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【颁布机关】石化总公司
【颁布日期】1989年月日
【实施日期】1989年08月01日
【时效性】有效
中国石油化工总公司标准
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
BSHJ9－89
主编单位：中国石油化工总公司北京设计院
批准部门：中国石油化工总公司
实行日期：1989年8月1日
第一章 总则
第l．0．1条 为了在石油化工企业燃料气系统和可燃性气体排放系统设计中，贯彻有关安全生产、充分利用能源、保护环境等方面的方针政策，特制订本规范。
第1．0．2条 本规范适用于石油化工企业厂区内燃料气系统和可燃性气体排放系统的新建工程设计；扩建和改建工程可参照执行。
第1．0．3条 执行本规范时，尚应符合现行有关标准规范的要求。
第二章 一般规定
第2．0．1条 新建燃料气系统和可燃性气体排放系统的初步设计，应根据下列技术条件确定其组成和工艺要求：
一、装置或单元（以下简称“装置”）正常产生的燃料气和排放气体的组成、温度、压力和最大允许背压等；
二、装置正常生产时燃料气的小时产量和（或）用量波动范围；
三、装置正常生产、开工、停工以及在各种事故状态下的可燃性气体最大排放量。
四、厂区内局部停电、停水、停仪表风、停蒸汽及其它事故状态下几个装 置同时泄放的可燃性气体最大排放量。
第2．0．2条 燃料气系统和可燃性气体排放系统的工艺流程设计中应考虑下列要求：
一、总工艺流程对全厂燃料平衡的要求（包括分期建设和不同加工方案）；
二、装置正常生产、开停工、事故处理、维修吹扫时，装置对系统以及系统对装置的要求。
第2．0．3条 装置内部的燃料气管线和可燃性气体排放管线如需与外部管网连接时，应符合下列要求：
一、装置内送出燃料气的操作温度不宜高于40℃：操作压力应与全厂燃料气系统的控制压力相适应；
二、装置内应有为本装置自行吹扫可燃性气体和排放的手段；
三、由催化裂化、焦化和类似装置排出的可燃性气体，在出装置前，必须经专用的分液罐分液后才排入排放系统。一般带有凝结液的可燃性气体排出装置之前，亦应经分液罐分液。
第2．0．4条 设计燃料气系统和可燃性气体排放系统时，装置内外应统一进行流体力学计算。
第2．0．5条 可燃性气体排放系统宜在下列各处设取样点：
一、靠近可燃性气体排放总管处的可燃性气体回收总管上；
二、水封罐或类似设备与火炬之间的可燃性气体排放总管上。
第2．0．6条 分液罐、凝结液收集罐、水封罐、气柜等设备及管网系统应根据需要采取防冻措施。
第2．0．7条 燃料气和可燃性气体排放管网的集液低点应有密闭排凝设施。
第三章 燃料气系统
第3．0．1条 石油化工企业厂区内宜设一个燃料气系统，进行单级压力控制，控制压力宜在0．2－0．5兆帕［2～5公斤力／厘米＾2（表压）］范围内。操作 压力低于0．2兆帕［2公斤力／厘米＾2（表压）］的燃料气应在装置内部充分利用。亦可根据需要另设管网系统，但全厂不得超过两个管网系统。
第3．0．2条 各装置为稳定生产需要经常或定期排放的可燃性气体，当操作条件与燃料气系统相适应时，应排入燃料气系统。
第3．0．3条 进行全厂燃料气系统设计时，燃料气用户的总用气能力必须大于燃料气总产量，当最大用户停工检修时，其余各用户的用气能力仍应与总产气量相平衡。
第3．0．4条 燃料气系统应按最不利条件下气体的产量和热值进行设计。
第3．0．5条 燃料气用户应考虑采用燃料油作为备用燃料。只能烧气的装置必要时应自行设置液化石油气气化器，以液化石油气作为备用燃料。
第3．0．6条 燃料气管网应按枝状布置。
第3．0．7条 当燃料气有多个产户，且布置较为集中时，宜将各产户送出的燃料气汇集送入一个共用的分液罐，经混合分液后送往各用户。
第3．0．8条 燃料气管网系统的设计，应符合下列要求：
一、燃料气系统应采取稳压措施，但不应采用经常排放一部分燃料气的办法作为主要稳压手段；
二、在当地历年平均最冷月平均温度下，气化用的液化石油气的饱和蒸气压低于燃料气系统的控制压力的管网应有防凝措施。
第3．0．9条 燃料气管网可采用下列稳压措施：
一、气化液化石油气或补充气态烃；
二、管网上设安全泄压阀；安全泄压阀的出口管应接入可燃性气体排放系统。
第3．0．10条 液化石油气气化器的设计应符合下列要求：
一、正常气化量应根据燃料气的产（用）量和波动范围确定，可取燃料气总产量的5％－10％；
二、气化热源宜用低压蒸汽；
三、气化器应设安全泄压阀；
四、气化器宜设在用气负荷中心区域。
第3．0．ll条 燃料气管网应在进出工厂和主要装置（产气和用户）处设置检测汁量仪表。
第四章 可燃性气体排放系统
第4．0．1条 下列不同来源的可燃性气体均可排入全厂可燃性气体排放系统（以下简称“排放系统”）：
一、生产装置无法利用而必须排出的可燃性气体；
二、事故排出或安全阀泄压排出的可燃性气体；
三、开停工及检修时泄压排出的可燃性气体；
四、液化石油气泵等短时间间断排放的可燃性气体。
第4．0．2条 下列气体不宜排入排放系统， 应排入专用的排放系统或另行处理：
一、能分解放出热量的气体；
二、燃烧时能生成有害有毒物且在空气中超过允许浓度的气体；
三、在爆炸极限范围内的气体混合物；
四、能与排放系统内的其它物料发生化学反应的气体；
五、能起聚合作用对排放系统的管道通过能力有不利影响的气体；
六、未经处理含有硫酸、硫化氢等腐蚀性介质的气体；
七、热值低于8．37兆焦／标米＾3（2000千卡／标米^3）的可燃性吹扫气体。
第4．0．3条 含有沥青、渣油或粉末的可燃性气体，需要排放时，应在装置内处理分离后，排入排放系统。
第4．0．4条 不同排放压力的可燃性气体可排入同一排放系统；但系统的总压力降不得高于排入该系统的所有装置中所要求的最小允许背压。当高压排放的排放量较大时，应进行经济比较以确定设置一个排放管网，或分设高、低压排放管网。
第4．0．5条 排放系统的设计排放量，应取系统内最大排放装置的一次最大排放量和同一次事故（指局部停电、停水、停汽、停仪表风及其它事故）中几个 装置同时泄放的排放量总和中的较大值。
第4．0．6条 排放系统中各线段的介质流量应为各自通过的最大排放量。
第4．0．7条 排放系统管线的压力降可按附录一计算确定。
第4．0．8条 排放管网的敷设应符合下列要求：
一、管线应架空敷设，设置口型补偿器时，补偿器应水平安装；
二、管线应坡向分液罐、水封罐；
三、应避免沿线出现集液低点，否则，应设密闭回收凝结液设施，不得随地排放。
第4．0．9条 排放管网应有吹扫设施。
第4．0．10条 排放总管进入火炬前应设分液罐。
第4．0．11条 分液罐的设计应符合下列要求：
一、介质流量应按第4．0．6条的要求确定；
二、应能分出排放气体中直径大于300微米的液滴；
三、结构尺寸应按附录二计算确定。
第4．0．12条 分液罐应设人孔、进出气管、凝结液排出管、放水管等，必要时可设梯子、平台。
第4．0．13条 分液罐应设液面计、温度计、压力表并宜设高液位报警器。
第4．0．14条 分液罐的凝结液应送往生产装置或其它储存类似组分的低压容器进行回收利用。凝结液的输送可根据具体情况采用压送或泵送方法。
第4．0．15条 各装置在开停工、检修吹扫及事故处理中，不会造成互相干扰和影响生产及安全条件下，排放系统可设一个管网和一个火炬。当需要排放的装 置较多，放空量及放空压力的差异较大时，可设两个管网，并根据分别开停工检 修的需要，确定合设一个火炬或分设两个火炬。
第4．0．16条 在保证人身与生产安全的前提下，火炬设施宜靠近主要排放的装置。
第4．0．17条 二个火炬集中布置时，火炬的间距应使一个火炬燃烧最大气量时所产生的辐射热不影响另一个火炬检修工作的进行。
第4．0．18条 火炬工艺计算应按附录四进行。
第4．0．19条 火炬筒体直径不得小于排放气体总管的直径，火炬高度除应符合允许热辐射强度的规定（见附录四）外，尚应符合现行有关排放标准的规定。
第4．0．20条 进入排放系统的可燃性气体，有条件时宜回收利用。如采用气柜，宜设一个，其有效容积可按排放量最大的装置一次最大事故10－15分钟的排 放量计算，但不宜超过10000米＾3。
第4．0．21条 火炬应设有点火及引燃灯设施。火炬点火应采用电点大方式，要求做到不同气候条件下均能及时引燃火炬。火炬顶部点火管根数和布置应根据火炬头直径及所在地区风向确定。
第4．0．22条 火炬应有在燃烧时保持正压和防止回火的措施。
第4．0．23条 作为防止回火的措施，或在气体回收设施中作为压力控制设备的水封罐的设计应符合下列要求：
一、介质流量应按第4．0．6条的要求确定；
二、应能分出排放气体中直径大于300微米的液滴；
三、设计压力不得小于1．0兆帕（10公斤力／厘米^2）；
四、结构尺寸应按附录三计算确定。
第4．0．24条 水封罐的水封高度应根据排放系统在正常生产时能阻止火炬回火，在事故排放时排放气体能冲破水封排入火炬所需控制的压力确定；当设有可 燃性气体回收设施时，还应根据用户需要或气柜所控制的压力综合考虑确定。
第4．0．25条 水封罐的水量除应满足第4．0．24条水封高度所需的水量外，还应按第4．0．26条确定的进气立管长度3米的充水量。
第4．0．26条 水封罐进气立管必须高出水封控制最高液面3米。
第4．0．27条 水封罐应设人孔、进出气管、进水管、液面控制排液管。排水管、加热管（防冻要求）等；必要时可设梯子、平台。
第4．0．28条 水封罐应装设压力表和温度计，必要时可设液位计。
第4．0．29条 火炬的防空标志和灯光保护应按有关规定执行。
第4．0．30条 火炬筒底部应设有排液管及吹扫管。
附录一 燃料气系统和可燃性气体排放系统管线压力降计算
燃料气和可燃性排放气体管线压力降计算公式：
1．当管网压力小于或等于500千帕时 P1^2-P2^2
━━━━━━＝0．6×μγTQ^2／d^5 （附1-1）
L
2．当管网压力小于或等于5千帕时，可简化为
△P
━━━＝2．96×10^-3×μγTQ^2／d^5 （附1-2）
L
以上式中 P1－－管线起点压力（千帕）（绝）；
P2－－管线终点压力（千帕）（绝）；
△P－－管线的压力降（千帕）（绝）；
L－－管线的计算长度，即直管长度与管阀件当量长度之和（米）；
γ－－气体密度与空气密度的比值；
T－－操作条件下的气体温度（开）；
Q－－气体体积流量（标米^3／时）；
d－－管子内径（厘米）；
μ－－水力摩擦系数（无因次），可按下式计算：
K 68
μ＝0．11（━━+━━）^0．25 （附1-3）
d Re
式中K－－管内壁绝对粗糙度（厘米） Re－－雷诺数。
附录二 分液罐工艺计算
（一）卧式分液罐
1．分液罐分为单流式（附图2－2）和双流式（附图2－2）两种。
2．工艺条件：
（1）能分离气体中直径大于300微米的液滴；
（2）存液量为罐容积的30％；
3．计算公式：
QT
D1＝1．11×10^-2√━━━ （2-1）
k1PV L1＝L1D1
（2-1） 以上式中 D1－卧式分液罐直径（米）；
Q－－气体的体积流量（标米^3／时），单流式分液罐取全部排放量；
双流式分液罐，取全部排放流量的一半；
T－－操作条件下的气体温度（开）；
K1－－系数，取2．5－3；
P－－操作条件下的气体压力（千帕）（绝）；
V－－液滴沉降速度（米／秒），可按下式计算：
4gd1(ρ1-ρ2)
V＝√━━━━━━━ （附2-3）
3ρ2C
式中g－－重力加速度，取9．81米/秒^2；
d1－－液滴直径（米）；
ρ1－－液滴的密度（公斤／米^3）；
ρ2－－气体的密度（公斤／米^3），按下式计算：
1000MP ρ2＝━━━━ （附2－4）
RT 式中M－一气体分子量； 牛·米
R－一气体常数，可取8314━━━━━━；
公斤分子·开 C－一液滴在气体中的阻力系数，由附图2-3 查得；
L1一一进出口管的距离（米）。
4．集油包的结构尺寸：
（1）当分液罐直径大于或等于1．5米时，集油包直径（D）不宜大于分液罐直 径的三分之一；
（2）当分液罐直径小于1．5米时，集油包直径不宜大于分液罐的半径， 但不得小于300毫米；
（3）集油包高度（hc）不宜小于400毫米，并应满足仪表安装的要求。
（二）立式分液罐（附图2－4）
1．工艺条件：
（1）能分离气体中直径大于300微米的液滴；
（2）气体线速度取液滴沉降速度的80％；
（3）存液量应根据泵的流量和液面仪表的控制要求确定， 但液面高度不得小于500毫米。
2．计算公式：
QT
D2＝1．15×10^-2√━━━
K2PV H＝h1+h2
以上式中D2——立式分液罐直径（米）；
K2——系数，取0．8；
H一一立式分液罐筒体高度（米）；
h1——气体空间高度（米），取大于或等于1．5De，但不小于
h2——筒体下端与液面之间的垂直距离（米）。 其余符号意义同前。
（一）卧式水封罐
1．卧式水封罐分为不带挡液板（附图3－1）和带挡液板（附图3－2）的两种型式。
2．工艺条件：
（1）能分离气体中直径大于300微米的液滴；
（2）不带挡液板的卧式水封罐的气体空间高度不小于950毫米；
（3）带挡液板的卧式水封罐的直径不宜小于3米；
（4）带挡液板的卧式水封罐的分液端不考虑存液。挡液板顶端应高出最高水位200毫米。
3．计算公式：
（1）不带挡液板的卧式水封罐
QT(d3-h3)
D3＝5．07×10^-2√━━━━━━
k1(1-b)PV L2＝k1d3 （附3-2）
以上式中D3－－水封罐直径（米）；
h3－－水封罐内的液面高度（米）；
b－－系数，由附表3中查得；
L2－－水封罐进出口中心距离（米）。 其余符号的意义和取值同附录二。
系数b 附表3
┌───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐
│h3/D3│b │h3/D3 │b │h3/D3 │b │h3/D3 │b │
├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│0.02 │0.005 │0.28 │0.229│0.54 │0.551 │0.80 │0.858 │
├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│0.04 │0.013 │0.30 │0.252│0.56 │0.576│0.82 │0.878│
├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│0.06 │0.025 │0.32 │0.276 │0.58 │0.601│0.84 │0.897 │
├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│0.08 │0.038 │0.34 │0.300 │0.60 │0.62 │0.86 │0.914│
├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│0.10 │0.052 │0.36 │0.324 │0.62 │0.651│0.88 │0.932 │
├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│0.12 │0.069 │0.38 │0.349│0.64 │0.676│0.90 │0.948 │
├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│0.14 │0.085 │0.40 │0.374│0.66 │0.700 │0.92 │0.963│
├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│0.16 │0.103│0.42 │0.399│0.68 │0.724│0.94 │0.976 │
├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│0.18 │0.122│0.44 │0.424│0.70 │0.748 │0.96 │0.987 │
├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│0.20 │0.142│0.46 │0.449│0.72 │0.771 │0.98 │0.995 │
├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│0.22 │0.163 │0.48 │0.475 │0.74 │0.793 │1.00 │1.000 │
├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│0.24 │0.185 │0.50 │0.500 │0.76 │0.816 │ │ │
├───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│0.26 │0.207 │0.52 │0.526│0.78 │0.837 │ │ │
└───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘
（2）带挡液板的卧式水封罐
QT
D4＝1．15×10^-2√━━━ （附3－3）
K1PV L＝L3+L4+L5 （附3－4）
以上式中D4－－分液段直径（米），可作为水封端直径；
L－－水封罐筒体长度（米）；
L3－－气体出口到分液段筒体端部的距离（米），根据设备结构的要求确定；
L4－－挡液板与气体出口之间的距离（米），可按下式计算：
L4＝K1D4 （附3-5）
L5－－水封段长度，米。
水封段长度应满足下列要求：
①水封水量；
②挡液板上方气体通道面积应大于进气口截面积；
③附属设备安装要求。 其余符号的意义和取值同前。
（二）立式水封罐（附图3－3）
1．工艺条件：
（1）能分离气体中直径大于300微米的液滴；
（2）气体的线速度取液滴沉降速度的80％。
2．计算公式：
QT
D5＝1．15×10^-2√━━━ （附3-6）
K - PV H＝h1+h2 （附3-7）
以上式中D5－－水封罐直径（米）；
K2－－系数，取0．8；
H－－筒体高度（米）；
h1－－气体空间高度（米），取水封罐直径的2－3倍
h2－－筒体下端与液面之间的垂直距离（米）。
其余符号的意义同前。
附图3－3立式水封罐示意图
附录四火炬工艺计算
（一）火炬包括火炬头和火炬筒体两部分（附图4）。
（二）工艺条件：
1．排放气体视为理想气体；
2．火炬出口气体排放压力取当地大气压；
3．计算火炬出口气体允许线速度时，马赫数取值如下：
（1）单个装置开、停工产生最大排放量时，取0．2；
（2）局部停电、停水等事故造成若干泄压设施同时泄放而产生最大排放量 时，取0．5；
4．火炬头直径应满足有效流通截面积的要求；
5．计算火炬高度时，允许热辐射强度（或称热流率密度）（不包括太阳 热辐射强度）取值如下：
（1）操作人员需要连续暴露的任意地点，取1．5千瓦／米＾2；
（2）无防护设施，但操作人员有适当防护衣着并需要停留几分钟的地点， 取4．5千瓦／米^2
（3）在火炬底部地面发生事故时，必须几秒钟之内撤离现场的地点，取9千瓦／米^2；
6．火炬如用蒸汽消烟，蒸汽用量按单个装置开、停工时排放量计算。
（三）计算公式：
1．火炬筒体出口直径
Df＝1．128√A （附4-1）
A＝G／3600ρV （附4-2）
以上式中DF－－火炬筒体出口直径（米）；
A一一火炬简体出口截面积，即火炬头有效流通面积（米^2）
G——气体的质量流量（公斤／时）；
ρ——操作条件下的气体密度（公斤／米^3）；
Va——火炬出口气体允许线速度（米／秒）；
Va＝mVa （附4-3）
其中m——马赫数；
Va----声波在排放气体中的传播速度（米／秒）；
KRT V＝√━━━ （附4-4）
M 其中K——气体绝热指数；
R——气体常数，取8314牛·米／公斤分子·开；
M——气体的分子量
T一一操作条件下的气体温度（开）。
2．火炬筒体高度
（1）无风时 εQ h
hf＝√━━━－X^2－━━+ht （附4-5）
4πq 3
（2）有风时 εQ h h
hf＝√━━－(x－━━sinφ)^2－━━cosφ+ht （附4-6）
4xq 3 3
以上式中hf－－火炬简体高（米）；
ε－－热辐射率，简化计算时，可取0．20；
φ－－有风时的火焰倾斜角度， Vw
φ＝tg^- ━━ （附4－7）
Va
其中Vw－－火炬头出口处最大平均风速（米／秒），计算方法见《制订地方大气
污染物排放标准的技术原则和方法》（GB3840－83）；
Va－－火炬筒体内气体允许线速度（米／秒）；
q——火炬的热辐射强度（千瓦／平方米）；
x一一最大受热点到火炬筒中心线的水平距离（米）；
h——火焰高度（米）；
马赫数为0．2－0．5时，简化计算可取120Df；
ht——最大受热点至地面的垂直距离（米）；
Q－－火焰放出的总热量（千瓦·时），
Q＝2．78×10^-7HVG 其中HV——气体的低发热值（焦／公斤）；
G——气体的质量流量（公斤／时）。
3．消烟蒸汽量 10．8
Gst＝G（0．68－━━━） （附4-8）
M 式中Gst一一消烟蒸汽量（公斤／时）；
G一一气体的质量流量（公斤／时）；
M一一气体的分子量。
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