Пламени системи: устройство, описание, функции, снимка

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 10:19

Рафинериите на нефт и газ трябва да бъдат снабдени със средства за предотвратяване на технологични течове на открито. За това се използват специални устройства, които са свързани към предпазни клапани и производствени предприятия. За изгаряне на излишните газове и пари се използват факелни системи, които са свързани с технологични канали за изхвърляне на отпадъци в енергийните предприятия.

Обработка на факелни инсталации

Оборудване от този тип е включено в общата технологична инфраструктура, обслужваща процесите на производство, съхранение и транспортиране на нефтени и газови смеси. Системата включва мрежа от тръбопроводи, факелни стекове с накрайници, горелки, порти, както и автоматизирани инструменти за управление и наблюдение. Освен това инсталирането на факелна система не е завършено без устройства, които гарантират безопасностизгаряне на гориво. Броят на точките на изгаряне зависи от проектните обеми, които дадена инфраструктура по принцип може да обслужва. Този параметър е тясно свързан с други експлоатационни свойства на обекта. Например, ако се използват по-малко от три вала на горелката, тогава дизайнът на инсталацията трябва да включва предно стъкло, за да се поддържа пламъка.

Горелките са снабдени с канали за подаване на газовъздушната смес, а веригата със запалителната смес е свързана към запалителното устройство. За нормализиране на горивния процес през различни периоди на годината са предвидени инсталации за регулиране на индивидуалните условия на температура и влажност. При студено време, например, за да се елиминира възможността от замръзване в тръбите за подаване на горивни смеси, могат да се свържат тръбопроводни нагреватели. Има и специални изисквания за газ. Факелните системи работят стабилно само ако смесите, които се обслужват, са предварително източени - във всеки случай това важи за работа през зимата.

Системни функции

Основните задачи на този тип факели включват изгарянето на свързани газови смеси, за да се предотврати тяхното случайно изпускане в атмосферата. Това се отнася не само за газове като такива, но и за различни видове технологични пари, които също представляват опасност за околната среда. В същото време специфичните задачи могат да се различават за различните факли. От гледна точка на функционалната ориентация могат да се разграничат два основни типа инсталации:

• Общо. Най-често срещаните факелни системи,които се използват в производствените съоръжения. Те включват в своята инфраструктура много допълнителни технологични съоръжения като сепаратор, водно уплътнение, пожарогасител и колектор.
• Разделно. Такива системи намират своето място в съществуващата обща факелна инфраструктура. Този комбиниран модел се използва, когато основната газова система за факел не може да обслужва напълно вентилационните отвори.

Има и специална група специални системи. Основната характеристика на този тип факели е възможността за работа с технологични смеси, които не могат да бъдат изхвърлени чрез общи и отделни факели. Тези отпадъчни продукти включват:

• Продукти, които се разлагат, когато отделят топлина.
• Вещества, които реагират с други отпадъчни продукти.
• Силно токсични и корозивни смеси.
• Смеси газ-въздух, включително механични примеси.

Хоризонтални и вертикални системи

В зависимост от конструктивните условия в предприятието може да се организира експлоатацията на хоризонтални или вертикални факелни инсталации. Конструкциите от първия тип участват основно в изпълнението на продухващи кладенци, шлейфове и производствени линии. Такива системи се характеризират с използването на горивни шахти, които са в състояние да осигурят достатъчно впръскване на въздух, за да позволят бездимно горене. На газови кладенци, според инструкциите, трябва да се използват хоризонтални горелки.структури, които ще осигурят изхвърляне на продукти, съдържащи течни тапи и механични примеси. В същото време, за да се поддържа безопасността на хоризонталните факелни системи, трябва да се поддържа умерена плътност на топлинния поток до 1,4 kW/m2. Допълнителни средства за минимизиране на термичното излагане под формата на защитни екрани могат също да се използват за защита на персонала, поддържащ работата на такива системи.

Вертикалните агрегати са оборудвани с помпи и устройства за отстраняване на конденза. Функционалната основа на дизайна се формира от глава, която е метално устройство за регулиране на подаването на газова смес. При някои модели системи те също така предотвратяват преминаването на пламъка към цевта на работната инсталация. В края на вертикалния вал са поставени горелки с предно стъкло. Запалването може да бъде инсталирано както в структурата на главата, така и като част от багажника. Тръбопроводите за запалване се доставят към горелките в отделен ред. Техническото ръководство на факелната система изисква контролът на пламъка да бъде независим от надзорния контрол посредством йонизационни сонди, термодвойки, акустични или оптични сензори.

Характеристики на затворени ракети

Този тип газова факела е предназначена за изгаряне на технологични горими смеси близо до земната повърхност. Затворените инсталации включват горивна камера, чиито повърхности са обработени със защитна облицовка. За разлика от горелката, товаоборудването има по-висока производителност, но има и повишени изисквания по отношение на осигуряването на защитни свойства. Както е отбелязано в ръководството за безопасност на факела, камерите на затворените инсталации трябва да бъдат затворени, за да се предотврати неконтролирано навлизане на въздух. Факелът трябва да гарантира пълното използване на входящите газове при липса на видим пламък. Въздушният поток, необходим за поддържане на горенето, заедно с връщането на димните газове, се организира чрез естествена или принудителна тяга с възможност за контролиране на производителността.

Горелката за затворени факелни системи е избрана с очакването да осигури стабилно и устойчиво горене. Изискванията за надеждност в този случай са по-високи, отколкото при конвенционалните инсталации от отворен тип. Съгласно разпоредбите трябва да се изключи горенето с импулси и резонансни трептения на пламъка. Това се гарантира от равномерен поток на кислород в горивната камера.

Изисквания за факелни съоръжения

Свързаните системи за оползотворяване на газ се поставят с отчитане на розата на ветровете и техническите възможности за монтаж на тръбопроводи с огради и изходни канали за горелки. Независимо от вида на инсталацията, трябва да се спазват стандартните разстояния между факелни стекове, сгради, инженерни конструкции, складове и електрически подстанции. Специфични разстояния за директно поставяне на горелки на територията на предприятиетосе изчисляват на базата на планираната плътност на топлинния поток на факелната система. Правилата също така показват необходимостта от създаване на условия за ремонт и поддръжка на шахти по време на експлоатацията на съседни инсталации. В тази връзка се препоръчва стълбите за персонал да бъдат разположени от страната на шахтата, противоположна на местоположението на съседната горелка. Материалите за производството на конструкции, които са в зоната на действие на топлинните потоци, трябва да имат огнеустойчива структура или специални топлоустойчиви покрития.

Изисквания за технологията за изхвърляне на факел

Организацията на работата на факелите се определя до голяма степен от изискванията на общия технологичен процес в предприятието. Независимо от това, етапът на взаимодействие между източниците на газ и горелките също се регулира от регулаторни документи. По време на фазата на проектиране на системата трябва да се определят параметрите на вентилацията, по-специално налягане, температура, плътност и дебит. Въз основа на направените изчисления се разработва схема за заустване в факелната система от най-подходящия тип. Източниците на заустване също трябва да могат да доставят не целеви работници, а профилактични газове, които включват инертни и продухващи смеси. Обратно, при изхвърляне не трябва да се изпращат състави, включващи ацетилен, водород, въглеродни оксиди и бързо изгарящи компоненти. Съставът на технологичната горивна инсталация може да включва сепаратори, отговорни за отделянето на твърди частици и течни капчици в смеси от пара и газ. Тези вещества и компоненти се обработват отделносигнални устройства.

Правила за експлоатация на факелни системи

Преди всяко стартиране на инсталацията е необходимо цевта да се продухва със смеси от инертни газове, за да се отстрани кислорода. По-нататъшното проветряване на факелните канали се предотвратява от контролните клапани при изключени горелки. Нивото на съдържанието на кислород се проверява чрез вземане на проби с допълнителен анализ. По време на горене се препоръчва да настроите скоростта на горелката на следните режими:

• За капачка с газово уплътнение - не по-малко от 0,05 m/s.
• Ако няма газово уплътнение - не по-малко от 0,9 m/s.
• При подаване на инертен газ - не по-малко от 0,7 m/s.

Също така, когато се използват факелни системи, които не са оборудвани с капаци, продухващите смеси трябва да имат плътност над 0,7 kg/m3.

Преди спиране на изпускането на технологичния газ или нагрятите пари се препоръчва предварително свързване на канали с посоката на инертните смеси, което ще предотврати образуването на вакуум по време на кондензация или охлаждане. Преди извършване на дейности по поддръжка или ремонт, тръбопроводите се изключват от факелната инсталация, за да се предотврати изпускането и запалването на газови смеси. Остатъците от горими газове, както и димните смеси, трябва да бъдат напълно отстранени от каналите. Преди техническата работа стволовете се продухват с азот и при необходимост се запарват.

Управление на пламъка

Запалването се извършва чрез т.нарпожарна или електрическа искрова система на пилотната горелка. Освен това, контролът на горенето се осъществява от акустични сензори и термоелектричен преобразувател. За управление се използва и автономно устройство за управление на запалването и пламъка, което трябва да бъде разположено в отделен шкаф с отопление. Режимите на работа с автоматично свързване включват работа по определени алгоритми с предаване на сигнал към конзолата на оператора. За активиране на аварийни режими или автоматично свързване на конзолата на оператора се задават определени сигнали. Например, ръководството за факелни системи в случай на неуспешно запалване на пламък след 10 цикъла показва необходимостта от автоматично задействане на аларма. Ако сензорите за откриване на признаци на пожар не работят, тогава дистанционното табло е свързано към работата. С него персоналът вече поема функциите за управление чрез интерфейса, за да контролира запалването на факелната инсталация.

Ръководство за безопасност на пламъци

Регуляторните изисквания установяват следните правила за безопасност за експлоатацията на газови факели и свързаните с тях технологични системи:

• При организиране на изхвърляне на газ от факелната композиция в атмосферата трябва да се спазват допустимите нива на вредни вещества.
• За да се предотврати образуването на експлозивна смес, правилата за безопасна работа на факелните системи предписват редовно почистване на изпускателните вериги на газовата смес.
• Забранено е изпращането на вещества в горивните камери,което може да причини експлозия. Такива вещества в нефтените и газовите предприятия, по-специално, включват химически окислители и редуциращи агенти.
• Територията за местоположение на технологични блокове, работещи с факелно оборудване, трябва да бъде оградена.
• Само лица, които имат подходяща квалификация и са проверени по отношение на индустриалната безопасност, трябва да имат право да обслужват газови факели.

Заключение

Технологиите за изгаряне на работни газове в съвременните предприятия достигат доста високо ниво по отношение на надеждност и безопасност. Това до голяма степен се дължи на използването на иновативни средства за контрол и управление на сложни горивни процеси на горими смеси. Например, безопасната работа на факелните системи на текущото ниво е невъзможна без използването на автоматизирани управляващи елементи със свързване на сензори и промишлени контролери. Това не изключва режима на ръчно управление - поне е предвиден като опция. Операторските конзоли все още носят голяма отговорност в процесите на регулиране на работата на факелни инсталации, следене на техните параметри и диагностични показатели. В същото време се усъвършенстват и дизайните на горелки с бъчви, образуващи факелна инфраструктура. Производителите използват все по-надеждни материали с топлоустойчиви покрития и висока механична устойчивост. Всичко това дава възможност за оптимизиране на цялостните работни процеси на нефтените и газовите предприятия при подходящо ниво на безопасност и опазване на околната среда.