石油和化工企業(yè)進園區(qū)發(fā)展是目前新型工業(yè)化的必要途徑，在集約土地、資源共享、產業(yè)共贏、環(huán)境保護中有著不可小看的優(yōu)勢。而作為試生產及緊急事故泄放系統(tǒng)必不可少的火炬系統(tǒng)，也隨著科學技術的進步不斷地改善著其燃燒的方式，力求做到完全燃燒的同時無光污染、無噪聲污染、無地下水污染，同時緩解土地供應日益緊張的局面。于是封閉式地面火炬應運而生，其安全防護距離也隨之產生。同時開放式地面火炬也開始慢慢為大型國企或合資企業(yè)所接受，特別在乙烯和天然氣的領域，但因其安全防護距離在國內標準里沒有相應的標準，其應用在一定程度上受阻。本文試從輻射熱角度、噪聲分貝數(shù)、完全燃燒后的害氣體組份等幾個因素來探討開放式地面火炬防護距離。
一、開放式地面火炬流程及結構特點
（一）簡單流程及結構
帶壓火炬氣首先經分液罐、水封罐后進入排放氣集氣總管，為適應不同工況和排放氣流量變化的要求，采用分級控制、分級燃燒。即根據(jù)正常排放、事故排放等不同情況分成N級燃燒系統(tǒng)，每級燃燒系統(tǒng)管線上設置有級燃燒系統(tǒng)管線上分別設有氣動切斷閥。當排放氣量增大或事故狀態(tài)下第1至第N級管線上氣動切斷閥相繼開啟，各級燃燒系統(tǒng)上的地面燃燒器相繼投入工作，同時設置爆破片作為氣動切斷閥的旁路以確保系統(tǒng)的可靠燃燒；氣動切斷閥的啟閉信號來自于閥前集氣總管上的壓力信號，其中前幾級的控制采用比例微分控制以減少相應的滯后。
（二）主要結構及燃燒特點
（1）分液罐和水封罐
分液罐是開放式地面火炬成功安全燃燒的前置條件，按API-RP521“Guide for Pressure-Relieving and Depressuring Systems”和《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》SH3009-2001，依據(jù)更大排放條件分別計算求得分液罐及水封罐的大小，從而使火炬氣中無大于30µm的液滴，以確保開放式地面燃燒系統(tǒng)可靠安全運行，同時回收凝液中的烴類組份。并利用分液罐防止回火及可能產生的爆炸。
（2）防輻射金屬圍欄
金屬圍欄在開放式地面火炬中起到了兩方面的作用。其一：防止地面火炬輻射熱的低空輻射。其二：為火炬氣的充分燃燒提供空氣。其三：削弱噪聲。因此金屬圍欄的設計為非透明型的，風載荷符合當?shù)氐臍庀髼l件，地震負荷符合當?shù)氐牡刭|條件。圍欄底部被架空，以提供燃燒時提供足夠的空氣。同時可以通過在圍欄的支撐結構上增加面板來屏蔽熱輻射。圍欄高度按火焰高度進行設計，充分考慮更大排量時中間區(qū)域因供氧不足而引起的火焰高度。
（3）地面燃燒器
按更大燃燒量設計的很多個多孔地面燃燒器成排排列，與其周圍的防輻射金屬圍欄共同組成火炬燃燒區(qū)域，大股的火炬排放氣通過很多只地面燃燒器而分成許多小股，以利于排放氣與空氣混合，增加與空氣接觸面積，空氣與排放氣的混合主要是依靠排放氣自身的壓力和特殊結構的地面燃燒器來完成，在設計合理、維護保養(yǎng)可靠的條件下可保證100％無煙燃燒。同時因為在地面燃燒，則無高架火炬所存在光污染與火雨。在排放器壓力不足時，系統(tǒng)需要使用少量蒸汽，一般會在前幾級燃燒器中設計采用蒸汽助燃消煙，而其余燃燒器無需蒸汽。整個開放式地面火炬基本不用蒸汽，因此在噪聲污染上有別于高架火炬帶來的聲污染。
（4）長明燈及點火系統(tǒng)
長明燈保持常燃，以便任何時刻有排放氣排放都能立即點燃，以確保系統(tǒng)燃燒安全。燈型設計可保證在惡劣環(huán)境下能夠可靠點火，火焰可抵御12級大風及暴風雨雪。點火系統(tǒng)具有火焰檢測和自動點火功能。電點火器可以實現(xiàn)自動、遙控、現(xiàn)場手動三種點火方式。
