Vlamsystemen: apparaat, beschrijving, functies, foto

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-17 10:36

Olie- en gasraffinaderijen moeten worden voorzien van middelen om technologische lekken naar de open lucht te voorkomen. Hiervoor worden speciale apparaten gebruikt die zijn aangesloten op veiligheidskleppen en productie-installaties. Om overtollige gassen en dampen te verbranden, worden fakkelsystemen gebruikt, die zijn aangesloten op technologische afvalverwerkingskanalen bij energiebedrijven.

Behandeling van fakkelinstallaties

Apparatuur van dit type maakt deel uit van de algemene technologische infrastructuur die de processen van productie, opslag en transport van olie- en gasmengsels bedient. Het systeem omvat een netwerk van pijpleidingen, fakkels met tips, branders, poorten, evenals geautomatiseerde controle- en monitoringtools. Bovendien is de installatie van een fakkelsysteem niet compleet zonder apparaten die zorgen voor een veiligeverbranding van de brandstof. Het aantal verbrandingspunten is afhankelijk van de ontwerpvolumes die een bepaalde infrastructuur in principe kan bedienen. Deze parameter hangt nauw samen met andere operationele eigenschappen van het object. Als er bijvoorbeeld minder dan drie branderschachten worden gebruikt, dan moet het ontwerp van de installatie een windscherm bevatten om de vlam te behouden.

De branders zijn voorzien van kanalen voor de toevoer van het gas-luchtmengsel, en het circuit met het ontstekingsmengsel wordt aangesloten op het ontstekingsapparaat. Om het verbrandingsproces op verschillende tijdstippen van het jaar te normaliseren, zijn installaties voorzien voor de regeling van individuele temperatuur- en vochtigheidsomstandigheden. Om bijvoorbeeld bij koud weer de mogelijkheid van bevriezing in de leidingen voor de toevoer van brandstofmengsels uit te sluiten, kunnen leidingverwarmers worden aangesloten. Ook voor gas gelden speciale eisen. Flare-systemen werken alleen stabiel als de te onderhouden mengsels vooraf zijn gedraineerd - dit geldt in ieder geval voor gebruik in de winter.

Systeemfuncties

De belangrijkste taken van dit type fakkels omvatten het verbranden van bijbehorende gasmengsels om te voorkomen dat ze per ongeluk in de atmosfeer terechtkomen. Dit geldt niet alleen voor gassen als zodanig, maar ook voor verschillende soorten procesdampen, die ook een gevaar voor het milieu vormen. Tegelijkertijd kunnen specifieke taken voor verschillende toortsen verschillen. Vanuit het oogpunt van functionele oriëntatie zijn er twee basistypen installaties te onderscheiden:

• Algemeen. De meest voorkomende fakkelsystemen,die in productiefaciliteiten worden gebruikt. Ze nemen in hun infrastructuur veel extra technologische voorzieningen op, zoals een afscheider, waterslot, brandvanger en collector.
• Gescheiden. Dergelijke systemen vinden hun plaats in de bestaande gemeenschappelijke fakkelinfrastructuur. Dit combinatiemodel wordt gebruikt wanneer het hoofdgasaffakkelsysteem de ventilatieopeningen niet volledig kan onderhouden.

Er is ook een speciale groep speciale systemen. Het belangrijkste kenmerk van dit type fakkels is de mogelijkheid om te werken met procesmengsels die niet kunnen worden verwijderd door gewone en afzonderlijke fakkels. Deze afvalproducten zijn onder meer:

• Producten die ontleden wanneer ze warmte afgeven.
• Stoffen die reageren met andere afvalproducten.
• Zeer giftige en bijtende mengsels.
• Gas-lucht mengsels, inclusief mechanische onzuiverheden.

Horizontale en verticale systemen

Afhankelijk van de bouwkundige omstandigheden in de onderneming kan de exploitatie van horizontale of verticale fakkelinstallaties worden georganiseerd. Constructies van het eerste type zijn voornamelijk betrokken bij de implementatie van blaasputten, pluimen en productielijnen. Dergelijke systemen worden gekenmerkt door het gebruik van branderassen die voldoende luchtinjectie kunnen leveren om een rookloze verbranding mogelijk te maken. Op gasbronnen moeten volgens de instructies horizontale branders worden gebruikt.structuren die zorgen voor de verwijdering van producten die vloeibare pluggen en mechanische onzuiverheden bevatten. Tegelijkertijd moet, om de veiligheid van horizontale fakkelsystemen te handhaven, een matige warmtestroomdichtheid van maximaal 1,4 kW/m2 worden gehandhaafd. Aanvullende middelen om thermische blootstelling tot een minimum te beperken in de vorm van beschermende schermen kunnen ook worden gebruikt om personeel te beschermen dat de werking van dergelijke systemen in stand houdt.

Verticale units zijn uitgerust met pompen en apparaten voor het verwijderen van condensaat. De functionele basis van het ontwerp wordt gevormd door een kop, een metalen apparaat voor het regelen van de afgifte van een gasmengsel. In sommige systeemmodellen voorkomen ze ook de doorgang van de vlam naar de loop van de werkende installatie. Aan het uiteinde van de verticale as zijn branders met windscherm geplaatst. Ontsteking kan zowel in de structuur van het hoofd als als onderdeel van de romp worden geïnstalleerd. Ontstekingsleidingen worden in een aparte bestelling aan de branders geleverd. De technische handleiding van het fakkelsysteem vereist dat de vlamcontrole onafhankelijk is van de toezichthoudende controle door middel van ionisatiesondes, thermokoppels, akoestische of optische sensoren.

Kenmerken van gesloten fakkels

Dit type gasfakkel is ontworpen om technologische brandbare mengsels nabij het aardoppervlak te verbranden. Gesloten installaties omvatten een verbrandingskamer waarvan de oppervlakken zijn behandeld met een beschermende bekleding. In tegenstelling tot een brander, is ditapparatuur heeft een hogere productiviteit, maar stelt ook hogere eisen op het gebied van beschermende eigenschappen. Zoals vermeld in het fakkelveiligheidshandboek, moeten de kamers van gesloten installaties worden afgesloten om ongecontroleerde luchtinvoer te voorkomen. De toorts moet ervoor zorgen dat de binnenkomende gassen volledig worden benut bij afwezigheid van een zichtbare vlam. De luchtstroom die nodig is om de verbranding in stand te houden, samen met de terugkeer van rookgassen, wordt georganiseerd door natuurlijke of geforceerde trek met de mogelijkheid om de doorvoer te regelen.

De branderassemblage voor gesloten fakkelsystemen is geselecteerd met de verwachting een stabiele en duurzame verbranding te garanderen. De betrouwbaarheidseisen zijn daarbij hoger dan bij conventionele open installaties. Volgens de voorschriften moet verbranding met impulsen en resonerende trillingen van de vlam worden uitgesloten. Dit wordt gegarandeerd door een gelijkmatige zuurstofstroom in de verbrandingskamer.

Vereisten voor fakkelfaciliteiten

Geassocieerde gasgebruikssystemen worden geplaatst rekening houdend met de windroos en de technische mogelijkheden van het installeren van pijpleidingen met hekken en uitlaatkanalen voor branders. Ongeacht het type installatie moeten de standaardafstanden tussen fakkels, gebouwen, kunstwerken, magazijnen en elektrische onderstations worden aangehouden. Specifieke afstanden voor directe plaatsing van branders op het grondgebied van de ondernemingworden berekend op basis van de geplande warmtefluxdichtheid van het fakkelsysteem. De regels geven ook de noodzaak aan om voorwaarden te scheppen voor de reparatie en het onderhoud van schachten tijdens de werking van aangrenzende installaties. In dit verband wordt aanbevolen om personeelsladders te plaatsen aan de zijde van de schacht tegenover de locatie van de aangrenzende brander. Materialen voor de vervaardiging van constructies die zich in de activiteitszone van warmtestromen bevinden, moeten een brandwerende constructie of speciale hittebestendige coatings hebben.

Vereisten voor flare-ontladingstechnologie

Organisatie van het werk van gasfakkels wordt grotendeels bepaald door de vereisten van het algemene technologische proces bij de onderneming. Desalniettemin wordt het stadium van interactie tussen gasbronnen en branders ook geregeld door regelgevende documenten. Tijdens de ontwerpfase van het systeem moeten de ventilatieparameters worden bepaald, met name druk, temperatuur, dichtheid en debieten. Op basis van de gemaakte berekeningen wordt een schema ontwikkeld voor het lozen in het fakkelsysteem van het meest geschikte type. Afvoerbronnen moeten ook in staat zijn om niet de beoogde werknemers te leveren, maar profylactische gassen, waaronder inerte en zuiveringsmengsels. Omgekeerd mogen composities met acetyleen, waterstof, koolstofoxiden en snelbrandende componenten bij het dumpen niet worden verzonden. De samenstelling van de technologische stookinstallatie kan afscheiders omvatten die verantwoordelijk zijn voor de scheiding van vaste deeltjes en vloeistofdruppels in damp- en gasmengsels. Deze stoffen en componenten worden in aparteflare-apparaten.

Regels voor de werking van fakkelsystemen

Voor elke lancering van de installatie is het noodzakelijk om het vat te spoelen met inerte gasmengsels om zuurstof te verwijderen. Verder luchten van de fakkelkanalen wordt voorkomen door regelkleppen wanneer de branders zijn uitgeschakeld. Het zuurstofgeh alte wordt gecontroleerd door het nemen van monsters met verdere analyse. Tijdens de verbranding wordt aanbevolen om de brandersnelheid in te stellen op de volgende standen:

• Voor een dop met een gasafdichting - niet minder dan 0,05 m/s.
• Als er geen gasafdichting is - niet minder dan 0,9 m/s.
• Bij toevoer van inert gas - niet minder dan 0,7 m/s.

Bij gebruik van fakkelsystemen die niet zijn uitgerust met luiken, moeten de spoelmengsels ook een dichtheid hebben van meer dan 0,7 kg/m3.

Alvorens de afvoer van procesgas of verwarmde dampen te stoppen, wordt aanbevolen om kanalen vooraf te verbinden met de richting van inerte mengsels, wat de vorming van een vacuüm tijdens condensatie of koeling zal voorkomen. Alvorens onderhouds- of reparatiewerkzaamheden uit te voeren, worden leidingen losgekoppeld van de fakkelinstallatie om te voorkomen dat gasmengsels vrijkomen en ontbranden. Resten van brandbare gassen, evenals rookgasmengsels, moeten volledig uit de kanalen worden verwijderd. Voorafgaand aan de technische werkzaamheden worden de stammen gespoeld met stikstof en indien nodig gestoomd.

Vlamcontroles

Ontsteking wordt uitgevoerd door de zogenaamde runningvuur of elektrisch vonksysteem op de waakvlambrander. Verder wordt de verbrandingsregeling uitgevoerd door akoestische sensoren en een thermo-elektrische omzetter. Voor de besturing wordt ook een autonome ontstekings- en vlamcontrole-eenheid gebruikt, die in een aparte kast met verwarming moet worden geplaatst. Bij bedrijfsmodi met automatische verbinding wordt gewerkt volgens gespecificeerde algoritmen met signaaloverdracht naar de console van de operator. Om de noodmodi te activeren of de bedieningsconsole automatisch aan te sluiten, worden bepaalde signalen ingesteld. Zo geeft de handleiding voor fakkelsystemen bij het niet succesvol ontsteken van een vlam na 10 cycli de noodzaak aan om automatisch een alarm te activeren. Als de sensoren voor het detecteren van tekenen van brand niet werken, is het bedieningspaneel op afstand aangesloten op het werk. Hiermee neemt het personeel al de besturingsfuncties over via de interface om de ontsteking van de fakkelinstallatie te regelen.

Flare Veiligheidsgids

Regelgevende vereisten stellen de volgende veiligheidsregels vast voor de werking van gasfakkels en aanverwante technologische systemen:

• Bij het organiseren van gaslozingen van de fakkel in de atmosfeer, moeten de toegestane niveaus van schadelijke stoffen in acht worden genomen.
• Om de vorming van een explosief mengsel te voorkomen, schrijven de regels voor de veilige werking van fakkelsystemen een regelmatige reiniging van de afvoercircuits van het gasmengsel voor.
• Het is verboden om stoffen naar de verbrandingskamers te sturen,die een explosie kunnen veroorzaken. Dergelijke stoffen in met name olie- en gasbedrijven omvatten chemische oxidatiemiddelen en reductiemiddelen.
• Het gebied voor de locatie van proceseenheden die flare-apparatuur gebruiken, moet worden omheind.
• Alleen personen die over de juiste kwalificaties beschikken en zijn geverifieerd op het gebied van industriële veiligheid, mogen gasfakkels onderhouden.

Conclusie

Technologieën voor de verbranding van werkgassen in moderne ondernemingen bereiken een redelijk hoog niveau in termen van betrouwbaarheid en veiligheid. Dit is grotendeels te danken aan het gebruik van innovatieve middelen voor controle en beheer van complexe verbrandingsprocessen van brandbare mengsels. Zo is de veilige werking van fakkelsystemen op het huidige niveau onmogelijk zonder het gebruik van geautomatiseerde bedieningselementen met de aansluiting van sensoren en industriële controllers. Dit sluit de handmatige bedieningsmodus niet uit - deze wordt tenminste als optie geleverd. Bedieningsconsoles dragen nog steeds een grote verantwoordelijkheid bij het reguleren van de werking van fakkelinstallaties, het bewaken van hun parameters en diagnostische indicatoren. Tegelijkertijd worden ook de ontwerpen van branders met vaten die een fakkelinfrastructuur vormen, verbeterd. Fabrikanten gebruiken steeds betrouwbaardere materialen met hittebestendige coatings en een hoge mechanische weerstand. Dit alles maakt het mogelijk om de algehele werkprocessen van olie- en gasbedrijven te optimaliseren op het juiste niveau van veiligheid en milieubescherming.