石化企業(yè)火炬頭出口氣體流速和火炬高度計算案例 11火炬頭出口氣體流速的計算 11.1火炬氣體馬赫數(shù)的選取 1 2 2 22火炬高度計算 3 42.4噪音計算 61火炬頭出口氣體流速的計算1.1火炬氣體馬赫數(shù)的選取在流體力學中，馬赫數(shù)表示的是流體的可壓縮程度，其所采用的，是一個非常重要的無量綱參數(shù)，通常記為m?81。在日常生活中，其大小為某物體的速度與當?shù)芈曇魝鞑ニ俣鹊谋戎?，即m=v/c。根據(jù)《石油化工企業(yè)燃料氣系統(tǒng)和可燃性氣體排放系統(tǒng)設計規(guī)范》,計算火炬出口氣體允許線速度時，馬赫數(shù)取值如下[49]:1在企業(yè)生產(chǎn)過程中，如果只是一個裝置壞了，或者開停工，那么產(chǎn)生最大排放量取0.2;2在企業(yè)生產(chǎn)過程中，如果是根據(jù)多個裝置發(fā)生故障或開停工所確認最大排放量的話，那么馬赫數(shù)的取值一般為0.5。1.2火炬氣音速計算氣體的速度與音速有關，需要對火炬氣的音速進行計算，具體的計算方法在《石油化工企業(yè)燃料氣系統(tǒng)和可燃性氣體排放系統(tǒng)設計規(guī)范》里有詳細的記載，(式2-1)式中：Vs—一火炬氣的音速(m/s);Ka—一排放氣體的絕熱指數(shù)Ka=1.35(非計算值，應該計算);R—一氣體常數(shù)R=8314N*m/(kg*K);T—一操作條件下的氣體溫度(K),T=40C=313.15K;M—一氣體的平均分子量24.0206;將所收集數(shù)據(jù)代入式2-1得：1.3火炬頭出口氣體流速的計算火炬頭出口氣體的流速，跟馬赫數(shù)、火炬氣中聲速有關，根據(jù)式2-1和式2-2的計算結(jié)果可得，火炬頭出口流速：Va=mVs(式2-2)式中：Va——火炬頭出口氣體流速(m/s);m——馬赫數(shù)，,這里的火炬氣的低發(fā)熱值為2391.08kcal/Nm3,根據(jù)相關資料，取0.06較為合適；Vs—一聲音在火炬氣中轉(zhuǎn)播速度(m/s);將V的計算結(jié)果和m代入上式2-2得：Va=mV?=0.06×382.52=22.95m/s1.4火炬頭出口直徑的計算火炬一般都為圓形，其直徑與火炬頭的有效流通截面積有關I51,其計算公式(式2-3)A——火炬頭的有效流通截面積(m2);p—一混合氣體密度(kg/m3);p=PoT?/T;T?—一取0℃,237.15K;將數(shù)據(jù)代入公式2-3得：Df=1.128√A=1.128×√0.46092火炬高度計算 火炬氣的特性(低熱值、分子量等)、最大排放量、地面允許熱輻射強度等都會從而來確定火炬的高度，計算火焰高度的時候，通過參考相關設計規(guī)范h/Df=270m(式2-4)變換得：h=270mDf(式2-5)m—一馬赫數(shù)，取0.06;Df—一火炬頭直徑(m)。代入之前求得的數(shù)據(jù)得：h=270mDf=270×0.06×0.72.2火炬高度計算參考《石油化工企業(yè)燃料氣系統(tǒng)和可燃氣體排放系統(tǒng)設計規(guī)范》可以得到火炬高度的計算公式，見下式2-6。(式2-6)Qf=2.78×10-7H?G(式2-7)M——火炬氣體平均分子質(zhì)量24.0206;q——火焰的熱輻射強度，含陽光(陽光的熱輻射強度取0.93kW/m2);h——火焰高度；0——有風時火焰的傾斜角度其中Vw為當?shù)刈畲箫L速，項目位于山西省孝義，經(jīng)查當?shù)刈畲箫L速為將之前求得的數(shù)據(jù)代入式2-6得Qf=2.78×10-7H?G=2.78×10-?×88119.88×87.2.4噪音計算國內(nèi)對于火炬系統(tǒng)噪聲的計算一般參考的都是《火炬系統(tǒng)設置》 (HG/T20570.12-95),通過先對距離火炬頭30m處的出30m以外處的噪聲強度。距離火炬頭30m處的噪聲計算：(式2-8)L?0—一距離火炬頭30m處的噪聲(dB);C—一音速543.12(m/s);G——質(zhì)量流量2.45(kg/s);L—一距離排放點30m處氣流噪聲強度(dB),查表2-9;23根據(jù)上述公式2-8計算得表2-1023距離火炬頭30m外處的噪聲計算：(式2-1)將表代入上述公式中，求得距離火炬頭30處以外的噪音Lx,體數(shù)值見下表