Flammensysteme: Gerät, Beschreibung, Funktionen, Foto

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 10:23

Öl- und Gasraffinerien müssen mit Mitteln ausgestattet werden, um technologische Lecks ins Freie zu verhindern. Dazu werden spezielle Geräte verwendet, die an Sicherheitsventile und Produktionsanlagen angeschlossen werden. Zur Verbrennung überschüssiger Gase und Dämpfe werden Fackelanlagen eingesetzt, die an technologische Entsorgungswege bei Energieunternehmen angeschlossen sind.

Behandlung von Fackelanlagen

Anlagen dieses Typs gehören zur allgemeinen technologischen Infrastruktur, die den Prozessen der Produktion, Lagerung und des Transports von Öl- und Gasgemischen dient. Das System umfasst ein Netzwerk aus Pipelines, Fackelschornsteinen mit Spitzen, Brennern, Toren sowie automatisierten Steuerungs- und Überwachungsinstrumenten. Darüber hinaus ist die Installation eines Fackelsystems nicht vollständig ohne Geräte, die für Sicherheit sorgenKraftstoffverbrennung. Die Anzahl der Brennpunkte hängt von den Auslegungsvolumina ab, die eine bestimmte Infrastruktur im Prinzip bedienen kann. Dieser Parameter ist eng mit anderen Betriebseigenschaften des Objekts verbunden. Wenn beispielsweise weniger als drei Brennerschächte verwendet werden, muss die Konstruktion der Anlage einen Windschutz vorsehen, um die Flamme aufrechtzuerh alten.

Die Brenner sind mit Kanälen für die Zufuhr des Gas-Luft-Gemisches versehen, und der Kreislauf mit dem Zündgemisch ist mit der Zündvorrichtung verbunden. Um den Verbrennungsprozess zu verschiedenen Jahreszeiten zu normalisieren, sind Einrichtungen zur Regulierung individueller Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen vorgesehen. Um beispielsweise bei k altem Wetter die Möglichkeit des Einfrierens in den Rohren für die Zufuhr von Kraftstoffgemischen auszuschließen, können Rohrleitungsheizungen angeschlossen werden. Auch für Gas gelten besondere Anforderungen. Fackelanlagen arbeiten nur dann stabil, wenn die zu wartenden Gemische vorentleert sind - das gilt jedenfalls für den Winterbetrieb.

Systemfunktionen

Zu den Hauptaufgaben dieser Art von Fackeln gehört das Verbrennen von Begleitgasgemischen, um deren unbeabsichtigte Freisetzung in die Atmosphäre zu verhindern. Dies gilt nicht nur für Gase als solche, sondern auch für verschiedene Arten von Prozessdämpfen, die ebenfalls eine Gefahr für die Umwelt darstellen. Gleichzeitig können sich spezifische Aufgaben für verschiedene Brenner unterscheiden. Aus Sicht der Funktionsorientierung lassen sich zwei Grundtypen von Installationen unterscheiden:

• Allgemein. Die gängigsten Fackelsysteme,die in Produktionsanlagen eingesetzt werden. Sie umfassen in ihrer Infrastruktur viele zusätzliche technologische Einrichtungen wie Abscheider, Wasservorlage, Brandsperre und Sammler.
• Getrennt. Solche Systeme finden ihren Platz in der bestehenden gemeinsamen Fackelinfrastruktur. Dieses Kombinationsmodell wird verwendet, wenn das Hauptgasabfackelsystem die Abzüge nicht vollständig bedienen kann.

Es gibt auch eine spezielle Gruppe von speziellen Systemen. Das Hauptmerkmal dieser Art von Fackeln ist die Fähigkeit, mit Prozessgemischen zu arbeiten, die nicht durch gemeinsame und getrennte Fackeln entsorgt werden können. Zu diesen Abfallprodukten gehören:

• Produkte, die sich zersetzen, wenn sie Wärme freisetzen.
• Stoffe, die mit anderen Abfallprodukten reagieren.
• Sehr giftige und ätzende Gemische.
• Gas-Luft-Gemische, einschließlich mechanischer Verunreinigungen.

Horizontale und vertikale Systeme

Je nach baulichen Gegebenheiten im Betrieb kann der Betrieb von horizontalen oder vertikalen Fackelanlagen organisiert werden. Strukturen des ersten Typs sind hauptsächlich an der Implementierung von Blasschächten, Schwaden und Produktionslinien beteiligt. Solche Systeme sind durch die Verwendung von Brennerschächten gekennzeichnet, die in der Lage sind, eine ausreichende Lufteinblasung bereitzustellen, um eine rauchfreie Verbrennung zu ermöglichen. An Gasbrunnen sollten gemäß den Anweisungen horizontale Brenner verwendet werden. Strukturen, die die Entsorgung von Produkten gewährleisten, die flüssige Pfropfen und mechanische Verunreinigungen enth alten. Gleichzeitig sollte zur Aufrechterh altung der Sicherheit von Horizontalfackelanlagen eine moderate Wärmestromdichte von bis zu 1,4 kW/m²2 eingeh alten werden. Zusätzliche Mittel zur Minimierung der thermischen Belastung in Form von Schutzgittern können auch verwendet werden, um das Personal zu schützen, das den Betrieb solcher Systeme aufrechterhält.

Vertikale Einheiten sind mit Pumpen und Vorrichtungen zur Kondensatableitung ausgestattet. Die funktionale Grundlage des Designs bildet ein Kopf, bei dem es sich um eine Metallvorrichtung zur Regulierung der Abgabe eines Gasgemisches handelt. Bei einigen Systemmodellen verhindern sie auch den Durchgang der Flamme zum Lauf der Arbeitsanlage. Am Ende des vertikalen Schachts sind Brenner mit Windschutz angebracht. Die Zündung kann sowohl in der Struktur des Kopfes als auch als Teil des Rumpfes installiert werden. Zündleitungen werden den Brennern in separater Bestellung geliefert. Das technische Handbuch des Fackelsystems erfordert, dass die Flammenüberwachung unabhängig von der Überwachungsüberwachung mittels Ionisationssonden, Thermoelementen, akustischen oder optischen Sensoren ist.

Merkmale geschlossener Fackeln

Diese Art von Gasfackel wurde entwickelt, um technologische brennbare Gemische nahe der Erdoberfläche zu verbrennen. Geschlossene Anlagen enth alten eine Brennkammer, deren Oberflächen mit einer Schutzschicht behandelt sind. Im Gegensatz zu einem Brenner, dieserAusrüstung hat eine höhere Produktivität, aber auch erhöhte Anforderungen an die Bereitstellung von Schutzeigenschaften. Wie im Fackel-Sicherheitshandbuch angegeben, müssen die Kammern geschlossener Anlagen geschlossen sein, um einen unkontrollierten Lufteintritt zu verhindern. Der Brenner muss die vollständige Nutzung der einströmenden Gase ohne sichtbare Flamme gewährleisten. Der zur Aufrechterh altung der Verbrennung erforderliche Luftstrom wird zusammen mit der Rückführung der Rauchgase durch natürlichen oder Zwangszug mit der Möglichkeit der Durchsatzregelung organisiert.

Die Brennerbaugruppe für geschlossene Fackelsysteme wird mit der Erwartung ausgewählt, eine stabile und nachh altige Verbrennung zu gewährleisten. Die Zuverlässigkeitsanforderungen sind dabei höher als bei herkömmlichen offenen Anlagen. Gemäß den Vorschriften muss eine Verbrennung mit Impulsen und Resonanzschwingungen der Flamme ausgeschlossen werden. Dies wird durch eine gleichmäßige Sauerstoffeinströmung in den Brennraum gewährleistet.

Anforderungen an Fackelanlagen

Zugehörige Gasnutzungsanlagen werden unter Berücksichtigung der Windrose und der technischen Möglichkeiten zur Installation von Rohrleitungen mit Zäunen und Auslasskanälen für Brenner platziert. Unabhängig von der Art der Installation müssen die üblichen Abstände zwischen Fackeln, Gebäuden, Ingenieurbauwerken, Lagern und Umspannwerken eingeh alten werden. Spezifische Entfernungen für die direkte Platzierung von Brennern auf dem Territorium des Unternehmenswerden auf Basis der geplanten Wärmestromdichte der Fackelanlage berechnet. Die Regeln weisen auch auf die Notwendigkeit hin, Bedingungen für die Reparatur und Wartung von Schächten während des Betriebs benachbarter Anlagen zu schaffen. In diesem Zusammenhang wird empfohlen, Personalleitern auf der dem Standort des benachbarten Brenners gegenüberliegenden Schachtseite anzuordnen. Materialien zur Herstellung von Konstruktionen, die sich in der Wirkungszone von Wärmeströmen befinden, müssen eine feuerfeste Struktur oder spezielle hitzebeständige Beschichtungen aufweisen.

Anforderungen an die Fackelentladungstechnologie

Die Organisation der Arbeit von Gasfackeln wird weitgehend von den Anforderungen des allgemeinen technologischen Prozesses im Unternehmen bestimmt. Dennoch wird die Stufe der Interaktion zwischen Gasquellen und Brennern auch durch behördliche Dokumente geregelt. Während der Auslegungsphase des Systems müssen die Entlüftungsparameter bestimmt werden, insbesondere Druck, Temperatur, Dichte und Durchflussraten. Basierend auf den durchgeführten Berechnungen wird ein Schema zum Einleiten in das Fackelsystem des am besten geeigneten Typs entwickelt. Entladungsquellen sollten auch in der Lage sein, nicht Zielarbeiter, sondern prophylaktische Gase zuzuführen, die Inert- und Spülgase enth alten. Umgekehrt sollten bei der Deponierung Zusammensetzungen, die Acetylen, Wasserstoff, Kohlenoxide und schnell brennende Bestandteile enth alten, nicht versendet werden. Die Zusammensetzung der technologischen Verbrennungsanlage kann Abscheider umfassen, die für die Abscheidung von festen Partikeln und flüssigen Tröpfchen in Dampf- und Gasgemischen verantwortlich sind. Diese Stoffe und Komponenten werden getrennt verarbeitetFlare-Geräte.

Regeln für den Betrieb von Fackelanlagen

Vor jedem Start der Anlage muss der Lauf mit Inertgasgemischen gespült werden, um Sauerstoff zu entfernen. Eine weitere Belüftung der Fackelkanäle wird bei abgesch alteten Brennern durch Regelventile verhindert. Der Sauerstoffgeh alt wird durch Probenentnahmen mit weiteren Analysen überprüft. Während der Verbrennung wird empfohlen, die Brennergeschwindigkeit auf die folgenden Modi einzustellen:

• Für eine Kappe mit Gasdichtung - nicht weniger als 0,05 m/s.
• Wenn kein Gasverschluss vorhanden ist - nicht weniger als 0,9 m/s.
• Bei Zufuhr von Inertgas - nicht weniger als 0,7 m/s.

Auch beim Betrieb von Fackelanlagen ohne Blenden müssen die Spülgemische eine Dichte von mehr als 0,7 kg/m aufweisen3.

Bevor der Abfluss von Prozessgas oder erhitzten Dämpfen gestoppt wird, wird empfohlen, Kanäle mit der Richtung von Inertmischungen vorzuschließen, um die Bildung eines Vakuums während der Kondensation oder Kühlung zu verhindern. Vor der Durchführung von Wartungs- oder Reparaturarbeiten werden Rohrleitungen von der Fackelanlage getrennt, um das Austreten und Entzünden von Gasgemischen zu verhindern. Reste brennbarer Gase sowie Rauchgasgemische müssen restlos aus den Kanälen entfernt werden. Vor den technischen Arbeiten werden die Stämme mit Stickstoff gespült und ggf. gedämpft.

Flammensteuerung

Die Zündung erfolgt durch das sogenannte LaufenFeuer oder elektrische Funkenanlage am Zündbrenner. Weiterhin wird die Verbrennungssteuerung durch akustische Sensoren und einen thermoelektrischen Wandler durchgeführt. Zur Steuerung wird auch eine autonome Zünd- und Flammenüberwachungseinheit verwendet, die sich in einem separaten Schrank mit Heizung befinden muss. Betriebsarten mit automatischer Verbindung arbeiten nach festgelegten Algorithmen mit Signalübertragung an die Bedienkonsole. Um Notfallmodi zu aktivieren oder die Bedienerkonsole automatisch zu verbinden, werden bestimmte Signale gesetzt. Zum Beispiel weist das Handbuch für Fackelsysteme darauf hin, dass im Falle eines Scheiterns der erfolgreichen Zündung einer Flamme nach 10 Zyklen automatisch ein Alarm ausgelöst werden muss. Wenn die Sensoren zur Erkennung von Brandzeichen nicht funktionieren, wird das Fernbedienungspanel mit der Arbeit verbunden. Damit übernimmt das Personal über die Schnittstelle bereits die Kontrollfunktionen, um die Zündung der Fackelanlage zu steuern.

Flare Safety Guide

Regulatorische Anforderungen legen die folgenden Sicherheitsregeln für den Betrieb von Gasfackeln und verwandten technologischen Systemen fest:

• Bei der Organisation von Gasableitungen aus dem Fackelkamin in die Atmosphäre sind die zulässigen Schadstoffwerte zu beachten.
• Um die Bildung eines explosionsfähigen Gemisches zu verhindern, schreiben die Regeln für den sicheren Betrieb von Fackelanlagen eine regelmäßige Reinigung der Gasgemisch-Ableitungskreise vor.
• Es ist verboten, Stoffe in die Verbrennungskammern zu schicken,was zu einer Explosion führen kann. Zu diesen Stoffen gehören insbesondere in Öl- und Gasunternehmen chemische Oxidationsmittel und Reduktionsmittel.
• Das Gebiet für den Standort von Prozesseinheiten, die Fackelanlagen betreiben, muss eingezäunt sein.
• Gasfackeln dürfen nur von Personen gewartet werden, die über die entsprechende Qualifikation verfügen und auf Arbeitssicherheit geprüft wurden.

Schlussfolgerung

Technologien zur Verbrennung von Arbeitsgasen in modernen Unternehmen erreichen ein ziemlich hohes Niveau in Bezug auf Zuverlässigkeit und Sicherheit. Dies ist größtenteils auf den Einsatz innovativer Mittel zur Steuerung und Verw altung komplexer Verbrennungsprozesse brennbarer Gemische zurückzuführen. So ist beispielsweise der sichere Betrieb von Fackelanlagen auf dem heutigen Stand ohne den Einsatz automatisierter Steuerungselemente mit Anbindung von Sensoren und Industriesteuerungen nicht möglich. Das schließt den manuellen Steuerungsmodus nicht aus – zumindest ist er optional vorgesehen. Bedienkonsolen tragen nach wie vor eine große Verantwortung bei den Prozessen der Regelung des Betriebs von Fackelanlagen, der Überwachung ihrer Parameter und Diagnoseanzeigen. Gleichzeitig werden auch die Konstruktionen von Brennern mit Fässern, die eine Fackelinfrastruktur bilden, verbessert. Hersteller verwenden immer zuverlässigere Materialien mit hitzebeständigen Beschichtungen und hoher mechanischer Beständigkeit. All dies ermöglicht es, die gesamten Arbeitsprozesse von Öl- und Gasunternehmen auf dem richtigen Sicherheits- und Umweltschutzniveau zu optimieren.