A fáklyás rendszer az a csővezeték- és berendezéshálózat, amely összegyűjti a nyomáscsökkentő szelepekből, lefúvató szelepekből és technológiai szellőzőnyílásokból kibocsátott gázt, és biztonságosan ártalmatlanítja azt ellenőrzött, emelt helyen, a személyzettől és a berendezésektől távol. Létezik, mert a gyúlékony vagy mérgező gázok közvetlen légkörbe juttatása ritkán elfogadható – a fáklyarendszer az egyébként ellenőrizetlen kibocsátást ellenőrzött égési eseménysé alakítja. Egy megfelelően megtervezett rendszer legalább a gyűjtőfej, kiütődob a folyadék eltávolítására, vízzár a visszacsapódás megakadályozására, valamint fáklyacsúcs vagy halom, ahol az égés ténylegesen megtörténik .
Ez a rövid válasz. Az alábbi szakaszok részletesebben bemutatják, hogy az egyes alkatrészek hogyan nyerik el a helyüket a tervezésben, milyen szabványok szabályozzák a méretezést, miért van szükség a füstmentes működéshez extra felszerelésre, és mikor részesíti előnyben a gazdaságosság a gáz visszanyerését az elégetés helyett.
A fáklyarendszer nem egyetlen berendezés, hanem komponensek láncolata, és ezek bármelyikének kihagyása sajátos, jól dokumentált hibamódot hoz létre. Íme, amiért az egyes részek felelősek:
| Összetevő | Funkció | Mi történik, ha hiányzik vagy alulméretezett |
|---|---|---|
| Gyűjtemény fejléce | A tehermentesítő gázt a szelepekből és a szellőzőnyílásokból a fáklyához vezeti | Túlzott ellennyomás tehermentesítő eszközökön, halott lábakon, folyadékcsapdákon |
| Knockout (KO) dob | Eltávolítja a magával ragadó folyadékcseppeket, mielőtt a gáz elérné a fáklya csúcsát | Folyadék átjut a csúcsra, instabil láng, "égő eső" |
| Vízzáró dob | Megakadályozza, hogy a láng visszaterjedjen a fejlécbe | Visszatörés kockázata a folyamat csőrendszerében |
| Fáklyás halom vagy hegy | Szabályozott égéspont, emelt a biztonságos sugárzó hő távolság érdekében | A személyzet túlzott talajszintű sugárterhelése |
| Pilóta és gyújtásrendszer | A folyamatos lángot készenlétben tartja, így a tehermentesítő gáz megbízhatóan meggyullad | Gyújtatlan gázkibocsátás vészhelyzet esetén |
| Tisztítsa meg a gázellátást | Távol tartja a levegőt a gyűjtőcsőben, hogy megakadályozza a belső robbanásveszélyes keverékeket | Belső detonáció veszélye indításkor vagy alacsony áramlási időszakokban |
A kiütődob külön figyelmet érdemel, mert minden fáklyás rendszerben kötelező, nem pedig opcionális frissítés. Az iparági útmutatások megkövetelik a folyadékcseppek meghatározott részecskeméretig történő eltávolítását, mielőtt a gáz elérné a csúcsot – általában a 300-600 mikron tartomány - mert a nagyobb cseppek nem égnek tisztán, hanem lángoló folyadékként hullanak alá, ezt a veszélyt az ipar "égő esőnek" nevezi. A tervezési szabványok általában megkövetelik 20-30 perces folyadékvisszatartó kapacitás a dobban, valódi ablakot adva a kezelőknek a felborult állapot diagnosztizálására és a korrekciós intézkedések megtételére, mielőtt a dob megtelik.
Nem minden fellobbanás úgy néz ki, mint a legtöbb ember által képen látható magas verem. A megemelt és a földre szerelt kivitel közötti választás a helytől, a láthatósági követelményektől és a rendszer által kezelt gázmennyiségtől függ.
Ezek magasan a fokozat fölé helyezik az égési pontot, és magát a magasságot használják elsődleges biztonsági vezérlőként – minél távolabb van a láng a talajtól, annál kisebb a sugárzó hő intenzitása az alatta lévő személyzet által. A tartószerkezetek a magasság szerint méretezhetők: az önhordó kötegeket általában körülbelül 250 láb magasságig használják, a tartórudakkal alátámasztott szerkezetek hasznosan körülbelül 400 lábig terjednek, és a ferde kivitelek elérhetik a körülbelül 600 métert is, mielőtt a teljes beton tartószerkezet szükségessé válik.
Ezek az égési fokozaton vagy annak közelében tartják az égést, általában zárt térben, és általában előnyben részesítik azokat, ahol fontos, hogy a lángot távol tartsák a nyilvánosságtól – lakott területek, repülőterek vagy olyan helyszínek közelében, ahol szigorú vizuális vagy zajszabályok vonatkoznak. A többpontos földi fáklyás kialakítások nagy gázmennyiséget kezelnek azáltal, hogy az égést több fokozatú égősorra osztják fel, nem pedig egy nagy lángra, ami szintén javítja a füstmentes teljesítményt szélesebb áramlási tartományban.
Magától égni hagyva, különösen nehezebb szénhidrogének esetén, a fáklya hajlamos füstölni – a tökéletlen égés látható fekete szénrészecskéket hagy a csóvában. A látható kibocsátásra vonatkozó szabályozási határértékek azt jelentik, hogy a legtöbb modern fáklyának segédmechanizmusra van szüksége ahhoz, hogy a teljes áramlási tartományban tisztán égjen, és három bevált megközelítés létezik:
Az asszisztens módszer nem csupán egy emissziós jelölőnégyzet – befolyásolja a zajt, a közüzemi igényeket és a karbantartási terhelést a rendszer élettartama alatt. A Steam-asszisztens gyakori, ha egy webhely más folyamatigényekhez már üzemeltet gőzhálózatot, mivel a járulékos költségek alacsonyak; A légrásegítés vonzóbbá válik azokon a helyeken, ahol nincs gőzinfrastruktúra, annak ellenére, hogy a dedikált fúvó- és kompresszorberendezések többletköltségei vannak. Az egyik leggyakoribb tervezési hiba, ha csak az előzetes tőkeköltség alapján választanak, anélkül, hogy figyelembe vennék, hogy a telephely melyik közművében van már szabad kapacitás.
A fáklyarendszer tervezése nem kizárólag az egyéni mérnöki döntésre van bízva – a bevett iparági szabványok szabályozzák, amelyek mindent meghatároznak a cseppeltávolítási céloktól a maximális megengedett gázsebességig a fejben.
Az API 521 két numerikus határértéke állandóan felmerül a gyakorlatban: a fejléc gázsebessége általában max. Mach száma legfeljebb 0,7, előnyösen 0,5 hogy elkerüljük a csövek akusztikus kifáradását az idő múlásával, és maga a fáklyafej jellemzően legalább kb. 1:450 így a lecsapódott folyadék folyamatosan visszafolyik a kiütődob felé, ahelyett, hogy alacsony pontokon gyűlne össze menet közben.
A fáklyarendszer feladata a biztonságos ártalmatlanítás, nem feltétlenül minden alkalommal elégetéssel történő ártalmatlanítás. Folyamatos vagy rutinszerű segélyáramokhoz – a valódi vészhelyzetekkel ellentétben – sok létesítmény a fáklyagáz visszanyerő egység (FGRU) amely felfogja a gázt, összenyomja és visszavezeti az erőmű tüzelőanyag-rendszerébe, ahelyett, hogy elégetné.
A gazdasági helyzet papíron egyértelmű: a visszanyert gáz közvetlenül ellensúlyozza a fűtőgázt, amelyet egyébként a létesítménynek kellene megvásárolnia vagy előállítania, és a folyamatos fáklyázás csökkentése csökkenti az egyre szigorúbb helyi levegőminőségi és kibocsátási előírásoknak való kitettséget is. Az, hogy az FGRU megtérül-e, nagymértékben függ a szokásos fáklyagáz mennyiségétől és konzisztenciájától, ezért a megfelelő megvalósíthatósági tanulmány – a rendszer költségének a visszanyert gáz értékéhez viszonyított értékelése – a szokásos gyakorlat a beruházási kötelezettségvállalás előtt, ahelyett, hogy azt feltételeznénk, hogy minden helyszínen automatikusan megéri a hasznosítást.
A fáklyarendszer olyan biztonsági infrastruktúra, amelynek megfelelően kell működnie abban a pillanatban, amikor ténylegesen szükség van rá, gyakran hosszú minimális használat után – ami miatt a folyamatos karbantartás más fegyelem, mint a folyamatosan működő és fokozatosan kopó berendezések karbantartása.
Akár egy új terv felülvizsgálatáról, akár egy meglévő telepítés auditálásáról van szó, ezek a kérdések azokra a pontokra terjednek ki, amelyek a legvalószínűbben alul meghatározottak vagy figyelmen kívül maradnak:
OEM/ODM nagy teljesítményű tüzelő- és hőtechnikai berendezések gyártói
