A sistem de flare este rețeaua de conducte și echipamente care colectează gazul eliberat de supapele de limitare a presiunii, supapele de purjare și orificiile de ventilație de proces și le aruncă în siguranță prin arderea lor într-un punct controlat, înălțat, departe de personal și echipamente. Există deoarece evacuarea gazului inflamabil sau toxic direct în atmosferă este rareori acceptabilă - un sistem de ardere transformă ceea ce altfel ar fi o eliberare necontrolată într-un eveniment de ardere monitorizat. Cel puțin, un sistem proiectat corespunzător include a antet de colectare, un tambur deformat pentru a îndepărta lichidul, un sigiliu de apă pentru a bloca flashback-ul și un vârf sau o stivă în care are loc arderea efectiv .
Acesta este răspunsul scurt. Secțiunile de mai jos aprofundează modul în care fiecare componentă își câștigă locul în proiectare, ce standarde guvernează de fapt dimensionarea, de ce funcționarea fără fum necesită echipamente suplimentare și când economia favorizează recuperarea gazului în loc să-l ardă.
Un sistem de flare nu este un singur echipament - este un lanț de componente, iar omiterea oricăreia dintre ele creează un mod de defecțiune specific, bine documentat. Iată de ce este responsabilă fiecare parte:
| Component | Funcția | Ce se întâmplă dacă lipsește sau este subdimensionat |
|---|---|---|
| Antetul colecției | Dirija gazul de eliberare de la supape și orificii de aerisire către flacără | Contrapresiune excesivă pe dispozitivele de evacuare, picioare moarte, capcane de lichid |
| Tambur knockout (KO). | Îndepărtează picăturile de lichid antrenate înainte ca gazul să ajungă la vârf | Transfer de lichid la vârf, flacără instabilă, „ploaie arzătoare” |
| Tambur de etanșare cu apă | Împiedică propagarea flăcării în jos în antet | Risc de flashback în sistemul de conducte de proces |
| Stiva sau vârf de flare | Punct de ardere controlată, ridicat pentru distanță sigură de căldură radiantă | Expunerea excesivă la radiații la nivelul solului pentru personal |
| Pilot și sistem de aprindere | Păstrează o flacără continuă pregătită, astfel încât gazul de relief să se aprindă în mod fiabil | Degajare de gaz neaprins în timpul unui eveniment de ajutor de urgență |
| Alimentarea cu gaz de purjare | Menține aerul în afara colectorului pentru a preveni amestecurile interne explozive | Risc de detonare internă în timpul pornirii sau perioadelor de debit scăzut |
Tamburul knockout merită o atenție deosebită, deoarece este obligatoriu pentru fiecare sistem de flare, nu o actualizare opțională. Ghidul industriei solicită îndepărtarea picăturilor de lichid până la o dimensiune definită a particulei înainte ca gazul să ajungă la vârf - de obicei în Gama de la 300 la 600 microni — deoarece picăturile mai mari nu ard curat și cad în schimb ca lichid în flăcări, un pericol denumit în industrie „ploaia arzătoare”. Standardele de design necesită de obicei Capacitate de reținere a lichidului de la 20 la 30 de minute în tambur, oferind operatorilor o fereastră reală pentru a diagnostica o stare deranjată și a lua măsuri corective înainte ca tamburul să se umple.
Nu orice erupție arată ca stiva înaltă pe care o imaginează majoritatea oamenilor. Alegerea între un design înălțat și unul montat la sol se reduce la spațiu, cerințele de vizibilitate și cât de mult gaz trebuie să gestioneze sistemul.
Acestea plasează punctul de ardere mult deasupra nivelului, folosind înălțimea însăși ca control principal de siguranță - cu cât flacăra este mai departe de sol, cu atât intensitatea căldurii radiante resimțită de personalul de dedesubt este mai mică. Structurile de susținere se scalează în funcție de înălțime: stivele autoportante sunt de obicei utilizate până la aproximativ 250 de picioare, structurile susținute de basculă se extind în mod util până la aproximativ 400 de picioare, iar modelele cu cârlige pot ajunge până la aproximativ 600 de picioare înainte de a deveni necesară o structură de susținere completă din beton.
Acestea mențin arderea la sau aproape de nivelul de nivel, de obicei în interiorul unei incinte, și sunt, în general, preferate acolo unde este important să păstrați flacăra departe de vederea publicului - în apropierea zonelor rezidențiale, aeroporturi sau locuri cu reglementări stricte privind vizual sau zgomot. Design-urile cu arzători de sol multipunct gestionează volume mari de gaz prin împărțirea arderii în mai multe rețele de arzătoare în mai multe etape, mai degrabă decât pe o flacără mare, ceea ce îmbunătățește, de asemenea, performanța fără fum într-un interval mai larg de debit.
Lăsată să ardă de la sine, în special cu hidrocarburi mai grele, o flacără tinde să fumeze - arderea incompletă lasă particule de carbon negru vizibile în penaj. Limitele de reglementare ale emisiilor vizibile înseamnă că majoritatea arcăturilor moderne au nevoie de un mecanism de asistență pentru a arde curat pe toată gama lor de debit și există trei abordări stabilite:
Metoda de asistență nu este doar o casetă de selectare a emisiilor, ci afectează zgomotul, cererea de utilități și sarcina de întreținere pe durata de viață a sistemului. Asistența cu abur este obișnuită atunci când un site rulează deja o rețea de abur pentru alte nevoi de proces, deoarece costul incremental este scăzut; Asistența cu aer devine mai atractivă pe locații fără infrastructură de abur, în ciuda costului suplimentar al echipamentelor dedicate de suflare și compresor. Alegerea bazată numai pe costul de capital inițial, fără a ține cont de utilitatea în care site-ul are deja capacitate de rezervă, este unul dintre cele mai frecvente greșeli de proiectare.
Proiectarea sistemului de flare nu este lăsată doar la hotărârea individuală a ingineriei - este guvernată de standardele industriale consacrate care specifică totul, de la ținte de îndepărtare a picăturilor până la viteza maximă admisă a gazului în colector.
Două limite numerice din API 521 apar constant în practică: viteza gazului colector este, în general, limitată la un Număr Mach de 0,7 maxim, cu 0,5 de preferat pentru a evita oboseala acustică a conductelor în timp, iar colectorul în sine este de obicei înclinat la un raport minim de aproximativ 1:450 astfel încât orice lichid condensat se scurge în mod continuu înapoi spre tamburul knockout, mai degrabă decât să se acumuleze în locuri joase de-a lungul cursei.
Sarcina unui sistem de ardere este eliminarea în siguranță, nu neapărat eliminarea prin ardere de fiecare dată. Pentru fluxuri de ajutor continue sau de rutină – spre deosebire de evenimentele de urgență adevărate – multe instalații instalează a unitate de recuperare a gazelor de ardere (FGRU) care captează gazul, îl comprimă și îl direcționează înapoi în sistemul de gaz combustibil al uzinei în loc să-l ardă.
Cazul economic este simplu pe hârtie: gazul recuperat compensează direct gazul combustibil pe care, altfel, ar trebui să îl achiziționeze sau să îl genereze instalația, iar reducerea arderii continue reduce, de asemenea, expunerea la reglementările locale din ce în ce mai stricte privind calitatea aerului și emisiile. Dacă un FGRU se plătește singur depinde în mare măsură de volumul și consistența gazului de ardere de rutină implicat, motiv pentru care un studiu de fezabilitate adecvat - evaluarea costului sistemului în raport cu valoarea gazului recuperat - este o practică standard înainte de a se angaja la investiție, mai degrabă decât să presupunem că recuperarea merită automat la fiecare amplasament.
Un sistem de flare este o infrastructură de siguranță care trebuie să funcționeze corect în momentul în care este cu adevărat necesar, adesea după perioade lungi de utilizare minimă - ceea ce face ca întreținerea continuă să fie o disciplină diferită de întreținerea echipamentului care funcționează continuu și arată uzura treptat.
Indiferent dacă revizuiți un nou design sau auditați o instalație existentă, aceste întrebări acoperă punctele cel mai probabil să fie subspecificate sau trecute cu vederea:
Producători de echipamente termice și de ardere de înaltă performanță OEM/ODM
