Sistemas de chama: dispositivo, descrição, funções, foto

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 10:38

As refinarias de petróleo e gás devem ser dotadas de meios para evitar vazamentos tecnológicos ao ar livre. Para isso, são utilizados dispositivos especiais conectados a válvulas de segurança e plantas de produção. Para queimar gases e vapores em excesso, são utilizados sistemas de queima, que são conectados a canais de descarte de resíduos tecnológicos em empresas de energia.

Tratamento de instalações de flare

Equipamentos desse tipo estão incluídos na infraestrutura tecnológica geral que atende aos processos de produção, armazenamento e transporte de misturas de óleo e gás. O sistema inclui uma rede de dutos, chaminés com pontas, queimadores, comportas, além de ferramentas automatizadas de controle e monitoramento. Além disso, a instalação de um sistema de flare não está completa sem dispositivos que garantam segurançaCombustão de combustível. O número de pontos de queima depende dos volumes de design que uma infraestrutura específica pode, em princípio, atender. Este parâmetro está intimamente interligado com outras propriedades operacionais do objeto. Por exemplo, se forem usados menos de três poços de queimadores, o projeto da instalação deve incluir um pára-brisas para manter a chama.

Os queimadores são fornecidos com canais para alimentação da mistura gás-ar, e o circuito com a mistura de ignição é conectado ao dispositivo de ignição. Para normalizar o processo de combustão em diferentes épocas do ano, são fornecidas instalações para a regulação das condições individuais de temperatura e umidade. Em clima frio, por exemplo, para eliminar a possibilidade de congelamento nas tubulações de fornecimento de misturas de combustível, podem ser conectados aquecedores de tubulação. Existem também requisitos especiais para o gás. Os sistemas de queima operam de forma estável apenas se as misturas em manutenção forem pré-drenadas - em qualquer caso, isso se aplica à operação no inverno.

Funções do sistema

As principais tarefas deste tipo de queima incluem a queima de misturas gasosas associadas, a fim de evitar sua liberação acidental na atmosfera. Isso se aplica não apenas aos gases em si, mas também a vários tipos de vapores de processo, que também representam um perigo para o meio ambiente. Ao mesmo tempo, tarefas específicas podem diferir para diferentes tochas. Do ponto de vista da orientação funcional, dois tipos básicos de instalações podem ser distinguidos:

• Geral. Os sistemas de queima mais comuns,que são usados em instalações de produção. Eles incluem em sua infraestrutura muitas instalações tecnológicas adicionais, como separador, selo d'água, corta-fogo e coletor.
• Separado. Tais sistemas encontram seu lugar na infraestrutura de queima comum existente. Este modelo de combinação é usado quando o sistema principal de queima de gás não consegue atender totalmente as aberturas.

Há também um grupo especial de sistemas especiais. A principal característica deste tipo de flares é a capacidade de trabalhar com misturas de processo que não podem ser descartadas por flares comuns e separados. Esses resíduos incluem:

• Produtos que se decompõem quando liberam calor.
• Substâncias que reagem com outros produtos residuais.
• Misturas altamente tóxicas e corrosivas.
• Misturas gás-ar, incluindo impurezas mecânicas.

Sistemas horizontais e verticais

Dependendo das condições estruturais do empreendimento, pode-se organizar a operação de instalações de flare horizontais ou verticais. As estruturas do primeiro tipo estão principalmente envolvidas na implementação de poços de sopro, plumas e linhas de produção. Tais sistemas são caracterizados pelo uso de eixos de queimadores que são capazes de fornecer injeção de ar suficiente para permitir uma combustão sem fumaça. Em poços de gás, de acordo com as instruções, devem ser usados queimadores horizontais.estruturas que garantirão o descarte de produtos contendo tampões líquidos e impurezas mecânicas. Ao mesmo tempo, para manter a segurança dos sistemas de queima horizontal, uma densidade moderada de fluxo de calor de até 1,4 kW/m2 deve ser mantida. Meios adicionais de minimizar a exposição térmica na forma de telas de proteção também podem ser usados para proteger o pessoal que mantém a operação de tais sistemas.

As unidades verticais são equipadas com bombas e dispositivos para remoção de condensado. A base funcional do projeto é formada por um cabeçote, que é um dispositivo metálico para regular o fornecimento de uma mistura gasosa. Em alguns modelos de sistema, também impedem a passagem da chama para o cano da instalação de trabalho. Na extremidade do eixo vertical, são colocados queimadores com pára-brisa. A ignição pode ser instalada tanto na estrutura da cabeça quanto como parte do tronco. As tubulações de ignição são fornecidas aos queimadores em um pedido separado. O manual técnico do sistema de queima exige que o controle da chama seja independente do controle supervisório por meio de sondas de ionização, termopares, sensores acústicos ou ópticos.

Características de flares fechados

Este tipo de queima de gás é projetado para queimar misturas de combustíveis tecnológicos perto da superfície da Terra. As instalações fechadas incluem uma câmara de combustão, cujas superfícies são tratadas com um revestimento protetor. Ao contrário de um queimador, esteequipamento tem uma maior produtividade, mas também tem maiores exigências em termos de fornecer propriedades de proteção. Conforme observado no manual de segurança do flare, as câmaras das instalações fechadas devem ser fechadas para evitar a entrada descontrolada de ar. O maçarico deve garantir a utilização completa dos gases de entrada na ausência de uma chama visível. O fluxo de ar necessário para manter a combustão, juntamente com o retorno dos gases de combustão, é organizado por tiragem natural ou forçada com possibilidade de controle de vazão.

O conjunto do queimador para sistemas de flare fechado é selecionado com a expectativa de garantir uma combustão estável e sustentável. Os requisitos de confiabilidade neste caso são maiores do que no caso de instalações convencionais do tipo aberto. De acordo com os regulamentos, a combustão com impulsos e oscilações ressonantes da chama deve ser excluída. Isso é garantido por um fluxo uniforme de oxigênio na câmara de combustão.

Requisitos para instalações de queima

Os sistemas de aproveitamento de gás associados são colocados tendo em conta a rosa dos ventos e as capacidades técnicas de instalação de condutas com vedações e canais de saída para queimadores. Independentemente do tipo de instalação, as distâncias padrão entre as chaminés, edifícios, estruturas de engenharia, armazéns e subestações elétricas devem ser mantidas. Distâncias específicas para colocação direta de queimadores no território da empresasão calculados com base na densidade do fluxo de calor planejado do sistema de queima. As regras indicam ainda a necessidade de criar condições para a reparação e manutenção dos poços durante o funcionamento das instalações vizinhas. A este respeito, recomenda-se que as escadas de pessoal estejam localizadas no lado do poço oposto ao local do queimador adjacente. Os materiais para a fabricação de estruturas que estão na zona de atividade dos fluxos de calor devem ter uma estrutura resistente ao fogo ou revestimentos especiais resistentes ao calor.

Requisitos para a tecnologia de descarga de flare

A organização do trabalho de queima de gás é amplamente determinada pelos requisitos do processo tecnológico geral da empresa. No entanto, o estágio de interação entre fontes de gás e queimadores também é regulamentado por documentos regulatórios. Durante a fase de projeto do sistema, os parâmetros de ventilação devem ser determinados, em particular pressão, temperatura, densidade e taxas de fluxo. Com base nos cálculos feitos, é desenvolvido um esquema de descarga no sistema de queima do tipo mais adequado. As fontes de descarga também devem ser capazes de fornecer não trabalhadores-alvo, mas gases profiláticos, que incluem misturas inertes e de purga. Por outro lado, ao despejar, não devem ser enviadas composições que incluam acetileno, hidrogênio, óxidos de carbono e componentes de queima rápida. A composição da planta de combustão tecnológica pode incluir separadores responsáveis pela separação de partículas sólidas e gotículas líquidas em misturas de vapor e gás. Estas substâncias e componentes são processados em separadodispositivos de flare.

Regras para operação de sistemas de queima

Antes de cada lançamento da instalação, é necessário purgar o barril com misturas de gases inertes para remover o oxigênio. A aeração adicional dos canais de queima é evitada por válvulas de controle quando os queimadores são desligados. O nível de teor de oxigênio é verificado por meio de amostras com análise adicional. Durante a combustão, recomenda-se ajustar a velocidade do queimador para os seguintes modos:

• Para uma tampa com vedação a gás - não inferior a 0,05 m/s.
• Se não houver vedação a gás - não inferior a 0,9 m/s.
• Ao fornecer gás inerte - não inferior a 0,7 m/s.

Além disso, ao operar sistemas de queima não equipados com obturadores, as misturas de purga devem ter uma densidade superior a 0,7 kg/m3.

Antes de interromper a descarga de gás de processo ou vapores aquecidos, é recomendável pré-conectar os canais com a direção das misturas inertes, o que evitará a formação de vácuo durante a condensação ou resfriamento. Antes de realizar trabalhos de manutenção ou reparo, as tubulações são desconectadas da instalação do queimador para evitar que as misturas gasosas sejam descarregadas e inflamadas. Resíduos de gases combustíveis, bem como misturas de chaminés, devem ser completamente removidos dos canais. Antes do trabalho técnico, os troncos são purgados com nitrogênio e, se necessário, cozidos no vapor.

Controles de chama

A ignição é realizada pelo chamado funcionamentofogo ou sistema de faísca elétrica no queimador piloto. Além disso, o controle da combustão é realizado por sensores acústicos e um conversor termoelétrico. Para o controle, também é utilizada uma unidade autônoma de ignição e controle de chama, que deve estar localizada em um gabinete separado com aquecimento. Os modos de operação com conexão automática envolvem o trabalho de acordo com algoritmos especificados com transmissão de sinal para o console do operador. Para ativar os modos de emergência ou conectar automaticamente o console do operador, determinados sinais são definidos. Por exemplo, o manual para sistemas de queima no caso de falha ao acender uma chama com sucesso após 10 ciclos indica a necessidade de acionar automaticamente um alarme. Se os sensores para detectar sinais de incêndio não funcionarem, o painel de controle remoto será conectado ao trabalho. Com ele, a equipe já assume as funções de controle através da interface para controlar a ignição da planta de queima.

Guia de segurança contra clarões

Os requisitos regulamentares estabelecem as seguintes regras de segurança para a operação de queima de gás e sistemas tecnológicos relacionados:

• Ao organizar as descargas de gás da chaminé do queimador para a atmosfera, os níveis permitidos de substâncias nocivas devem ser observados.
• Para evitar a formação de uma mistura explosiva, as regras para a operação segura dos sistemas de queima prescrevem a limpeza regular dos circuitos de descarga da mistura gasosa.
• É proibido enviar para as câmaras de combustão de substâncias,que pode causar uma explosão. Tais substâncias em empresas de petróleo e gás, em particular, incluem agentes oxidantes químicos e agentes redutores.
• O território para a localização das unidades de processo que operam equipamentos de queima deve ser cercado.
• Apenas pessoas que tenham as qualificações apropriadas e tenham sido verificadas em termos de segurança industrial devem ser autorizadas a fazer manutenção em queimadores de gás.

Conclusão

As tecnologias de combustão de gases de trabalho nas empresas modernas atingem um nível bastante alto em termos de confiabilidade e segurança. Isso se deve em grande parte ao uso de meios inovadores de controle e gerenciamento de complexos processos de combustão de misturas combustíveis. Por exemplo, a operação segura de sistemas de flare no nível atual é impossível sem o uso de elementos de controle automatizados com a conexão de sensores e controladores industriais. Isso não exclui o modo de controle manual - pelo menos é fornecido como opção. Os consoles de operação ainda têm grande responsabilidade nos processos de regulação da operação das instalações de queima, monitorando seus parâmetros e indicadores de diagnóstico. Ao mesmo tempo, os projetos de queimadores com barris formando uma infraestrutura de queima também estão sendo aprimorados. Os fabricantes estão usando materiais cada vez mais confiáveis com revestimentos resistentes ao calor e alta resistência mecânica. Tudo isso permite otimizar os processos gerais de trabalho das empresas de petróleo e gás no nível adequado de segurança e proteção ambiental.