一、软件简介
Schlumberger Flaresim 2026.3是一款专业的火炬系统设计与安全分析软件，主要用于石油天然气、炼油、石油化工、天然气处理以及海上油气平台等工业领域。该软件由SLB（原Schlumberger，斯伦贝谢）提供，专门用于模拟和分析工业火炬燃烧过程中产生的热辐射、噪声、火焰形态、设备表面温度以及气体扩散情况。
Flaresim是工业火炬系统设计领域具有广泛应用的专业工程软件，能够帮助工程师评估火炬系统运行过程中可能产生的热辐射危害、噪声影响和可燃气体扩散风险，为火炬塔架高度、火炬臂长度、火炬头布置以及防护设施设计提供计算依据。
在石油化工和天然气处理设施中，火炬系统承担着紧急泄压、可燃气体处理和工艺安全保护等重要任务。火炬燃烧产生的热辐射可能影响周边人员、设备、建筑物及其他设施，因此需要在工程设计阶段进行准确的热辐射计算和安全距离评估。
Flaresim通过建立火炬系统的三维几何模型，结合燃烧介质组成、流量、压力、温度、风速和风向等参数，对不同工况下的火焰形态及其环境影响进行分析。软件支持多个火炬塔架和多个火炬头的组合建模，可以处理垂直、水平及倾斜布置的火炬系统。
此外，Flaresim还提供气体扩散分析能力，可以研究未燃烧气体、燃烧产物以及污染物在周围环境中的扩散情况，辅助工程人员评估可燃性和毒性风险。
Flaresim的主要应用领域包括：
- 石油天然气工程
- 海上油气平台设计
- 炼油厂及石油化工工程
- 天然气处理厂设计
- 工业火炬系统设计与优化
- 火炬热辐射安全评估
- 工业设施消防与安全分析
- 可燃气体及有毒气体扩散分析
- 工业环保及污染物排放评估
Flaresim还可以与SLB Symmetry过程模拟平台进行集成，将工艺流程模拟、泄压场景分析、火炬管网计算和火炬安全评估结合起来，帮助工程师从工艺系统整体角度分析火炬系统的安全性。
二、主要功能
1. 火炬系统建模与设计
Flaresim支持建立复杂的工业火炬系统模型，可以根据实际工程条件定义火炬塔架、火炬臂、火炬头以及周围设施的位置和空间关系。
软件支持多个火炬塔架和多个火炬头的组合建模，能够处理不同方向、不同高度和不同倾斜角度的火炬结构。
主要功能包括：
- 多火炬塔架建模
- 多火炬头组合设计
- 垂直火炬塔架建模
- 水平及倾斜火炬结构建模
- 火炬头位置与方向设置
- 火炬系统几何参数定义
- 多个火炬同时运行的工况分析
- 火炬系统整体布局评估
通过这些功能，工程师可以在同一模型中分析多个火炬之间的相互影响，提高复杂工业设施火炬系统设计的效率。
2. 三维火焰形态分析
Flaresim具备三维火焰形态分析能力，可以根据火炬头结构、燃烧介质、排放条件以及环境参数计算火焰的空间形态。
火焰形态不仅受到燃烧气体流量和燃烧特性的影响，还会受到风速、风向以及火炬头安装角度等因素的影响。
软件能够对不同环境条件下的火焰形态进行模拟，帮助工程师判断火焰是否可能接近周围设备、建筑物或防护结构。
主要功能包括：
- 三维火焰形态计算
- 火焰长度及空间位置分析
- 风速对火焰形态的影响分析
- 不同风向下的火焰偏转分析
- 多火炬火焰组合分析
- 火炬头方向及安装角度分析
- 火焰与防护结构之间的关系评估
三维火焰分析可以为火炬塔架高度、火炬臂长度及火炬头布置提供参考。
3. 热辐射计算与安全评估
热辐射分析是Flaresim最重要的功能之一。
工业火炬燃烧会向周围环境释放大量热能，热辐射强度与燃烧气体流量、火焰形态、燃烧效率以及环境条件等因素有关。
Flaresim能够计算火炬燃烧产生的热辐射强度，并分析不同位置接收的热辐射水平，帮助工程师判断人员活动区域、设备区域和其他设施是否满足设计要求。
主要功能包括：
- 火炬热辐射强度计算
- 不同工况下的热辐射分析
- 多个火炬热辐射叠加计算
- 不同风速及风向下的辐射分析
- 指定位置热辐射值计算
- 热辐射等值线及分布图生成
- 人员活动区域热辐射评估
- 工业设备热辐射安全评估
工程师可以设置不同的热辐射限制条件，根据计算结果调整火炬塔架高度、火炬臂长度及火炬头位置，从而降低周围设施受到的热辐射影响。
4. 设备表面温度预测
除了计算热辐射强度，Flaresim还能够预测火炬辐射对周围暴露表面温度产生的影响。
在实际工业设施中，设备、管道、建筑物以及其他结构长期受到热辐射作用时，可能出现温度升高问题。因此，仅仅计算热辐射强度并不足以全面评估设备安全性。
Flaresim可以结合受热表面的相关参数，对指定位置的表面温度进行预测。
主要功能包括：
- 受热表面温度计算
- 不同位置温度分布分析
- 热辐射对设备温度的影响评估
- 不同工况下的温度变化分析
- 指定温度限制条件检查
- 设备及结构热安全评估
该功能适用于炼油厂、天然气处理厂、海上平台等存在复杂设备布置的工业设施。
5. 火炬噪声分析
火炬系统运行过程中，气体高速排放和燃烧会产生噪声，尤其是在高流量、高压力以及高速喷射等工况下，噪声问题更加明显。
Flaresim提供火炬噪声分析功能，可以计算火炬系统运行过程中产生的噪声影响，评估不同位置的噪声水平。
主要功能包括：
- 火炬燃烧噪声计算
- 不同工况下的噪声分析
- 指定接收点噪声预测
- 噪声等值线分析
- 自定义噪声曲线
- 噪声限制条件评估
通过噪声分析，工程师可以评估火炬系统对操作人员、周边工作区域及其他设施的影响，为火炬布置和噪声控制措施提供参考。
6. 气体扩散与危险区域分析
Flaresim支持气体扩散计算，可以研究火炬系统附近可燃气体、未燃烧气体以及燃烧产物的扩散行为。
软件提供不同类型的气体扩散模型，用于分析火炬附近及较远距离区域的气体浓度分布。
主要包括：
- 可燃气体喷射扩散分析
- 未燃烧火炬气体扩散计算
- 燃烧产物扩散分析
- 有毒污染物扩散分析
- 气体浓度分布计算
- 爆炸下限（LEL）相关浓度评估
- 高斯扩散模型分析
- 气体扩散等值线图生成
其中，喷射扩散模型主要用于分析火炬附近的可燃气体扩散，高斯扩散模型则用于分析较远距离范围内污染物的扩散情况。
这些功能能够帮助工程师识别潜在的可燃气体积聚区域和有毒污染物影响区域，为工业设施安全设计和环境影响评估提供支持。
7. 风速与风向分析
风速和风向会直接影响火焰形态、热辐射分布以及气体扩散方向。
Flaresim允许工程师设置不同的风速和风向条件，对火炬系统进行多工况分析。
主要功能包括：
- 自定义风速参数
- 风向参数设置
- 风玫瑰图定义
- 不同风向下的火焰形态分析
- 风速变化对热辐射的影响分析
- 风环境下的气体扩散分析
- 多种气象工况对比
通过风环境分析，可以更加全面地评估火炬系统在不同气象条件下的安全性能。
8. 火炬类型与燃烧模型
Flaresim支持多种火炬结构和燃烧形式，可以根据实际工程应用选择相应的计算方法。
支持的火炬类型包括：
- 亚音速火炬
- 音速火炬
- 管式火炬
- 液体燃烧器
- 不同结构形式的火炬头
软件提供多种计算算法，用于处理不同燃烧条件下的火焰特征及相关工程参数。
此外，软件还支持辅助介质分析，可以研究空气或蒸汽等辅助介质对火炬燃烧的影响，为实现无烟燃烧及优化火炬运行提供计算依据。
9. 火炬塔架与火炬臂尺寸优化
Flaresim不仅能够对已经确定的火炬结构进行安全评估，还可以根据热辐射、噪声以及设备表面温度等限制条件，反向辅助确定火炬塔架和火炬臂的设计尺寸。
例如，工程师可以指定人员活动区域或设备区域允许的热辐射限制值，再通过软件分析不同火炬高度和火炬臂长度下的计算结果。
主要功能包括：
- 火炬塔架高度设计
- 火炬臂长度优化
- 火炬头位置调整
- 多个接收点安全限制检查
- 热辐射限制条件分析
- 噪声限制条件分析
- 设备表面温度限制分析
该功能有助于在满足安全设计要求的前提下，合理控制火炬结构尺寸和工程建设成本。
10. 防护屏蔽结构分析
在某些工业设施中，火炬系统周围可能需要设置热防护屏蔽结构，以降低热辐射对设备、人员及其他设施的影响。
Flaresim支持在计算模型中考虑屏蔽结构的相关参数，分析防护结构对火焰和热辐射计算结果的影响。
主要功能包括：
- 防护屏蔽参数设置
- 屏蔽结构影响分析
- 火焰与屏蔽结构干涉检查
- 不同防护方案对比
- 屏蔽条件下的热辐射评估
工程师可以通过不同方案的计算结果，判断防护结构是否能够满足预期的工程设计要求。
11. 火炬系统排放与环境评估
Flaresim能够分析燃烧产物、未燃烧火炬气体以及污染物的扩散情况，并提供相关排放计算结果。
这些数据可以用于研究火炬系统的环境影响，并辅助进行温室气体排放核算和污染物扩散评估。
主要功能包括：
- 燃烧产物计算
- 未燃烧气体排放分析
- 污染物扩散预测
- 排放浓度分析
- 燃烧辅助介质分析
- 环境影响评估数据输出
12. 多工况计算与结果报告
工业火炬系统通常需要考虑正常运行、设备故障、紧急泄压以及不同工艺异常情况下的多种运行工况。
Flaresim支持通过不同工况和环境参数开展计算分析，帮助工程师比较不同设计方案的安全性能。
软件提供可定制的计算结果输出，可以根据项目需求生成摘要报告或详细计算报告。
主要功能包括：
- 多工况计算分析
- 不同设计方案对比
- 指定接收点结果输出
- 热辐射分布图生成
- 气体扩散等值线图生成
- 噪声分析结果输出
- 计算摘要及详细报告
- 工程数据单位转换
