picb2086

Факельные установки (адаптировано)

Нефтегаз, Полезности

Факельная установка [flare system] предназначена для утилизации горючих паров или газов [flammable gases and vapors], также используется для сброса [relief] и последующего сжигания [combustion] 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.

Факельные установки бывают:

  • общезаводские, в которых сжигают близкие по составу газовые выбросы (например, углеводороды) с различных производств предприятия;
  • специальные (в составе отдельных технологических установок или производств).

Конструкции факельных установок могут быть различными. Существует 2 основных вида подобных устройств – это факельные установки закрытого и открытого типа [enclosed flare system, open flare system].

Факельная установка закрытого типа

zfakel2

 

enclosed Ground Flare

Открытая факельная система, как правило, подразумевает прямолинейный проход газа через факельный ствол [flare stack], установленный вертикально и имеющий высоту не менее 4 метров.

Закрытые факельные системы (называемые также наземными факелами [ground flares], факелами для густонаселённых районов [populated area flares] или «факелами термического окисления» [thermal oxidizer flares]) изготавливаются мобильными (на трейлерах [trailer]), на треногах [tripods], горизонтальными [horizontal] и редко – высотными [elevated]. Закрытые факельные установки получили еще одно название: «наземные» [ground].

Горизонтальные факельные установки предназначены для бездымной утилизации [smokeless combustion] постоянных, аварийных и периодических факельных сбросов [continuous, emergency, intermittent relief].

В связи с тем, что нефтеперерабатывающие заводы [oil refinery] 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 [thermal plume],
  • простая система управления с лёгким доступом ко всем управляющим органам
  • удобство обслуживания всех узлов с земли (например, дежурные горелки [pilots] могут быть сняты без остановки всей системы),
  • отсутствие теплового излучения [thermal radiation] (нет необходимости сооружать специальный тепловой экран [heat shield]),
  • безопасное и надёжное уничтожение любых жидких и газообразных отходов.

Закрытая факельная система может быть оснащена одной из двух типов систем утилизации тепла [heat recovery system]: это может быть предварительный нагрев [preheat] (через теплообменник [heat exchanger]) потока холодных отходов [cold waste flow] с целью более эффективного их сжигания или котел [boiler] для получения водяного пара.

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

clip_image004

Комплектность:

Ствол факела [flare stack];

Оголовок [flare tip] (в одинарном [single] и совмещенном [multiple] варианте);

Система автоматизации [automation system], обеспечивающая автоматический розжиг [autoignition] и поддержание пламени [to sustain combustion];

Лестницы;

Площадки обслуживания [service platforms];

Газовый расширитель [gas expander];

Дренажная емкость [knockout drum] 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 [relief valves], гидрозатворов [liquid seals], ручного стравливания [manually initiated depressurization], а также освобождения технологических блоков от газов и паров в аварийных ситуациях автоматически или с применением дистанционно управляемой запорной арматуры [shut-off valves] и др.;
  •  постоянных, предусмотренных технологическим регламентом сдувках [discharge];
  •  периодических сбросов газов и паров, пуска, наладки и остановки технологических объектов.

 

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Аварийные сбросы [emergency relief] – горючие газы и пары, поступающие в факельную систему при срабатывании рабочих предохранительных клапанов и других устройств аварийного сброса. Величина аварийного сброса принимается равной максимально возможному сбросу из технологической установки.

Газовый затвор [gas seal] – устройство для предотвращения попадания воздуха в факельную систему через верхний срез факельного ствола и снижения расхода продувочного газа [purge gas].

Минимальное взрывоопасное содержание кислорода [minimum oxygen concentration (MOC)] – концентрация кислорода в горючей смеси, ниже которой воспламенение и горение смеси становятся невозможными при любой концентрации горючего в смеси.

Начало факельной системы – участки факельных трубопроводов (коллекторов), непосредственно примыкающие к границе технологической установки.

Общая факельная система [common flare system] – факельная система, которая обслуживает группу технологически не связанных производств (установок).

Отдельная факельная система [single flare system] – система, обслуживающая одно производство, один цех, одну технологическую установку, один склад или несколько технологических блоков, которые связаны единой технологией в одну технологическую нитку и могут останавливаться одновременно (один источник сброса).

Периодические сбросы [intermittent relief] – горючие газы и пары, направляемые в факельную систему при пуске, остановке оборудования, отклонениях от технологического режима.

Постоянный (е) сбросы [continuous relief] – горючие газы и пары, поступающие непрерывно от технологического оборудования и коммуникаций при нормальной их эксплуатации.

Постоянный отвод жидкости [continuous liquid removal] – непрерывное ее удаление из сепаратора самотеком без использования насосов.

Рабочий предохранительный клапан [operating pressure relief valve] – клапан, установленный в соответствии с Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением, для предотвращения роста давления в аппарате.

Резервный рабочий клапан [back-up operating valve] – предохранительный клапан, установленный параллельно рабочему и включаемый в работу блокировочным устройством «закрыто-открыто».

Сбросная труба [cold vent stack] – вертикальная труба для сброса газов и паров в атмосферу без сжигания.

Сбросы (сбросные пары и газы) [waste gases and vapors] – отходящие от производства, цеха, технологической установки, склада или иного источника горючие газы и пары, которые не могут быть непосредственно использованы в данной технологии.

Свеча [vent stack] – устройство для выпуска продувочного газа в атмосферу.

Специальная факельная система [dedicated flare system] – система для сжигания газов и паров, которые по своим свойствам и параметрам не могут быть направлены в общую или отдельную факельную систему. Сбросы в этом случае имеют следующие особенности: сбрасываемые газы содержат вещества, склонные к разложению с выделением тепла; полимеризующиеся продукты, агрессивные вещества, механические примеси, уменьшающие пропускную способность трубопроводов; продукты, способные вступать в реакцию с другими веществами, направляемыми в факельную систему; сероводород в концентрациях более 8 %. Используется также, если давление в технологической установке не обеспечивает сброс в общую факельную систему и т. д.

Специальный факельный трубопровод [dedicated flare header] – трубопровод для подачи сбросного газа к факельной установке (факельному оголовку) при особых условиях, не совпадающих с условиями в факельном коллекторе.

Установка сбора углеводородных газов и паров [hydrocarbon gas and vapor recovery unit] – совокупность устройств и сооружений, предназначенных для сбора и кратковременного хранения сбрасываемых газов общей факельной системы, возврата газа и конденсата на предприятие для дальнейшего использования.

Факельный коллектор [flare collection header] – трубопровод для сбора и транспортировки сбросных газов и паров от нескольких источников сброса.

Факельный оголовок [flare tip] – устройство из жаропрочной стали с дежурными горелками и запальниками, оснащенное приспособлениями для подачи водяного пара, распыленной воды и воздуха.

Факельный ствол [flare stack] – вертикальная труба с оголовком и газовым затвором.

Факельный трубопровод [process unit header] – трубопровод для подачи сбросных газов и паров от одного источника сброса.

Факельная установка [flare system] – совокупность устройств, аппаратов, трубопроводов и сооружений для сжигания сбрасываемых газов и паров.

Оригинал статьи.

 

typical-flare-system-with-elevated-flare

x001

Принципиальная схема сброса газов (паров) в факельную систему от предохранительных клапанов

1 — защищаемый аппарат; 2 — цеховой сепаратор; 3 — факельный сепаратор; 4 — факельный ствол; 5 — газовый затвор; 6 — блокировочное устройство «закрыто-открыто»; 7 — цеховой коллектор; 8 — факельный коллектор; 9 — продувочный газ; 10 — линия ручного сброса; 11 — граница цеха; 12 — сброс газов от ПК на др. аппаратах цеха; 13 — сброс газов от др. цехов производства

См.: http://snipov.net/database/c_3544767195_doc_4294853698.html

 

 

3 комментариев

  • Аварийные сбросы не [emergency relief], а release. Здесь терминологически путаница с предохранительной арматурой, где предклапан будет всяко pressure relief valve.

    • Добрый день! Спасибо за комментарий.
      Термин взят отсюда:
      http://petrowiki.org/Flare_and_vent_disposal_systems
      И также выбран как наиболее частотный в отношении факельных установок.
      Мы будем признательны, если Вы предоставите ссылки на источники, подтверждающие приоритетность термина «emergency release».

  • Александра, английский язык в отличие от русского более емкий и достаточно простой. В случае перевода на язык трудно быть особенно объективным. Посмотрите даже на частоту «гуляния» переводов русского слова «сброс» в этой заметке.
    Вообще сброс на факел как процесс «flaring», если рассматривать в общем.
    Мне кажется, что на французском сайте (гигант Тоталь) с точки зрения восприятия очень адаптировано: http://www.total.com/en/society-environment/environment/climate-and-carbon/curtailing-our-emissions/curtailing-direct-emissions-our-facilities
    Мой посыл о release чисто технический, поскольку petrowiki и несколько десятков вариаций на тему emergency relief, заметьте это даже не discharge/release, — это не совсем английский язык.

Обсуждение закрыто