火炬燃燒器簡介
一、概述 火炬系統(tǒng) (Flare System)是石油化工工業(yè)中用于安全處理和燃燒廢氣的關(guān)鍵設(shè)施；火炬系統(tǒng)主要用于在工廠工藝裝置在因工藝紊亂或啟動和關(guān)閉過程中出現(xiàn)裝置過壓情況，根據(jù)工藝控制條件要求，需要通過泄壓閥釋放的氣體防止過壓，以及處理非常規(guī)排放（如泄漏、凈化、緊急事故排放）；火炬系統(tǒng)通過各種管道和各種專業(yè)設(shè)備的配置置，用于收集泄壓閥、排污閥、壓力控制閥和手動通風(fēng)口釋放的碳?xì)浠衔?，并在遠(yuǎn)程安全位置通過燃燒方式低成本、安全、高效地處理泄放氣體（液體）這些排放；火炬系統(tǒng) (Flare System)是一套完整的工藝設(shè)施，通常包括火炬燃燒器、支撐結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)、以及可能的輔助設(shè)備；由于每個(gè)設(shè)施的設(shè)計(jì)要求和現(xiàn)場條件的差異，火炬系統(tǒng)通常需要定制設(shè)計(jì)；火炬燃燒器安裝在火炬系統(tǒng)的末端，應(yīng)是火炬系統(tǒng)設(shè)計(jì)中首先考慮的內(nèi)容；相對于工藝燃燒器及鍋爐燃燒器，火炬燃燒器在高水平的過量空氣和非常大的調(diào)節(jié)比下運(yùn)行（從最大緊急釋放流量到吹掃流量）；此外，火炬燃燒器必須在沒有維護(hù)的情況下長時(shí)間運(yùn)行，通常為三到五年；火炬燃燒器在整個(gè)火炬系統(tǒng)的配合下，需要實(shí)現(xiàn)減少黑煙排放、減少熱輻射、減少噪音，低排放、更高效的燃燒，同時(shí)火炬燃燒器必須具備高安全性，包括防回火、確?？煽康狞c(diǎn)火系統(tǒng)和維持穩(wěn)定的燃燒 。 二、基本理念和要解決的問題煤球原理：
所謂的“煤球原理”假想了一個(gè)場景：假設(shè)一塊大煤塊被用來作為取暖的燃料，我們需要整個(gè)煤球整體都充分燃燒，如果整塊大煤直接投入火爐，它將很難實(shí)現(xiàn)充分燃燒，因?yàn)槊呵蛉剂系谋砻娣e（與空氣接觸面積）與煤球燃料同時(shí)充分燃燒所需的與空氣接觸面積相去甚遠(yuǎn)。面對這一狀況可以通過將煤塊破碎成更小的部分來改善燃燒，從而獲得一個(gè)更佳的燃料/表面積比例，促進(jìn)燃燒。顯然，這里需要在破碎煤塊所付出的努力（可以類比為設(shè)計(jì)制造成本）與提升燃燒效率（可視為實(shí)現(xiàn)無煙燃燒的能力）之間找到一個(gè)合理的平衡。簡而言之，正如將大煤塊打碎成小煤球能更易于引燃和完全燃燒，將火炬氣體分為多個(gè)燃燒點(diǎn)同樣旨在優(yōu)化燃燒效率，減少不完全燃燒產(chǎn)生的煙塵，實(shí)現(xiàn)更為清潔和高效的燃燒過程。另外，在火炬氣處理過程中，流量是不穩(wěn)定的，我們通過上游的工藝設(shè)計(jì)可以把火炬氣在最大流量下分成幾個(gè)等級的流量值；也最好把火炬燃燒器進(jìn)行分組，避免永遠(yuǎn)是用設(shè)計(jì)最大的燃燒器，處理很小的流量； 火炬氣可能是不同的組分類型的，也需要我們把火炬分成不同的分級；下面的火炬類型都是在此理念下，多個(gè)小直徑燃燒器的使用通過將氣體和空氣分成更小的單元來改善混合，實(shí)現(xiàn)各工況的高效處理而設(shè)計(jì)的考慮； 二、高架分級多燃燒器可以提供多級布置的多個(gè)高架單點(diǎn)火炬，以適應(yīng)非常大的泄放能力，從而減少單個(gè)煙囪和相關(guān)燃燒器的尺寸，并減少低容量時(shí)的火焰前沿不穩(wěn)定性和回燃；也用于處理不同火炬氣介質(zhì)的情況； 三、高架多點(diǎn)音速火炬音速多點(diǎn)火炬燃燒器（Supersonic Multi-point Flare Burner）是一種特殊設(shè)計(jì)的火炬燃燒器，它利用廢氣的高速流動來實(shí)現(xiàn)更高效的燃燒和減少污染物排放；音速多點(diǎn)火炬燃燒器設(shè)計(jì)為使廢氣以接近或超過音速的速度流動，這有助于提高廢氣與空氣的混合效率，從而促進(jìn)更完全的燃燒；與傳統(tǒng)的單點(diǎn)火炬相比，多點(diǎn)火炬燃燒器具有多個(gè)燃燒點(diǎn)，這有助于更均勻地分布廢氣流，并提供更大的燃燒面積；多點(diǎn)高速的廢氣流實(shí)現(xiàn)無煙燃燒，而不需要額外的截止輔助；這種火炬燃燒器的設(shè)計(jì)旨在提高燃燒效率，減少火炬燃燒過程中的能源浪費(fèi)。音速多點(diǎn)火炬燃燒器的設(shè)計(jì)和制造相對復(fù)雜，需要精確計(jì)算氣體流動特性和燃燒動力學(xué)。雖然設(shè)計(jì)復(fù)雜，但音速多點(diǎn)火炬燃燒器通常需要較少的維護(hù)，因?yàn)樗鼈兊脑O(shè)計(jì)能夠減少堵塞和磨損； 四、高架多點(diǎn)蒸汽消煙火炬與傳統(tǒng)的單點(diǎn)蒸汽火炬相比，多點(diǎn)火炬將燃燒點(diǎn)分布在多個(gè)位置，這有助于更均勻地燃燒火炬廢氣，提高燃燒效率；為了減少或消除燃燒過程中產(chǎn)生的煙霧，火炬系統(tǒng)使用蒸汽作為輔助介質(zhì)。蒸汽的注入增加了廢氣的動量和湍流，促進(jìn)了更有效的燃燒；火炬系統(tǒng)可能包含分級控制，允許根據(jù)廢氣流量和組成的變化，調(diào)整燃燒強(qiáng)度和蒸汽注入量。通過優(yōu)化燃燒器設(shè)計(jì)和蒸汽注入，高架多點(diǎn)蒸汽消煙火炬能夠?qū)崿F(xiàn)高效率的燃燒，減少蒸汽消耗，實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)的無煙能力； 五、地面多點(diǎn)火炬燃燒器 地面多點(diǎn)火炬燃燒器，它具有多個(gè)燃燒點(diǎn)分布在地面附近；與傳統(tǒng)的單點(diǎn)火炬相比，地面多點(diǎn)火炬燃燒器通過多個(gè)燃燒點(diǎn)來分散廢氣流，這有助于提高燃燒效率和減少污染物的排放；多點(diǎn)設(shè)計(jì)可以改善廢氣與空氣的混合，從而促進(jìn)更完全的燃燒，減少未燃燒的碳?xì)浠衔锖鸵谎趸嫉呐欧?；地面多點(diǎn)火炬燃燒器可以設(shè)計(jì)成適應(yīng)不同的工況和廢氣流量，包括正常操作和緊急排放情況；多點(diǎn)火炬燃燒器的設(shè)計(jì)可以減少火焰回燃的風(fēng)險(xiǎn)，并提供更穩(wěn)定的燃燒環(huán)境。地面多點(diǎn)火炬的分級設(shè)計(jì)和操作技術(shù)，用于提高火炬燃燒效率和控制火炬排放。分級通常涉及將火炬燃燒器分成多個(gè)階段或組，每個(gè)階段根據(jù)氣體流量和組成的變化獨(dú)立控制；通過在火炬系統(tǒng)中設(shè)置不同的燃燒器組，可以根據(jù)廢氣的流量和組成調(diào)整燃燒強(qiáng)度?；鹁嫒紵鞅环譃槎鄠€(gè)階段，每個(gè)階段可能包含不同數(shù)量的燃燒器。初級階段通常設(shè)計(jì)為處理較小的氣體流量，而后續(xù)階段則用于處理更大的流量；在分級系統(tǒng)中，只有當(dāng)氣體流量達(dá)到一定閾值時(shí)，才會啟動更高階段的燃燒器。這樣可以確?；鹁嫦到y(tǒng)只在必要時(shí)使用所需的燃燒器；為了減少日常運(yùn)行成本消耗，我們通常不是為每個(gè)燃燒器都配置長明燈，地面多點(diǎn)火炬的每個(gè)燃燒器火炬頭之間的確保相互引燃是燃燒器性能的關(guān)鍵設(shè)計(jì)點(diǎn)；由于燃燒器位于地面或易于接近的位置，因此便于檢查、維護(hù)和更換；