本文根据中国石化安全工程研究院张杰东老师的报告《火炬单元VOCs治理与减排》整理而成。

一、火炬系统简介

火炬系统是炼油化工企业重要设施，是石化装置异常工况处置过程中的最后一道防护线，其作用是燃烧掉装置开停工及紧急状态下排放的烃类、硫化氢等各类气体。

1.火炬分类

按照泄放压力可分为高压火炬和低压火炬；

按照燃烧器是否远离地面可分为高架火炬和地面火炬；

按照助燃形式可分为无助燃火炬、空气助燃火炬和蒸汽助燃火炬。

2.火炬组成

由火炬管网系统、火炬气回收系统和火炬放空系统组成。

3.火炬气来源

火炬系统相连的安全阀、旁路阀、自动调节阀等内部泄漏；

生产过程中的超压排放；

装置开停车的吹扫气排放；

事故状态下的紧急排放。

二、中美火炬标准一览

1.中国

GB31570-2015《石油炼制工业污染物排放标准》

SH3009-2013《石油化工可燃性气体排放系统设计规范》

SYT10043-2002《泄压和减压系统指南》

SHS01031-2004《火炬维护检修规程》

《中国石油化工股份有限公司炼油火炬系统安全运行指导意见（试行）》中国石油化工股份有限公司炼油事业部文件石化股份炼调〔2010〕7号

2.美国

API521Pressure-relievingandDepressuringSystems

API537FlareDetailsforGeneralRefineryandPetrochemicalService

EPA63.670Requirementsforflarecontroldevices

EPA63.671Requirementsforflaremonitoringsystems

三、火炬VOCs排放量计算方法

1．基于火炬的物料衡算法

2．基于装置的物料衡算法

本方法适用于未对火炬进行实际测量的情况，假定火炬燃烧效率为80%。

3．基于热值的排放系数法

测量气体体积应和测定气体热值的标准条件相同。火炬停用或故障时，公式应乘以1/（1-Feff），其中Feff默认值取98%。

四、火炬VOCs减排和治理技术

1．减少火炬气的流量Q

（1）火炬气减排（源头治理）

正常工况：与火炬系统相连的安全阀、旁路阀、自动调节阀等内部泄漏流向火炬系统。通过检测，对存在内漏的阀门进行更换和维修，有效减少进入火炬系统的有机废气，从源头上减少火炬气排放量；

停工：优化开停工条件，利用原有配置条件，增加正常退料和回收部分产品利用率；

事故排放：开展HAZOP分析，优化设计和操作条件，减少事故排放量；

泄放能力评估：开展基于动态模拟的火炬管网泄放能力评估，掌握火炬系统泄放能力，优化火炬系统操作参数；

装置超压排放：HIPPS(HighIntegrityPressureProtectiveSystem):高完整性压力保护系统。

（2）火炬气回收（末端治理）

气柜：将火炬气用压缩机方式送至气柜进行储存，再送至燃烧系统燃烧；

压缩机：通过压缩机将火炬气送至燃料系统作为燃料进行燃烧；

产品外销：原料回收直接作为产品外销。

2．提高火炬燃烧效率Feff

可靠的火炬点火和火焰监测；

高效火炬燃烧器；

优化火炬操作条件；

火炬助燃蒸汽精准控制；

地面火炬替代高架火炬。

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