排放量（體積流量）的最大值為該排放系統(tǒng)的設計排放量；d. 排放量最大裝置排放量的 100%與全廠其余裝置排放量的 30%之和（質(zhì)量流量）作為確定火炬高度及火炬安全區(qū)域的設計排放量；e. 按 上 述 疊 加 原 則 對 應 的 加 權(quán) 平 均 溫 度 、 加 權(quán) 平 均 分 子 量 及 加 權(quán) 平 均 組 成作 為 火 炬 及 管 道 的 其 它 設 計 參 數(shù) 。5.2.2不考慮同時發(fā)生兩種事故。6 全廠可燃性氣體排放系統(tǒng)管網(wǎng)6.1全廠可燃性氣體排放系統(tǒng)管網(wǎng)工藝設計6.1.1應從火炬頭開始反算全廠可燃性氣體排放系統(tǒng)管網(wǎng)各節(jié)點的排放背壓，以校核各節(jié)點的背壓是否低于允許背壓；管道摩阻損失采用等溫流動方程計算，見式（6-1） 。式中：水力摩擦系數(shù)；f管道當量長度，m；L管道內(nèi)徑，m；d管道出口馬赫數(shù)；aM管道入口壓力，kPaa；1p管道出口壓力，kPaa。2水力摩擦系數(shù)按式（6-2）計算：式中：管道絕對粗糙度，m；e雷諾數(shù)。R管道出口馬赫數(shù)按式（6-3）計算：式中：)16(ln12122 ppMdfLa )26(Re1020105.36df )36(1023. 5.025 MkZTdpqMmaSH 3009-20108氣體質(zhì)量流量， kg/h；mq氣體壓縮系數(shù)；Z排放氣體的絕熱指數(shù)；k絕對溫度，K；T氣體分子量。M6.1.2如果管網(wǎng)處于高壓狀態(tài)，局部管網(wǎng)的流速可能達到音速，應采用式（6-4）校核流動是否處于臨界狀態(tài)。判斷： 亞音速流動狀態(tài)；2pcrital音速流動狀態(tài)，此時 = 。itl2pcrital式中：臨界壓力，kPaa。critalp6.1.3 可能出現(xiàn)凝結(jié)液的可燃性氣體排放管道末端的馬赫數(shù)不宜大于 0.5。6.1.4 氣體壓縮系數(shù)取相對分段計算的平均值。6.1.5 全廠可燃性氣體排放系統(tǒng)管網(wǎng)應保持 11.47kPa 正壓，為保持正壓宜采取下列措施：a.管網(wǎng)干管的起始端、支線的裝置邊界切斷閥后宜設 DN20燃料氣補充管，裝置檢修期間手工開啟；b.管網(wǎng)干管宜每 1000m設置一個自動補充燃料氣設施，補充燃料氣的管徑宜大于等于 DN50。6.2 管道布置要求6.2.1 可燃性氣體排放管道的敷設應符合下列要求：a.管道應架空敷設；b.管道應采用 型補償器進行熱補償，且補償器宜水平安裝；c.管道坡度不應小于千分之二，管道應坡向分液罐、水封罐；管道沿線出現(xiàn)低點，應設置分液罐或集液罐；d.管道支管應由上方接入總管，支管與總管應成 45斜接；e.管道公稱直徑大于等于 DN600時，不論是否保溫均應設管托或墊板；管道公稱直徑大于等于 DN800時，滑動管托或墊板應采用聚四氟乙烯摩擦副型；f.管道有震動、跳動可能時，應在適當位置采取徑向限位措施。6.2.2 可燃性氣體排放管道應設吹掃措施。吹掃介質(zhì)應優(yōu)先選用氮氣，無氮氣時也可)46(103. 5.025 MkZTdqmcritalSH 3009-20109選用蒸汽，使用蒸汽吹掃時應控制管道溫度小于等于 120 。6.2.3 可燃性氣體排放管道應進行應力計算，應力計算溫度應符合下列規(guī)定：a.高溫排放管道應取各項排放條件中的最高排放溫度；b.常溫排放管道采用蒸汽吹掃時取 120 。6.2.4 有凝結(jié)液的可燃性氣體排放管道對固定管架的水平推力，不應小于表 6.1的數(shù)值。當固定管架上有幾根有凝結(jié)液的可燃性氣體排放管道時，水平推力的作用點應分別考慮，推力值不應疊加。表 6.1 固定管架水平推力管道公稱直徑，mm 固定管架的推力，t200 1.9250 2.3300 3.2400 5.7500 9.06001000 13.01000 15.06.2.5 排放管道中的可燃性氣體溫度低于-20 時，管子材質(zhì)應選用耐低溫材料。6.2.6 排放管道中凝結(jié)液的凝固點等于或高于該地區(qū)最冷月平均溫度在 10 以內(nèi)時，宜對管道進行保溫；凝結(jié)液的凝固點高于該地區(qū)最冷月平均溫度 10 以上時，管道應進行保溫并設伴熱措施。6.2.7 分期投產(chǎn)的可燃性氣體排放管道在前期設計時，應預留后期管道的敷設位置及有關(guān)接口，接口嘴子應設閥門配法蘭蓋或法蘭配法蘭蓋。6.2.8 當可燃性氣體排放溫度大于 60時，水封罐之前的可燃性氣體排放管道應按GB150進行抗負壓設計，最低負壓應大于等于 30kPa。6.2.9 水封罐前的管道設計壓力不得低于分液罐的設計壓力,水封罐后的管道設計壓力不得低于水封罐的設計壓力。7 分液及水封7.1 分液 7.1.1排放總管進入火炬前應設置分液罐。7.1.2含凝結(jié)液的可燃性氣體排放管道宜每 10001500m 進行一次分液處理。SH 3009-2010107.1.3凝結(jié)液應送入全廠輕污油罐或生產(chǎn)裝置進行回收利用。7.1.4對于含有在環(huán)境溫度下呈固態(tài)或不易流動液體組分的火炬排放氣的分液罐應設置必要的蒸汽加熱設施。7.1.5計算分液罐尺寸時，被分離液滴直徑宜取 600m。7.1.6分