Sistemes de flama: dispositiu, descripció, funcions, foto

2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 10:21

Les refineries de petroli i gas han de disposar de mitjans per evitar filtracions tecnològiques a l'aire lliure. Per a això, s'utilitzen dispositius especials connectats a vàlvules de seguretat i plantes de producció. Per cremar l'excés de gasos i vapors, s'utilitzen sistemes de bengala, que estan connectats a canals d'eliminació de residus tecnològics a les empreses energètiques.

Tractament d'instal·lacions de bengales

Els equips d'aquest tipus estan inclosos en la infraestructura tecnològica general al servei dels processos de producció, emmagatzematge i transport de mescles de petroli i gas. El sistema inclou una xarxa de canonades, piles de bengales amb puntes, cremadors, portes, així com eines de control i monitorització automatitzades. A més, la instal·lació d'un sistema de flare no està completa sense dispositius que garanteixin la seguretatcombustió de combustible. El nombre de punts de combustió depèn dels volums de disseny que en principi pot servir una infraestructura determinada. Aquest paràmetre està estretament interconnectat amb altres propietats operatives de l'objecte. Per exemple, si s'utilitzen menys de tres eixos del cremador, el disseny de la instal·lació ha d'incloure un parabrisa per mantenir la flama.

Els cremadors es subministren amb canals per subministrar la mescla gas-aire, i el circuit amb la mescla d'encesa està connectat al dispositiu d'encesa. Per normalitzar el procés de combustió en diferents èpoques de l'any, es disposen instal·lacions per a la regulació de les condicions individuals de temperatura i humitat. En temps fred, per exemple, per eliminar la possibilitat de congelació a les canonades per subministrar mescles de combustible, es poden connectar escalfadors de canonades. També hi ha requisits especials per al gas. Els sistemes de flare funcionen de manera estable només si les mescles que s'estan donant servei estan prèviament drenades; en qualsevol cas, això s'aplica al funcionament a l'hivern.

Funcions del sistema

Les tasques principals d'aquest tipus de bengales inclouen la crema de mescles de gasos associades per tal d'evitar el seu alliberament accidental a l'atmosfera. Això s'aplica no només als gasos com a tals, sinó també a diversos tipus de vapors de procés, que també representen un perill per al medi ambient. Al mateix temps, les tasques específiques poden diferir per a diferents torxes. Des del punt de vista de l'orientació funcional, es poden distingir dos tipus bàsics d'instal·lacions:

• General. Els sistemes de flare més comuns,que s'utilitzen a les instal·lacions de producció. Inclouen a la seva infraestructura moltes instal·lacions tecnològiques addicionals, com ara un separador, un segell d'aigua, un aturador d'incendis i un col·lector.
• Separat. Aquests sistemes troben el seu lloc a la infraestructura comuna existent. Aquest model combinat s'utilitza quan el sistema principal de gasolina no pot donar servei completament a les reixetes.

També hi ha un grup especial de sistemes especials. La característica clau d'aquest tipus de bengales és la capacitat de treballar amb mescles de procés que no es poden eliminar mitjançant bengales comunes i separades. Aquests residus inclouen:

• Productes que es descomponen quan alliberen calor.
• Substàncies que reaccionen amb altres residus.
• Mescles altament tòxiques i corrosives.
• Mescles de gas i aire, incloses les impureses mecàniques.

Sistemes horitzontals i verticals

Depenent de les condicions estructurals de l'empresa, es pot organitzar l'operació d'instal·lacions de flama horitzontal o vertical. Les estructures del primer tipus participen principalment en la implementació de pous de bufat, plomalls i línies de producció. Aquests sistemes es caracteritzen per l'ús d'eixos del cremador que són capaços de proporcionar una injecció d'aire suficient per permetre la combustió sense fum. Als pous de gas, segons les instruccions, s'han d'utilitzar cremadors horitzontals.estructures que garantiran l'eliminació dels productes que continguin taps líquids i impureses mecàniques. Al mateix temps, per mantenir la seguretat dels sistemes de bengala horitzontal, s'ha de mantenir una densitat de flux de calor moderada de fins a 1,4 kW/m2. També es poden utilitzar mitjans addicionals per minimitzar l'exposició tèrmica en forma de pantalles protectores per protegir el personal que manté el funcionament d'aquests sistemes.

Les unitats verticals estan equipades amb bombes i dispositius per a l'eliminació de condensats. La base funcional del disseny està formada per un cap, que és un dispositiu metàl·lic per regular el lliurament d'una mescla de gasos. En alguns models de sistemes, també impedeixen el pas de la flama al barril de la instal·lació de treball. Al final de l'eix vertical es col·loquen cremadors amb parabrisa. L'encesa es pot instal·lar tant a l'estructura del cap com a part del tronc. Les canonades d'encesa es subministren als cremadors en un ordre separat. El manual tècnic del sistema de flama requereix que el control de la flama sigui independent del control de supervisió mitjançant sondes d'ionització, termoparells, sensors acústics o òptics.

Característiques de les bengales tancades

Aquest tipus de bengala de gas està dissenyat per cremar mescles combustibles tecnològiques a prop de la superfície terrestre. Les instal·lacions tancades inclouen una cambra de combustió, les superfícies de la qual estan tractades amb un revestiment protector. A diferència d'un cremador, aixòEls equips tenen una productivitat més alta, però també tenen uns requisits més elevats pel que fa a proporcionar propietats protectores. Tal com s'indica al manual de seguretat de les bengales, les cambres de les instal·lacions tancades s'han de tancar per evitar l'entrada incontrolada d'aire. La torxa ha d'assegurar l'aprofitament complet dels gasos entrants en absència d'una flama visible. El flux d'aire necessari per mantenir la combustió, juntament amb el retorn dels gasos de combustió, s'organitza mitjançant tiratge natural o forçat amb la possibilitat de controlar el rendiment.

El conjunt del cremador per a sistemes de flamera tancat es selecciona amb l'expectativa de garantir una combustió estable i sostenible. Els requisits de fiabilitat en aquest cas són més alts que en el cas de les instal·lacions convencionals de tipus obert. Segons la normativa, s'ha d'excloure la combustió amb impulsos i oscil·lacions ressonants de la flama. Això està garantit per un flux uniforme d'oxigen a la cambra de combustió.

Requisits per a instal·lacions de bengales

Els sistemes d'aprofitament de gas associats es col·loquen tenint en compte la rosa dels vents i les capacitats tècniques d'instal·lació de conductes amb tanques i canals de sortida dels cremadors. Independentment del tipus d'instal·lació, s'han de mantenir les distàncies normalitzades entre les flameres, edificis, estructures d'enginyeria, magatzems i subestacions elèctriques. Distàncies específiques per a la col·locació directa de cremadors al territori de l'empresaes calculen a partir de la densitat de flux de calor planificada del sistema de flama. Les normes també indiquen la necessitat de crear condicions per a la reparació i el manteniment dels eixos durant el funcionament de les instal·lacions veïnes. En aquest sentit, es recomana que les escales de personal estiguin situades al costat de l'eix oposat a la ubicació del cremador adjacent. Els materials per a la fabricació d'estructures que es troben a la zona d'activitat dels fluxos de calor han de tenir una estructura ignífuga o recobriments especials resistents a la calor.

Requisits per a la tecnologia de descàrrega de bengala

L'organització del treball de les bengales de gas està determinada en gran mesura pels requisits del procés tecnològic general de l'empresa. No obstant això, l'etapa d'interacció entre les fonts de gas i els cremadors també està regulada per documents normatius. Durant la fase de disseny del sistema, s'han de determinar els paràmetres de ventilació, en particular la pressió, la temperatura, la densitat i els cabals. A partir dels càlculs realitzats, es desenvolupa un esquema per a la descàrrega al sistema de bengala del tipus més adequat. Les fonts de descàrrega també haurien de poder subministrar no els treballadors objectiu, sinó gasos profilàctics, que inclouen mescles inerts i de purga. Per contra, quan s'aboquen, no s'han d'enviar composicions que incloguin acetilè, hidrogen, òxids de carboni i components de combustió ràpida. La composició de la planta de combustió tecnològica pot incloure separadors responsables de la separació de partícules sòlides i gotes líquides en mescles de vapor i gasos. Aquestes substàncies i components es processen per separatdispositius flare.

Normes per al funcionament dels sistemes de flare

Abans de cada posada en marxa de la instal·lació, cal purgar el barril amb mescles de gasos inerts per eliminar l'oxigen. Les vàlvules de control impedeixen una ventilació addicional dels canals de la bengala quan els cremadors estan apagats. El nivell d'oxigen es comprova prenent mostres amb anàlisis posteriors. Durant la combustió, es recomana ajustar la velocitat del cremador als modes següents:

• Per a un tap amb un segell de gas: no menys de 0,05 m/s.
• Si no hi ha segell de gas, no menys de 0,9 m/s.
• Quan es subministra gas inert, no menys de 0,7 m/s.

A més, quan s'utilitzen sistemes de bengala no equipats amb persianes, les mescles de purga han de tenir una densitat de més de 0,7 kg/m3.

Abans d'aturar la descàrrega de gas de procés o vapors escalfats, es recomana connectar prèviament canals amb la direcció de les mescles inerts, la qual cosa evitarà la formació de buit durant la condensació o el refredament. Abans de realitzar tasques de manteniment o reparació, les canonades es desconnecten de la instal·lació de la bengala per evitar que les mescles de gas s'aboquin i s'encenguin. Els residus de gasos combustibles, així com les mescles de fums, s'han d'eliminar completament dels canals. Abans del treball tècnic, els troncs es purguen amb nitrogen i, si cal, es couen al vapor.

Controls de flama

L'encesa es realitza mitjançant l'anomenat funcionamentsistema de foc o espurna elèctrica al cremador pilot. A més, el control de la combustió es realitza mitjançant sensors acústics i un convertidor termoelèctric. Per al control, també s'utilitza una unitat autònoma d'encesa i control de flama, que s'ha d'ubicar en un armari separat amb calefacció. Els modes de funcionament amb connexió automàtica impliquen el treball segons algorismes especificats amb transmissió del senyal a la consola de l'operador. Per activar els modes d'emergència o connectar automàticament la consola de l'operador, s'estableixen determinats senyals. Per exemple, el manual dels sistemes de bengales en cas de fallada per encendre una flama després de 10 cicles indica la necessitat d'activar automàticament una alarma. Si els sensors per detectar signes d'incendi no funcionen, el tauler de control remot està connectat a l'obra. Amb ell, el personal ja es fa càrrec de les funcions de control a través de la interfície per controlar l'encesa de la planta de bengales.

Guia de seguretat de Flare

Els requisits normatius estableixen les normes de seguretat següents per al funcionament de les bengales de gas i els sistemes tecnològics relacionats:

• Quan s'organitzen les descàrregues de gas de la pila de bengales a l'atmosfera, s'han d'observar els nivells permesos de substàncies nocives.
• Per tal d'evitar la formació d'una mescla explosiva, les normes per al funcionament segur dels sistemes de bengala prescriuen la neteja regular dels circuits de descàrrega de la mescla de gas.
• Està prohibit enviar substàncies a les cambres de combustió,que pot provocar una explosió. Aquestes substàncies a les empreses de petroli i gas, en particular, inclouen agents oxidants químics i agents reductors.
• El territori per a la ubicació de les unitats de procés que operen equips de bengala ha d'estar tancat.
• Només les persones que tinguin les qualificacions adequades i hagin estat verificades pel que fa a la seguretat industrial haurien de poder fer servei de bengales de gas.

Conclusió

Les tecnologies de combustió de gasos de treball a les empreses modernes assoleixen un nivell força elevat en termes de fiabilitat i seguretat. Això es deu en gran part a l'ús de mitjans innovadors de control i gestió de processos complexos de combustió de mescles combustibles. Per exemple, el funcionament segur dels sistemes de flare al nivell actual és impossible sense l'ús d'elements de control automatitzats amb la connexió de sensors i controladors industrials. Això no exclou el mode de control manual, almenys es proporciona com a opció. Les consoles d'operador encara tenen una gran responsabilitat en els processos de regulació del funcionament de les instal·lacions de bengala, el seguiment dels seus paràmetres i els indicadors de diagnòstic. Paral·lelament, també es milloren els dissenys dels cremadors amb barrils que formen una infraestructura de bengala. Els fabricants utilitzen materials cada cop més fiables amb recobriments resistents a la calor i alta resistència mecànica. Tot això fa possible optimitzar els processos de treball globals de les empreses de petroli i gas amb el nivell adequat de seguretat i protecció del medi ambient.