1． 计算依据，SY/T10043-2002,《泄压和减压系统指南》
一、火炬头筒径的计算
5.051023.3⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⋅⋅⋅⋅⨯=-M K ZT Ma P W d （公式1-1） =5.0519.1754.12930.15
.0325.101521201023.3⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⨯⨯⨯⨯⨯⨯-
=0.334
式中 d －火炬头顶部直径，m ；
W －火炬气最大排放量，kg/h ；
P －火炬顶部火炬气压力，kPa ，可取当地大气压；（绝压）
Ma －马赫数，火炬气流速与该流体声速的比值；
M －火炬气的平均分子量；
K －绝热指数；
T —操作条件下火炬气温度，K 。

Z —气体压缩因子。

由此选取火炬头直径为DN350mm 。

注：1）此处的工况下气体的温度，入口三相分离器安全阀前的温度为60℃，阀后为11°左右，到火炬跟前，考虑9℃的温升（考虑到环境温度较高），即火炬入口处的温度为20℃。

2）火炬气量按照紧急情况全部放空的情况考虑，选择马赫数为0.5。

3）火炬气最大排放量取两口井出口气量之和。

4）气体分子量选取井口出来的气体的分子量16.94.(保守取值)
5）绝热系数井口出来的气体的分子量1.54.
6）压缩因子取1.0.
二、火焰长度计算
如图所示，火焰长度与气体释放的热量有对应关系，
气体释放量的计算公式为
3600
)(q W Q ⨯==52120*50000/3600=723889(KW) 式中 W —火炬气最大排放量，kg/h
q—气体燃烧热值KJ/Kg ，气体中甲烷占95%，因此可选取甲
烷的燃烧值进行近似计算。

甲烷的燃烧值约为50000KJ/Kg 。

计算出气体释放热量后，查表后得火焰长度约为55m 。

3、风速引起火焰变形的简单计算
火炬头速度
风速j =∞U U 孟加拉正常天气情况下平均风速为7.5m/s ，在暴风情况下风速可达50m/s 。

火炬头速度可以用体积流速与火炬出口横截面之比得出，也可以根据火炬出口气体马赫数乘以火炬出口音速得出。

4
.223600T T M W
V ⨯⨯==20.55 4
d 2
j πV U == 20.55*4/3.14/0.352=213.7 火炬头速度
风速j =∞U U =7.5/213.7=0.035
如图所示，可查到
5.0=∆L X
65.0=∆L Y
则Xc= X ∆/2=13.75
Y c = Y ∆/2=17.875
如图所示：
c c Y X R D H ---=22)(
式中 H —火炬高度，m ；
D —火焰中心到地面边界的距离，m ；
R —安全半径（无障碍区半径），m ；数据表中给出的是100ft ，
约为30m 。

Xc= X ∆/2—火焰横向偏距，m ；
Y c = Y ∆/2—火焰纵向偏距，m ；
k 4πτFQ
D =
式中 D —火焰中心到地面边界的距离，m ；
τ—传递热强度辐射系数。

F —热辐射系数选取天然气的为0.23，m ；
Q —气体释放热量，前面已经算出为723889KW ；
K—最大允许热辐射强度，数据表中给出4.71kw/m 2
其中τ—传递热强度辐射系数，经常用来修正辐允许的热辐射强度。

通常用下式来估算：
16/116/1）5.30（）r 100（79.0D
⨯⨯=τ 通过计算可以得出D=46.94m ，从而得出H=26.16m 。

按照GB50183《石油天然气工程设计防火规范》中，会考虑操作人员高度，通常取2m ，则火炬的实际高度应为26.16+2=28.16m 。

因此选取火炬高度为30m 。