火炬计算

计算公式见《石油化工企业燃料气系统和可燃性气体排放系统设计规范》肯基亚克站内天然气(SHJ9-89)

1.火炬筒体出口直径

基础数据

气体的质量流量Q＝84430kg/h

气体的分子量M=20.33

操作条件下气体的温度T=298K

操作条件下气体的密度ρ=0.86Kg/m3

气体绝热指数K= 1.3

气体常数R＝8314N·m/kgmol·K

马赫数m=0.5

1).声波在排放气体中的传播速度Vs

Vs＝（KRT/M)0.5

=398.030295m/s

2).火炬出口气体允许线速度Va

Va＝mVs

＝199.015148m/s

3).火炬筒体出口截面积A

A=G/3600ρVa

＝0.13702812m2

4).火炬筒体出口直径D f

Df＝ 1.128×A0.5

=0.41755525m

取火炬筒体直径Df＝0.5m

2.火炬筒体高度

热辐射率ε＝0.2简化计算

火炬头出口处最大平均风速Vw=28m/s

火炬筒体内气体允许线速度Va=199.02m/s

火炬的热辐射强度q＝ 1.5kw/m2

最大受热点到火炬中心线的水平距离X=90m

火焰高度h=120D f h＝60m

最大受热点到地面的垂直距离ht＝2m

气体的低发热值Hv＝51949424J/kg

1).有风时的火焰倾斜角φ

φ＝tg－1(Vw/Va)

＝0.13977537

2).火焰放出的总热量Q

Q= 2.78×10-7HvG

＝1219332.97kw

3).火炬筒体高度hf

无风时hf＝（εQ/4πq-X^2）^0.5-h/3+ht

=51.55232m

有风时hf＝（εQ/4πq-(X-hsinφ/3)^2）^0.5-hcosφ/3+ht

=55.21091m

取火炬高度H=60m

3.核算火炬筒体无影响区域半径

1).火焰中心至火炬底部受热点的距离R

R=（εQ/4πq）^0.5

＝113.74324m

1).火炬底部受热点到火炬筒体中心线的水平距离X X2＝R2-Y2

＝R2-(H*(H+L))

=5737.52465

X=75.7464498m

肯基亚克站内天然气放空火炬