炼油装置火炬系统是石油、石化企业重要的安全设施，它的正常运行对石化企业的生产和安全至关重要。火炬系统是由多个部分组成，包括泄放管网系统、气体回收系统、分液排凝系统、防回火设施、点火系统、火炬简体及火炬头。任何环节出现问题，都会影响火炬系统的安全运行，因此系统、全面地开展火炬系统安全运行研究工作具有重要意义。　　本研究对国内典型炼油装置火炬系统开展了系统调研，全面分析了国内炼油装置火炬系统运行中存在的问题，从中提取了4个关键问题开展研究。　　针对火炬系统管网的安全泄放，开展了典型工况下分子封造成的泄放系统压力降模拟分析和计算，为管网设计提供了重要参考数据;采用Aspen Flare SystemAnalyzer对某石化厂富氢火炬气管网进行了模拟，评估了各管段的泄放气体流速及各装置出口背压。　　针对火炬系统的点火安全，进行了点火系统的安全可靠性和长明灯运行方案研究，提出基于风险的“HAZOP+QRA+RM”炼油火炬点火系统安全可靠性分析方法，确定了火炬点火系统安全可靠性的要求。建立了火炬点火系统可靠性模型，定量评估点火系统在不同硬件配置、表决逻辑及维护条件下的平均需求时的失效概率(PFDavg);同时得出了制约火炬点火系统可靠性的关键因素。研究了不同泄放频率及后果等级下，长明灯熄灭时火炬系统的风险，提出了基于风险的炼油装置烃类火炬和酸性气火炬长明灯运行方案，及点火系统相关硬件配置、表决逻辑及运行维护要求。　　针对火炬系统的防回火设施，开展防回火相关的工艺设施理论计算研究。建立水封高度计算模型，确定了典型泄放气体的水封高度曲线。开展了多因素下火炬简体安全吹扫气速研究，对火炬简体内气体内部流动进行了数值建模和计算:建立了火炬筒体在空管下氮气安全吹扫气速计算公式;对带有分子封的火炬简体给出了API521推荐的安全吹扫气速下，火炬筒体的氧气浓度分布，并研究了氮气吹扫气速与分子封（火炬简体）直径、大气风速的关系;建立了流体封氮气吹扫模型，给出了国内典型流体封在不同吹扫气速下的氧气浓度分布曲线，确定了其最小安全吹扫气速;开展了流体封结构优化研究，确定了API521给出的安全吹扫气速对应的挡板长度要求。通过建立泄放管网温降模型对不同管径、不同初始泄放温度下的管网压降及补氮气速率进行了模拟计算，建立了典型管径及泄放温度下的补氮气量设计指南。　　针对火炬燃烧过程安全稳定问题，开展基于火焰单向导电性的新型火炬燃烧监测技术研究，设计和开发了火炬系统火焰离子探测技术电路及火炬火焰离子探测器，完成实验室和现场试验测试，解决了传统火炬燃烧监测技术存在的响应速度慢、信号误报率高的问题。