для каких целей предназначены факельные системы

Факельная установка

В результате многих технологических процессов образовываются отработанные газы, которые нельзя просто сбросить в атмосферу из-за большого содержания вредных для экологии химических веществ. Чтобы процесс утилизации проходил безопасно, используются факельные установки, в которых происходит полное сгорание.

Производство и монтаж факельных установок

Для изготовления применяются различные марки стали с учетом их устойчивости к повышению температуры при нагреве. Дополнительно при выборе стали учитывается химический состав сгораемых продуктов: материал должен выдерживать тепловые и химические нагрузки.

В зависимости от размера ствола, ветровых нагрузок, сейсмоактивности района и плотности потока рассчитываются толщина стенки и масса.

Оголовок принимает на себя максимальные температурные нагрузки, поэтому трубопроводы изготавливаются из стальных бесшовных труб.

Точная конструкция, геометрические размеры и состав факельной системы проектируются индивидуально в зависимости от производительности (максимального и минимального в единицу времени), скорости, давления, плотности, температуры, химического состава, условий работы, а также в соответствии с государственными нормами:

Преимущества факельных установок нашего производства

Их использование обеспечит:

Характеристики факельных установок

Типы факельных установок

Основными видами по своей конструкции и принципу действия являются:

Каждый тип рассчитывается по индивидуальному заказу на основании требований и условий эксплуатации. Например, сепаратор и конденсатосборник могут оснащаться подогревателем или теплоизоляцией, чтобы не допустить попадания конденсата при низкой температуре атмосферного воздуха. Это может касаться и трубопроводов подачи топливного газа к дежурным горелкам.

Факельная установка	Оголовок	Ствол самонесущий	Ствол на растяжках	Сепаратор

Принцип работы установок факельного сжигания выбросов

Для беспрерывного розжига рекомендуется устанавливать дежурные горелки с подводящими топливный газ и воздух трубопроводами. Общее количество горелок рассчитывается исходя из радиуса оголовка, скорости и объема потока, а также из необходимости обеспечения непогасаемости пламени.

Схема* факельных установок

Состав* должен обеспечивать полноту сгорания и взрыво-, пожаро- и экологическую безопасность:

*точный состав и схема зависят от разработанного проекта, условий эксплуатации и должны отвечать требованиям «Руководства по безопасности факельных систем»

Как купить факельную установку производства Саратовского резервуарного завода?

Расчет факельной установки осуществляется на основании условий эксплуатации и требований Заказчика. Для Вашего удобства Вы можете:

Являясь производителем, Завод также осуществляет и другие услуги по строительству нефтегазовых объектов:

Источник

Факельные системы: устройство, описание, функции, фото

Нефте- и газоперерабатывающие предприятия в обязательном порядке обеспечиваются средствами предотвращения технологических утечек в открытый воздух. Для этого применяются специальные устройства, подключаемые к предохранительным клапанам и производственным установкам. Для сжигания излишек газов и паров используют факельные системы, которые соединяются с каналами технологического сброса отходов на энергетических предприятиях.

Устройство факельных установок

Вам будет интересно: Цепь поставок: организация, структура, функции и особенности

Оборудование данного типа входит в общую технологическую инфраструктуру, обслуживающую процессы добычи, хранения и транспортировки нефтегазовых смесей. Система включает в себя сеть трубопроводов, факельные стволы с оголовками, горелки, затворы, а также средства автоматизированного управления и контроля. Кроме того, устройство факельной системы не обходится без аппаратов, обеспечивающих безопасное сжигание горючего. Количество точек горения зависит от проектных объемов, которые в принципе может обслуживать конкретная инфраструктура. Данный параметр тесно взаимосвязан с другими эксплуатационными свойствами объекта. Например, если используется менее трех горелочных стволов, то в целях поддержания пламени конструкция установки должна включать и экран ветрозащиты.

Вам будет интересно: Установка замедленного коксования: проект, принцип работы, расчет мощности и сырье

К горелкам подводятся каналы поставки газовоздушной смеси, а к устройству зажигания – контур с запальной смесью. Для нормализации процесса сжигания в разное время года предусматриваются установки для регуляции отдельных температурно-влажностных режимов. В холодное время, к примеру, для исключения вероятности промерзания в трубах поставки топливных смесей могут подключаться обогреватели трубопроводов. Предъявляются специальные требования и для газа. Факельные системы стабильно работают только при условии предварительного осушения обслуживаемых смесей – во всяком случае, это касается эксплуатации в зимнее время.

Функции систем

Вам будет интересно: Талловое масло: состав, получение, применение

К первостепенным задачам факелов такого типа можно отнести сжигание попутных газовых смесей с целью исключения их случайного выброса в атмосферу. Это относится не только к газам как таковым, но и к разного рода технологическим парам, которые также представляют опасность для окружающей среды. При этом у разных факелов могут различаться конкретные задачи. С точки зрения функциональной направленности можно выделить два базовых типа установок:

Также существует особая группа специальных систем. Ключевой особенностью факелов такого типа является возможность работы с технологическими смесями, которые не могут утилизироваться общими и отдельными факельными установками. К таким продуктам выброса можно отнести:

Горизонтальные и вертикальные системы

В зависимости от конструкционных условий на предприятии, может организовываться эксплуатация горизонтальных или вертикальных факельных установок. Конструкции первого типа преимущественно задействуются при осуществлении продува скважин, шлейфов и технологических линий. Для таких систем характерно использование горелочных стволов, которые способны обеспечивать достаточную инжекцию воздуха, что дает возможность проведения бездымного сжигания. На газовых скважинах согласно инструкции должны применяться горизонтальные горелочные установки простой конструкции, которые будут обеспечивать утилизацию продуктов с содержанием жидкостных пробок и механических включений. При этом для поддержания безопасности факельных систем горизонтального типа должна поддерживаться умеренная плотность тепловых потоков на уровне до 1,4 кВт/м2. Для защиты персонала, обслуживающего работу таких систем, также могут применяться дополнительные средства минимизации теплового воздействия в виде защитных экранов.

Вам будет интересно: Ткань рипстоп: что это, состав, характеристики, назначение и применение

Вертикальные установки комплектуются насосами и устройствами для вывода конденсата. Функциональную основу конструкции формирует оголовок, представляющий собой металлическое устройство для регуляции доставки газовой смеси. В некоторых моделях систем они также исключают прохождение пламени к стволу рабочей установки. На окончании вертикального ствола размещаются горелки с ветрозащитным козырьком. Розжиг может устанавливаться как в структуре оголовка, так и в составе ствола. К горелкам в отдельном порядке подводятся запальные трубопроводы. Техническое руководство по факельным системам требует, чтобы контроль пламени независимо от диспетчерского управления осуществлялся посредством ионизационных зондов, термопар, акустических или оптических датчиков.

Особенности закрытых факельных установок

Данная разновидность газовых факелов предназначена для сжигания технологических горючих смесей возле земной поверхности. Закрытые установки включают в себя камеру сжигания, поверхности которых обрабатываются защитной футеровкой. В отличие от горелки, такое оборудование имеет более высокую производительность, но к нему же предъявляются и повышенные требования в плане обеспечения защитных свойств. Как отмечается в руководстве по безопасности факельных систем, камеры закрытых установок должны ограждаться с целью предотвращения неконтролируемого доступа воздуха. Факел должен обеспечивать полную утилизацию поступающих газов при отсутствии видимого пламени. Необходимый для поддержания горения воздушный поток вместе с обратным выходом дымовых газов организуется через естественную или принудительную тягу с возможностью контроля пропускной способности.

Горелочный узел для закрытых факельных систем подбирается с расчетом на обеспечение стабильного и устойчивого горения. Требования к надежности в данном случае выше, чем в случае с обычными установками открытого типа. Согласно нормативам, должно быть исключено сгорание с импульсами и резонансными колебаниями пламени. Это гарантируется за счет поступления равномерного потока с кислородом в камеру сжигания.

Требования к сооружениям эксплуатации факельных установок

Системы утилизации попутного газа размещаются с учетом розы ветров и технических возможностей установки трубопроводных линий с ограждениями и отводными каналами для горелок. Независимо от типа установки, должны выдерживаться нормативные расстояния между факельными стволами, зданиями, инженерными сооружениями, складами и электрическими подстанциями. Конкретные дистанции при непосредственном размещении горелок на территории предприятия рассчитываются на основе планируемой плотности тепловых потоков факельной системы. Правила также указывают на необходимость создания условий для проведения ремонта и технического обслуживания стволов во время работы соседних установок. В этой связи рекомендуется размещение лестниц для персонала со стороны ствола, противоположной местоположению соседней горелки. Материалы изготовления сооружений, которые находятся в зоне активности тепловых потоков, должны иметь огнестойкую структуру или специальные термостойкие покрытия.

Требования к технологии сбросов в факельные установки

Организация работы газовых факелов в значительной степени определяется требованиями общего технологического процесса на предприятии. Тем не менее этап взаимодействия источников газов и горелок также регулируется нормативной документацией. На этапе проектирования системы должны быть определены параметры сброса – в частности, показатели давления, температуры, плотности и объемов расхода. На основе произведенных расчетов разрабатывается схема сброса в факельную систему наиболее подходящего типа. Источники сброса также должны иметь возможность поставки не целевых рабочих, а профилактических газов, к которым относятся инертные и продувочные смеси. И напротив, при сбросе не должны направляться составы, включающие ацетилен, водород, окиси углерода и быстрогорящие компоненты. В состав технологической сжигающей установки могут включаться сепараторы, отвечающие за разделение твердых частиц и капельной жидкости в паровых и газовых смесях. Данные вещества и компоненты перерабатываются в отдельных факельных устройствах.

Правила эксплуатации факельных систем

Вам будет интересно: Геофизические исследования: виды, методы и технологии

Перед каждым запуском установки необходимо выполнять продув ствола инертными газовыми смесями с целью вывода кислорода. Дальнейшее завоздушивание факельных каналов предотвращается регулирующей арматурой при погашенных горелках. Уровень содержания кислорода проверяется путем взятия проб с дальнейшим их анализом. В процессе сжигания рекомендуется устанавливать скорость работы горелок на следующие режимы:

Также при эксплуатации факельных систем, не оснащенных затворами, продувочные смеси должны иметь плотность более 0,7 кг/м3.

Перед остановкой сброса технологического газа или нагретых паров рекомендуется заранее подключать каналы с направлением инертных смесей, что позволит исключить образование вакуума при конденсации или охлаждении. Перед выполнением технического обслуживания или ремонтных работ от факельной установки отключается трубопроводы от сброса газовых смесей и розжига. Из каналов должны быть полностью удалены остатки сжигаемых газов, а также дымовые смеси. Предварительно перед техническими работами стволы продуваются азотом и при необходимости пропариваются.

Средства управления факельным оборудованием

Розжиг производится так называемым бегущим огнем или электроискровой системой на дежурной горелке. Далее контроль горения осуществляется акустическими датчиками и термоэлектрическим преобразователем. Для управления также задействуется автономный блок розжига и контроля пламени, который должен находиться в отдельном шкафу с обогревом. Режимы эксплуатации с подключением автоматики предполагают работу по заданным алгоритмам с передачей сигналов на операторский пульт. Для активации аварийных режимов или автоматического подключения операторского пульта устанавливаются определенные сигналы. Например, руководство по факельным системам на случай отсутствия успешного розжига пламени после проведения 10 циклов указывает на необходимость автоматического запуска тревожной сигнализации. Если датчики обнаружения признаков пожара не срабатывают, то к работе подключается выносной диспетчерский пульт. С его помощью уже персонал берет на себя функции управления через интерфейс для контроля розжига факельной установки.

Руководство по безопасности факельных систем

Нормативные требования устанавливают следующие правила обеспечения безопасности при эксплуатации газовых факелов и смежных с ними технологических систем:

Заключение

Технологии сжигания рабочих газов на современных предприятиях достигают достаточно высокого уровня в плане надежности и безопасности. Во многом это обуславливается применением инновационных средств контроля и управления сложными процессами сжигания горючих смесей. К примеру, безопасная эксплуатация факельных систем на нынешнем уровне невозможна без применения элементов автоматизированного управления с подключением датчиков и промышленных контроллеров. При этом не исключается и ручной режим управления – как минимум он предусматривается в качестве опционального. Операторские пульты все еще несут большую ответственность в процессах регуляции работы факельных установок, отслеживая их параметры и диагностические показатели. Вместе с этим совершенствуются и конструкции горелок со стволами, образующими факельную инфраструктуру. Изготовители применяют все более надежные материалы с жаростойкими покрытиями и высокой механической стойкостью. Все это позволяет оптимизировать общие процессы работы нефтегазовых предприятий на должном уровне безопасности и защиты окружающей среды.

Источник

Факельные установки

Факельная установка предназначена для утилизации горючих паров или газов, также используется для сброса и последующего сжигания углеводородов, получаемых при нарушении технологического режима.

Такие нарушения могут быть обусловлены отказами электроснабжения, неисправностью оборудования или пожаром на заводе.

Область применения ФУ: нефтегазодобывающая, нефтехимическая, нефтеперерабатывающая, химическая и другие отрасли промышленности.

Конструкции факельных установок могут быть различными.

Горизонтальные факельные установки предназначены для бездымной утилизации постоянных, аварийных и периодических факельных сбросов.

В связи с тем, что нефтеперерабатывающие заводы часто расположены недалеко от населённых пунктов или непосредственно в населённых пунктах, то на НПЗ, как правило, применяются закрытые факелы.

Преимущества закрытых факельных систем:

отсутствие дыма, пара, видимого пламени, запаха

низкий уровень шума

небольшие и контролируемые выбросы

отсутствие теплового шлейфа

простая система управления с лёгким доступом ко всем управляющим органам

удобство обслуживания всех узлов с земли (например, дежурные горелки могут быть сняты без остановки всей системы)

отсутствие теплового излучения (нет необходимости сооружать специальный тепловой экран)

безопасное и надёжное уничтожение любых жидких и газообразных отходов.

Закрытая факельная система может быть оснащена одной из двух типов систем утилизации тепла: это может быть предварительный нагрев (через теплообменник) потока холодных отходов с целью более эффективного их сжигания или котел для получения водяного пара.

Если рекуперативная энергия на данном объекте может быть использована, то при проектировании есть смысл рассматривать вопрос о применении и той и другой системы утилизации.

Оголовок (в одинарном и совмещенном варианте);

Система автоматизации, обеспечивающая автоматический розжиг и поддержание пламени;

Дренажная емкость с насосом откачки и комплектом средств автоматизации и арматуры.

ПБ 09-12-92: Правила устройства и безопасной эксплуатации факельных систем.

Общие положения

Факельная установка предназначена для сброса и последующего сжигания горючих газов и паров в случаях: срабатывания устройств аварийного сброса, предохранительных клапанов, гидрозатворов, ручного стравливания, а также освобождения технологических блоков от газов и паров в аварийных ситуациях автоматически или с применением дистанционно управляемой запорной арматуры и др.;
постоянных, предусмотренных технологическим регламентом сдувках;
периодических сбросов газов и паров, пуска, наладки и остановки технологических объектов.

Термины и определения

Факельный коллектор- трубопровод для сбора и транспортировки сбросных газов и паров от нескольких источников сброса.

Факельная установка- совокупность устройств, аппаратов, трубопроводов и сооружений для сжигания сбрасываемых газов и паров.

Источник

Факельные системы

Факельные системы и установки от ООО «Салюс» разработаны и изготавливаются в соответствии с современными требованиями безопасности и учитывают в своей конструкции все основные принципы энергосбережения, которые обладают всеми необходимыми сертификатами.

Применение современных факельных систем:

Преимущества факельных систем

Уникальность. Конструкция факельных оголовков, используемых в системах СФС, включает в себя уникальный струйный затвор, не имеющий аналогов в мире и отменяющий необходимость в использовании лабиринтного затвора.

Устранение горения внутри факельного оголовка. Факельный оголовок устраняет горение внутри, поскольку струйный затвор расположен у верхней кромки оголовка. Даже при минимальных расходах струйный затвор предотвращает попадание воздуха внутрь факельного оголовка.

Поэтому рекомендуемый нами расход затворного газа является фактическим расходом, при котором предотвращается внутреннее горение. Другие типы затворов, такие как лабиринтные затворы, не предотвращают внутреннее горение при рекомендуемых для них расходах затворного газа.

Без струйного затвора, расположенного у верхней кромки оголовка, происходит следующее:

Устранение горения внутри факельного ствола. При использовании лабиринтного затвора происходит попадание воздуха внутрь ствола и внутреннее горение. По результатам испытаний при расчетной скорости затворного газа и использовании лабиринтного затвора уровень содержания кислорода составляет 6% на дне лабиринтного затвора. При таком уровне кислорода не обеспечивается защита лабиринтного затвора или факельного оголовка. Образование воспламеняемой газовой смеси внутри лабиринтного затвора и факельного оголовка приводит к горению внутри и очень короткому сроку службы.

Струйный затвор устраняет горение внутри факельного ствола, поскольку струйный затвор расположен у верхней кромки оголовка, и значительно увеличивает срок его службы.

Значительное понижение расхода затворного газа. Использование струйного затвора значительно понижает потребление затворного газа. Так, например, для факельного оголовка диаметром 900 мм рекомендуемый расход затворного газа составляет:

Устранение необходимости в футеровке и дренаже. Футеровка, выложенная внутри лабиринтного затвора, обычно трескается и падает вниз, забивая дренажное отверстие. В результате конденсат и дождевая вода собираются внутри лабиринтного затвора.

Во­первых, сбрасываемый газ будет проходить через жидкую пробку, захватывая жидкость, что приведет к выбросу через факельный оголовок горящих капель. Во­вторых, при минусовых температурах жидкая пробка замерзает и не пропускает сбрасываемый газ. Это представляет собой чрезвычайную опасность и может вызвать аварию на предприятии. В связи с этим, для лабиринтного затвора необходим электро­ или пароподогрев.

Струйный же затвор находится у среза оголовка и таким образом устраняет необходимость в футеровке, дренаже и использовании электро­ или пароподогрева.

Устранение необходимости в частом профилактическом ремонте и обслуживании. В результате вышеуказанных проблем для лабиринтного затвора требуется более частый профилактический ремонт, а также проверка толщины стенок и удаление конденсата и футеровки со дна затвора.

Применение струйного затвора устраняет необходимость в частом профилактическом ремонте и обслуживании факельного оголовка и ствола.

Отсутствие коррозии и экономия металла на изготовлении затвора. Лабиринтный затвор обычно производится из низкоуглеродистой стали. В результате того, что в лабиринтном затворе собирается конденсат, зачастую с коррозионными частицами, а также происходит горение внутри, стенки лабиринтного затвора подвергаются сильной коррозии и прогорают насквозь.

Струйный затвор производится из такой же нержавеющей стали, что и верхняя часть факельного оголовка. В результате устраняются проблемы с коррозией и необходимость в частых профилактических ремонтах. Кроме того, значительно уменьшается расход металла на изготовление затвора.

Уникальная конструкция факельного оголовка

Увеличение срока службы за счет использования конического козырька. Факельный оголовок снабжен специальным козырьком, защищающим верхнюю часть оголовка и создающим воздушную камеру. Козырек предотвращает соприкосновение пламени с оголовком при боковом ветре, когда пламя наклоняется к одной стороне оголовка. Таким образом, козырек снижает температуру воздействия на оголовок, тем самым значительно увеличивая его срок службы. Создание воздушной камеры с помощью козырька также является важным фактором.

Если одна сторона оголовка подвергается воздействию пламени в течение длительного времени, температура металла может повыситься до опасного уровня. Благодаря воздушной камере тепло отводится (рассеивается) от металла, поддерживается низкая температура поверхности и увеличивается срок службы. Еще одно преимущество использования козырька заключается в защите пламени дежурной горелки при боковом ветре, который может сорвать это пламя.

Улучшение безопасности и надежности за счет использования двойной системы розжига. Горелки могут поставляться в одном из трех исполнений:

Увеличение срока службы горелок и термопар. Срок службы дежурных горелок и термопар значительно увеличен благодаря использованию специальной улучшенной конструкции козырька горелки, а также благодаря тому, что дежурная горелка защищена коническим козырьком факельного оголовка. Кроме того, каждая термопара имеет свой собственный защитный кожух. Все вышеуказанное приводит к тому, что срок службы дежурных горелок и термопар значительно превышает срок службы горелок других конструкций.

Значительное понижение расхода пилотного газа. Благодаря уникальной конструкции дежурной горелки расход пилотного газа по меньшей мере в три раза меньше, чем расход газа в любых других горелках, что приводит к значительной годовой экономии.

Специальные оголовки для факельных систем

Для бездымного сжигания сбрасываемых газов используются специальные оголовки следующих типов:

Факельные оголовки с подачей пара

В факельных системах с подачей пара в зависимости от диаметра оголовка пар может подаваться:

Для значительного уменьшения расхода пара и улучшения полноты сгорания в факельных оголовках применяется усовершенствованная система подачи пара. При этом пар подается в зависимости от расхода сбрасываемого газа как в центральную паровую форсунку, так и в малое и большое паровые кольца.

Факельные оголовки с подачей воздуха

Факельные системы с подачей воздуха являются современным и высокоэкономичным способом обеспечения требуемой бездымности. При этом устраняется необходимость в дорогостоящем паровом коллекторе, его теплоизоляции и дренаже конденсата.

С учетом того, что устраняется необходимость в использовании пара, достигается очень значительная экономия, равная несколькиммиллионамрублей.

Факельная система с подачей воздуха включает в себя оголовок специальной конструкции, воздуходувку, датчик расхода и систему управления воздуходувкой.

Скоростные факельные оголовки

Скоростные факельные оголовки представляют собой оголовки с одиночным или множественными соплами для реактивного смешивания с воздухом.

Скоростные факельные оголовки обеспечивают бездымность в верхнем диапазоне аварийного сброса, при этом не требуется подача пара или воздуха.

Факельный ствол

При использовании открытых факельных систем возможно применение следующих типов стволов:

Стандартный комплект поставки факельной системы

Комплектность поставки определяется по согласованию с заказчиком, в комплект поставки могут входить дополнительные опции.

Выбор высоты факельного ствола

Производятся расчеты теплового, шумового воздействия горения на окружающую среду и расчеты рассеивания хвостовых газов для служб охраны труда и здоровья, экологических территориальных органов.

Данные по тепловому излучению для выбора высоты ствола

Факельные установки закрытого типа

Преимущества закрытых факелов:

Современные закрытые факельные системы имеют три очень важных преимущества:

Эффективность удаления продуктов сгорания газообразных и жидких отходов для факельных систем термического окисления превышает 99,9% – это лучший показатель сокращения выбросов окислов серы (SOx), окислов азота (NOx), а также других летучихканцерогенныхвыбросов.

Закрытая факельная система может быть оснащена одной из двух типов систем утилизации тепла: это может быть предварительный нагрев (через теплообменник) потока холодных отходов с целью более эффективного их сжигания или котел для получения водяного пара.

В закрытых факельных системах достигнут высочайший уровень безопасности и надежности. Это обеспечивается сочетанием передовых методов проектирования с современным высокотехнологичным производством.

В системах автоматизации закрытых факельных систем применены самые современные технические решения и разработки: автоматические схемы взаимоблокировок, жидкостные затворы, сканеры пламени, работающие в ультрафиолетовом диапазоне, отказоустойчивые системы запуска и останова, световая сигнализация, многоступенчатые горелочные головки со встроенными огнепреградителями и устройствами предотвращения детонации, а также дежурные горелки с дистанционными генераторами искры и УФ­сканерами.

Полностью автоматизированное многоступенчатое функционирование многофорсуночных, многоструйных горелок с естественной тягой обеспечивает надежное сокращение выбросов с объектов добычи нефти и газа, нефтеперерабатывающих, химических и нефтехимических заводов, а также других предприятий обрабатывающих и перерабатывающих отраслей промышленности.

Источник