摘要  放空火炬设计中火炬筒出口直径及高度的计算是按照标准APIRP521的方法进行计算的，并确定了放空火炬系统设计中应考虑的安全因素。
关键词  放空火炬；计算；参数；安全因素
   现代油气田地面工程中，油气处理单元的设计和操作越来越复杂 。可靠、周全的压力泄放系统对这些处理单元的能量储存是十分重要的。 
   火炬是长输管道站场、库区的安全设施。放空火炬系统能及时处理生产装置中排放的多余、有害、不平衡的废气，以及事故时瞬间放出的大量气体，从而保证装置正常、安全运行 。
   火炬计算基本方法是按美国石油学会标准APIRP521《泄压和放空系统》进行计算的。火炬计算的基础参数和条件如下：
气体组分、低发热值、平均分子量、纯组分压缩性系数(压缩因子)；
放空管道设计排气压力及温度；
受热点和放空火炬的高度及其相对标高；
火炬计算地点平均大气压力及相对湿度。
1 火炬的计算
1.1 火炬筒出口直径的计算
   采用标准API RP 521计算方法，火炬筒出口直径按下列公式计算：
 
式 中： d 一一火炬筒出口直径，m；  
W 一一排放气体的质量流率 ， kg／s； 
P 一一火炬出口处排放气体压力，kPa(绝压)； 
Mach一马赫数； 
Tj一一操作条件下气体温度，K ； 
K 一一排放气体的绝热系数，Cp /Cv； 
Ni一一排放气体的平均分子量。
计算中须注意 ： 
排放气体的质量流量应选取最大排放量,也应考虑到现场在事故状态下或计划内检修时采用多地点排放,避免火炬尺寸过大 。
值为火炬筒出口处排放气体压力,即火炬所在地区的大气压力,如气象资料分别给出冬夏季平均大气压,宜取较低的大气压值 。
是放空气体最大排放时的马赫数,该速度过大可导致火焰被吹熄或脱火,反之则使火炬筒 口径偏大或产生回火。APIRP 521中规定；当场、站发生事故造成停工，原料或产品气体需要全部排放时，可取 0.5 马赫；单个装置事故或停产抢修时，可取 0.2 马赫。天然气长输管道站、场的通常做法是以20％声速为基础作为火炬出口速度来决定火炬尺寸。
1.2  火炬筒高度计算
计算火炬高度时，允许的热辐射强度是计算的关键。
 
式中： H 一一火炬筒高度，m ； 
Q 一一火炬释放总热量 ，kW ； 
F 一一火炬辐射率； 
q 一一允许辐射强度 ， kw ／ m 2； 
R 一一 火炬筒中心至受热点水平距离，m ；
∑△x、∑△y一一 受风的影响火焰长度在水平和垂直方向上有效长度变化值； 
 h一一受热点距地面垂直高度，m ； 
 一一辐射传递系数。
火炬总放热量 Q ：
式中： H L一一排放气体低发热值，kJ/kg； 
W 一一排放气体质量流量,kg/s。
    上面简单介绍了火炬设计中的一些相关计算， 其余的计算参见标准 A PI  RP 521 相关章节。