摘要  放空火炬設計中火炬筒出口直徑及高度的計算是按照標準APIRP521的方法進行計算的，并確定了放空火炬系統設計中應考慮的安全因素。
關鍵詞  放空火炬；計算；參數；安全因素
   現代油氣田地面工程中，油氣處理單元的設計和操作越來越復雜 。可靠、周全的壓力泄放系統對這些處理單元的能量儲存是十分重要的。 
   火炬是長輸管道站場、庫區的安全設施。放空火炬系統能及時處理生產裝置中排放的多余、有害、不平衡的廢氣，以及事故時瞬間放出的大量氣體，從而保證裝置正常、安全運行 。
   火炬計算基本方法是按美國石油學會標準APIRP521《泄壓和放空系統》進行計算的。火炬計算的基礎參數和條件如下：
氣體組分、低發熱值、平均分子量、純組分壓縮性系數(壓縮因子)；
放空管道設計排氣壓力及溫度；
受熱點和放空火炬的高度及其相對標高；
火炬計算地點平均大氣壓力及相對濕度。
1 火炬的計算
1.1 火炬筒出口直徑的計算
   采用標準API RP 521計算方法，火炬筒出口直徑按下列公式計算：
 
式 中： d 一一火炬筒出口直徑，m；  
W 一一排放氣體的質量流率 ， kg／s； 
P 一一火炬出口處排放氣體壓力，kPa(絕壓)； 
Mach一馬赫數； 
Tj一一操作條件下氣體溫度，K ； 
K 一一排放氣體的絕熱系數，Cp /Cv； 
Ni一一排放氣體的平均分子量。
計算中須注意 ： 
排放氣體的質量流量應選取最大排放量,也應考慮到現場在事故狀態下或計劃內檢修時采用多地點排放,避免火炬尺寸過大 。
值為火炬筒出口處排放氣體壓力,即火炬所在地區的大氣壓力,如氣象資料分別給出冬夏季平均大氣壓,宜取較低的大氣壓值 。
是放空氣體最大排放時的馬赫數,該速度過大可導致火焰被吹熄或脫火,反之則使火炬筒 口徑偏大或產生回火。APIRP 521中規定；當場、站發生事故造成停工，原料或產品氣體需要全部排放時，可取 0.5 馬赫；單個裝置事故或停產搶修時，可取 0.2 馬赫。天然氣長輸管道站、場的通常做法是以20％聲速為基礎作為火炬出口速度來決定火炬尺寸。
1.2  火炬筒高度計算
計算火炬高度時，允許的熱輻射強度是計算的關鍵。
 
式中： H 一一火炬筒高度，m ； 
Q 一一火炬釋放總熱量 ，kW ； 
F 一一火炬輻射率； 
q 一一允許輻射強度 ， kw ／ m 2； 
R 一一 火炬筒中心至受熱點水平距離，m ；
∑△x、∑△y一一 受風的影響火焰長度在水平和垂直方向上有效長度變化值； 
 h一一受熱點距地面垂直高度，m ； 
 一一輻射傳遞系數。
火炬總放熱量 Q ：
式中： H L一一排放氣體低發熱值，kJ/kg； 
W 一一排放氣體質量流量,kg/s。
    上面簡單介紹了火炬設計中的一些相關計算， 其余的計算參見標準 A PI  RP 521 相關章節。