Факельная установка

Назначение

Факельная установка предназначена для сжигания некондиционных газов, образующихся при пуске, продувке оборудования или в процессе работы, дальнейшая переработка которых экономически нецелесообразна или невозможна.

Сжигание сбросных газов на факельной установке позволяет значительно уменьшить загрязнение окружающей среды токсичными и горючими веществами.

Классификация

По месту расположения факельной горелки факельные установки разделяют на: 

  1. высотные – в факельных установках факельная горелка расположена в верхней части факельной трубы; продукты сгорания поступают сразу в атмосферу
  2. Наземные – в установках горелка расположена на небольшом расстоянии от земли, а продукты сгорания отводятся в атмосферу через дымовую трубу

Особые меры безопасности требуется принимать при сжигании углеводородов в наземных факельных установках. В этом случае факельную горелку устанавливают в чашу высотой около 2 м и постоянно контролируют состав, содержащегося в ней газа, чтобы предотвратить вытекание углеводородов в окружающую среду.

Для исключения опасности воспламенения газов и паров, выделяющихся из предохранительных клапанов и технологических установок, а также вредного воздействия на персонал теплового излучения пламени, вокруг факельных установок предусматривают свободную зону. Обычно для наземных факельных установок требуется зона радиусом не менее 50 м, а для высотных – радиусом 30-40 м.

Высотные факельные установки можно разделить на средние (4-25 м) и высокие (более 25 м). В некоторых факельных установках высота факельной трубы составляет 80-120м.

Давление

На объектах нефтяной и газовой промышленности применяют факельные установки:

  • низкого давления – для обслуживания цехов и установок, работающих под давлением до 0,2 МПа;
  • высокого давления – для обслуживания цехов и установок, работающих под давлением выше 0,2 МПа.
Кстати, прочтите эту статью тоже:  Обессоливание нефти

Факельные газы из систем низкого и высокого давления могут (по возможности) собираться в газгольдер для дальнейшего целевого использования (на химическом предприятии).

Требования

К факельным установкам предъявляются следующие требования:

  • полнота сжигания, исключающая образование альдегидов, кислот , дыма, сажи и других вредных промежуточных продуктов;
  • устойчивость факела при изменении расхода и состава сбрасываемых газов;
  • безопасное воспламенениебесшумность и отсутствие яркого свечения.

Виды факельных установок

На практие применяют различные системы факельных установок. Рассмотрим две из них:

  1. система со сбросом газов в факельную трубу;
  2. система для газов высокого давления с отбором факельных газов на переработку или для сжигания в котельных установках.

Сбрасываемые газы перед попаданием в факельную трубу проходят сепаратор. Конденсат из сепаратора возвращают в производство или утилизируют другим способом или сливают в канализацию.

Факельная труба оснащается дежурными и запальными горелками. Такую систему применяют, когда газы не утилизируются установка (или не подлежат утилизации) или когда давление на технологических установках не достаточно для подачи сбросного (факельного) газа в газгольдер.

В системах второго типа газы поступают в сепаратор, где отделяются от конденсата. Основная масса газа направляется потребителю, а избыток сбрасывается в факельную трубу через регулирующий клапан.

Воздействие теплового облучения от факелов чрезвычайно опасно для людей, животных и всей окружающей среды. В радиусе 50-100 м от факела погибает растительность.

Безопасность эксплуатации

Безопасность эксплуатации факельных установок зависит от правильного выбора режимных параметров:

  • диаметра ствола факела, который должен обеспечить стабильное пламя в условиях переменной по составу и расходу нагрузке;
  • высоты ствола и
  • расстояния вокруг ствола, на котором тепловое излучение будет безопасным.
Кстати, прочтите эту статью тоже:  Катализаторы каталитического крекинга

Скорость движения газа в факельной трубе независимо от колебаний нагрузки всегда должна быть больше скорости распространения пламени, но меньше некоторой предельной величины, при которой возможен отрыв пламени. Экспериментальные данные о скоростях отрыва пламени для факельных труб отсутствуют. На практике принимают, что пламя будет устойчивым при скорости газа на выходе из трубы не превышающей 20-30% скорости звука в этом же газе.

Эта зависимость (рис.2) характеризует высоту пламени для различных скоростей потока. Начиная с 0,2 высота пламени становится постоянной.

Шум

Шум возникает при механических колебаниях в твердых, жидких и газообразных средах. Механические колебания в диапазоне частот 20-20000 Гц воспринимаются ухом человека как звук. После 6-7 ч работы при интенсивности шума 80-90 дБ нарушаются функции вегетативной нервной системы и деятельность головного мозга.

В наших Типовых инструкциях единственное упоминание о допустимом уровне звука на рабочих местах касается работы компрессора. Сказано, что уровень звука на рабочих местах при длительной непрерывной работе компрессора не должен превышать 85 дБ.

Снизить уровень шума, возникающий при истечении газа из трубы, можно увеличением диаметра трубы. Однако при этом увеличиваются расходы на ее монтаж и ухудшаются условия горения.

Установлено, что уровень звука в направлении ветра, измеренный на расстоянии 4 – 9 м от трубы, изменяется следующим образом:

Длина пламени, м

Расход газа, м3

Уровень звука, дБ

27

0,5

94-89

31

18,4

99-95

43

25,9

112-108

 

 

 

Кстати, прочтите эту статью тоже:  Установка каталитического риформинга

Фоновый шум до испытаний у основания пламени составлял 78 дБ.

Аварии

Mаксимальная опасность взрыва возникает в случае образования в факельных установках смеси горючего газа и воздуха.Если к такой смеси добавить инертный газ, то при определенном его содержании смесь становится негорючей. Количество инертного газа определяется его видом и составом горючего газа и составляет 50-75%.

Образование взрывоопасных смесей в факельных установках связано в основном с попаданием в них кислорода воздуха. Опасность проникновения атмосферного воздуха в факельные установки возникает прежде всего при большом ветре, низкой скорости потока сбрасываемого газа и сбросе газов с относительной плотностью по воздуху меньше 1 или нагретых газов.

Воздух в факельную систему может попасть в основном через срез факельной трубы или через неплотности при нарушении герметичности оборудования. В последнем случае подсос воздуха в установку обусловлен разрежением в факельной трубе.

Другим фактором, обусловливающим повышенную опасность факельных установок, является постоянно горящий факел (открытый огонь).

Для уменьшения опасности взрыва факельную систему постоянно продувают инертным или топливным газом.

Кроме того, для ограничения распространения пламени устанавливают гидрозатворы, лабиринтные уплотнители, огнепреградители и другие устройства.

Одной из причин аварий на факельных установках является засорение (замерзание) факельных трубопроводов. Поэтому трубопроводы следует выполнять с наклоном и без карманов.

 

Вам будет интересно:

Добавить комментарий