APROBADO

Gosgortekhnadzor

NORMAS
DISPOSITIVO Y FUNCIONAMIENTO SEGURO
SISTEMAS DE ANTORCHA

PB 12-09-92

Equipo editorial: MI. A. Malov, E. S. Starodubtsev, A. A. Shatalov, R. A. Standrik, A. I. Elnatanov, A. V. Kulikov

Estas Reglas se prepararon sobre la base de las Reglas para el diseño y operación segura de sistemas de antorchas, aprobadas por el Gospromatnadzor de la URSS el 3 de diciembre de 1991, con una serie de adiciones y cambios.

En la preparación de las Normas se tuvieron en cuenta las mejores prácticas de las empresas nacionales y extranjeras en el ámbito de garantizar el funcionamiento seguro de los sistemas de antorchas.

Las normas se aplican a las empresas y organizaciones de las industrias química, petroquímica y de refinación de petróleo, independientemente de su forma de propiedad.

Con la entrada en vigor de este Reglamento, las Reglas para el diseño y operación segura de sistemas de antorchas, aprobadas en 1984 (PU y BEF-84), se consideran ya no vigentes.

1. DISPOSICIONES GENERALES

1.1. El sistema de antorcha está diseñado para la descarga y posterior combustión de gases y vapores inflamables en los siguientes casos:

activación de dispositivos de liberación de emergencia, válvulas de seguridad, sellos de agua, purga manual, así como liberación de unidades de proceso de gases y vapores en situaciones de emergencia de forma automática o mediante válvulas de cierre controladas remotamente, etc.;

constantes explosiones previstas por las regulaciones tecnológicas;

descarga periódica de gases y vapores, puesta en marcha, ajuste y parada de instalaciones tecnológicas.

Los términos utilizados en estas Reglas y sus definiciones se dan en el apéndice. .

1.2. El diseño, construcción, reconstrucción y operación de sistemas de antorchas de instalaciones de producción de explosivos y con riesgo de explosión controladas por el Gosgortekhnadzor de Rusia deben realizarse de acuerdo con los requisitos de los códigos y reglamentos de construcción. Reglas generales seguridad contra explosiones para industrias químicas, petroquímicas y de refinación de petróleo peligrosas contra explosiones e incendios, Reglas para el diseño y operación segura de recipientes a presión, Reglas para el diseño y operación segura de tuberías para gases inflamables, tóxicos y licuados, Instrucciones para la instalación de protección contra rayos de edificios y estructuras y estas Reglas.

El procedimiento y los plazos para que los sistemas de antorchas existentes cumplan con los requisitos de estas Reglas son determinados por los jefes de empresa de acuerdo con los órganos de la Supervisión Técnica y Minera del Estado de Rusia.

1.3. Antes de que los sistemas de antorchas cumplan con los requisitos de estas Reglas, las empresas, junto con las organizaciones de diseño, deben desarrollar y aprobar en la forma prescrita medidas para mejorar la seguridad de los sistemas de antorchas existentes, acordadas con los órganos de la Autoridad Estatal de Supervisión Técnica de Rusia.

1.4. En las empresas que operan sistemas de antorchas, se deben redactar y aprobar instrucciones para su operación segura de acuerdo con el procedimiento establecido.

Estas instrucciones están sujetas a revisión cada cinco años. Si es necesario realizar adiciones a las instrucciones, así como en caso de cambios en el esquema o modo de operación, deberán revisarse antes de su vencimiento.

1.5. Está prohibida la puesta en funcionamiento de sistemas de antorchas de nueva construcción que se aparten de estas Reglas, así como sin instrucciones para su operación segura.

En casos justificados, las desviaciones de las Reglas se acuerdan con el Gosgortekhnadzor de Rusia en la forma prescrita.

1.6. Para monitorear el funcionamiento de los sistemas de antorcha, por orden (instrucción) para la empresa, producción, taller donde se operan estos sistemas, se nombran personas responsables entre los trabajadores técnicos y de ingeniería que hayan pasado la prueba de conocimientos de estas Reglas.

1.7. Los receptores eléctricos de los sistemas de antorchas (dispositivos de control de llama, dispositivos de encendido e instrumentación) en términos de confiabilidad del suministro de energía pertenecen a los consumidores de la primera categoría.

2. TIPOS DE ALTAS Y REQUISITOS PARA LAS MISMAS

2.1. Al diseñar procesos tecnológicos, en los casos necesarios, es necesario prever la liberación bloque por bloque de equipos y tuberías de gases y vapores explosivos con la automatización adecuada de acuerdo con un programa determinado o el control remoto de los dispositivos de corte que detienen el flujo. de gases y vapores a la unidad de emergencia.

2.2. Las descargas de gases y vapores inflamables, divididas en permanentes, periódicas y de emergencia, para combustión o recolección y posterior uso, deberán dirigirse a los sistemas de antorcha:

general (sujeto a compatibilidad de descargas);

separado;

especial

En el apéndice se dan diagramas esquemáticos para la descarga de gases y vapores. Y .

2.3. Para cada fuente de descarga de gases y vapores enviados a sistemas de antorcha, se deben determinar sus posibles composiciones y parámetros (temperatura, presión, densidad, caudal, duración de la descarga, así como parámetros de las descargas totales máxima, media y mínima de la instalación).

2.4. Para evitar la formación de una mezcla explosiva en el sistema de antorcha, se debe utilizar gas de purga: combustible o gases naturales inertes, incluidos los gases producidos en instalaciones tecnológicas y utilizados como gases inertes.

En el apéndice se muestra un diagrama esquemático del suministro de gas de purga. .

2.5. El contenido de oxígeno en los gases y vapores de purga y descarga, incluidos los gases de composición compleja, no debe exceder el 50% del contenido mínimo de oxígeno explosivo en una posible mezcla con combustible.

2.6. Al descargar hidrógeno, acetileno, etileno y monóxido de carbono y mezclas de estos gases de combustión rápida, el contenido de oxígeno en ellos no debe superar el 2% en volumen.

2.7. Está prohibido enviar sustancias al sistema de antorcha cuya interacción pueda provocar una explosión (por ejemplo, un agente oxidante y un agente reductor).

2.8. Los gases y vapores descargados en los sistemas de antorcha general y separado no deben contener gotas de líquido o partículas sólidas. Para estos fines, es necesario instalar separadores dentro de los límites de la unidad de proceso.

En el colector de antorcha y en las tuberías de suministro, la temperatura de los gases y vapores debe ser tal que se excluya la posibilidad de cristalización de los productos de descarga.

2.9. Para un sistema de antorcha con una instalación para recolectar gases y vapores de hidrocarburos, la temperatura de los gases y vapores descargados a la salida de la unidad de proceso no debe ser superior a 200 ni inferior a –30 °C, y a una distancia de 150- 200 m antes de entrar al tanque de gasolina - no más de 60 °C.

2.10. Está prohibido utilizar como combustible gases y vapores de hidrocarburos descargados con un contenido volumétrico de gases inertes superior al 5% o sustancias. I y clases de peligro II (excepto benceno): más del 1%, sulfuro de hidrógeno: más del 8%.

Descargas, durante la combustión de las cuales se forman o retienen sustancias nocivas en los productos de la combustión. I y II clases de peligro, deben enviarse a contenedores especiales para su posterior eliminación y procesamiento.

Sólo se podrán permitir desviaciones de los requisitos de este párrafo con una justificación adecuada y de acuerdo con los órganos de la Autoridad Estatal de Supervisión Técnica y Minera de Rusia.

2.11. No se permiten descargas continuas y periódicas de gases y vapores en sistemas de antorchas comunes a los que se envían descargas de emergencia si la combinación de estas descargas puede provocar un aumento de la presión en el sistema a un valor que impida el funcionamiento normal de las válvulas de seguridad y otros. dispositivos de emergencia.

2.12. Las pérdidas de presión en los sistemas de antorcha a máxima descarga no deben exceder:

para sistemas a los que se envían descargas de emergencia de gases y vapores: 0,02 MPa en la unidad de proceso y 0,08 MPa en el área desde la unidad de proceso hasta la salida de la punta de antorcha;

para sistemas con una unidad de recolección de gases y vapores de hidrocarburos: 0,05 MPa desde la unidad de proceso hasta la salida de la punta de antorcha.

Para sistemas de antorchas individuales y especiales, la pérdida de presión no está limitada y está determinada por las condiciones de funcionamiento seguro de los dispositivos conectados a ellos.

2.13. Los gases y vapores combustibles descargados del equipo de proceso a través de sellos hidráulicos diseñados para una presión menor que la presión en el cabezal de antorcha deben dirigirse a un sistema de antorcha especial o a través de una tubería de antorcha especial no conectada al cabezal desde otros dispositivos de seguridad de liberación de emergencia, permanentes. y lanzamientos periódicos.

Se debe conectar una tubería especial a través de un separador separado directamente al eje abocinado.

2.14. En casos justificados, se permite instalar válvulas de cierre después de las válvulas hidráulicas en el punto de inserción en el sistema de antorcha general (siempre que se excluya la posibilidad de su cierre accidental). Al mismo tiempo, se proporcionan medidas de seguridad adicionales, que incluyen quitar el volante de la válvula de cierre, sellarlo en estado abierto, instalar carcasas especiales en él y enviar una señal sobre la posición de la válvula al panel de control.

El tipo de válvulas de cierre lo determina la organización de diseño.

3. ALIVIO DE VÁLVULAS DE SEGURIDAD

3.1. Las descargas de las válvulas de seguridad se dirigen a los sistemas de antorcha.

3.2. Las descargas de gases y vapores de las válvulas de seguridad instaladas en recipientes y aparatos que trabajan con medios que no están clasificados como sustancias explosivas y nocivas, así como las descargas de gases ligeros, pueden dirigirse a través de una tubería de descarga a la atmósfera.

El diseño de las tuberías de descarga y las condiciones de descarga deben garantizar la dispersión efectiva de los gases y vapores descargados, excluyendo la formación de concentraciones explosivas en el área de ubicación de equipos, edificios y estructuras tecnológicas. En el apéndice se proporciona el cálculo de las concentraciones de gas inflamable cuando se descarga a través de una tubería de descarga. . En este caso se deberán prever dispositivos que impidan la entrada de líquido a las tuberías de descarga y su acumulación.

Notas

1. Los gases ligeros incluyen metano, gas natural y gas que contiene hidrógeno con una densidad no superior a 0,8 con respecto a la densidad del aire.

2. Si es posible cambiar la composición del gas descargado, provocando un aumento de su densidad en más de 0,8 con respecto a la densidad del aire, no se permite la descarga de gas a la atmósfera.

3. Al organizar las descargas a la atmósfera, uno debe guiarse por la Metodología para calcular la concentración en el aire atmosférico de sustancias nocivas contenidas en las emisiones de las empresas y las normas sanitarias.

3.3. Descargas de válvulas de seguridad de gases y vapores inflamables que contienen sustancias. I y II clases de peligro en cantidades no superiores al 1% en volumen (sulfuro de hidrógeno - hasta 8% en volumen), podrán enviarse al sistema general de antorcha.

3.4. Las descargas de válvulas de seguridad de gases y vapores que contengan sustancias de las clases de peligro I y II en cantidades superiores al 1% en volumen deben someterse a limpieza y neutralización (neutralización, absorción, descomposición, combustión, etc.). Para la combustión, dichas descargas se envían a un sistema de antorcha especial o separado.

3.5. Los gases y vapores inflamables de las válvulas de seguridad instaladas en los tanques de almacenamiento destinados al almacenamiento de gases de hidrocarburos licuados y líquidos inflamables deben descargarse a un sistema de antorcha separado o especial.

En casos justificados, dichas descargas podrán dirigirse para su combustión al pozo de antorcha de un sistema de antorcha común.

4. COLECTORES, TUBERÍAS, BOMBAS

4.1. Para sistemas de antorcha separados y dedicados, se debe proporcionar un cabezal de antorcha y una unidad de antorcha.

Los sistemas de antorchas generales deben tener dos cabezales de antorcha y dos unidades de antorcha para garantizar un funcionamiento continuo.

Al liberar gases, vapores y sus mezclas en un sistema de antorcha común que no causen corrosión de más de 0,1 mm por año, se permite proporcionar instalaciones de antorcha con un colector.

4.2. En los sistemas de antorcha comunes en lugares de bifurcación de tuberías, para desconectar las unidades de proceso, almacenes de los sistemas de antorcha, interruptores separadores, colectores y pozos de antorcha, es posible colocar dispositivos de cierre en posición horizontal, sellados en estado abierto.

4.3. Los cabezales y tuberías abocardados deben tener una longitud mínima y un número mínimo de vueltas, y deben colocarse por encima del suelo (sobre soportes y pasos elevados).

4.4. Está prohibido instalar juntas de expansión del prensaestopas en tuberías y cabezales abocardados.

4.5. La compensación térmica de los cabezales de antorcha y las tuberías debe calcularse teniendo en cuenta las temperaturas máxima y mínima de los gases y vapores descargados, la temperatura máxima del vapor para la cocción al vapor, así como la temperatura del medio de calentamiento para los colectores calentados y la temperatura promedio del período de cinco días más frío.

4.6. Los colectores y tuberías de los sistemas de antorcha deben, si es necesario, tener aislamiento térmico y (o) instalarse satélites de calefacción para evitar la condensación y cristalización de sustancias en los sistemas de antorcha.

4.7. En instalaciones de antorchas diseñadas para quemar gases y vapores calientes, se debe utilizar un separador con eliminación constante de líquido.

4.8. Los colectores y tuberías abocardados se deben colocar con una pendiente hacia los separadores de al menos 0,003. Si es imposible mantener la pendiente especificada, se colocan dispositivos de drenaje de condensado en los puntos más bajos de los colectores y tuberías. El diseño de los colectores de condensado debe evitar el arrastre de líquido y prever su aislamiento térmico y calefacción exterior. Los colectores de condensados ​​deberán vaciarse de forma automática y, en casos justificados, de forma remota desde la sala de control. Las bombas centrífugas se utilizan para bombear condensado de separadores y tanques colectores.

4.9. La introducción de las tuberías de taller en el cabezal abocinado debe realizarse desde arriba para evitar que se llenen de líquido.

4.10. Si el contenido de condensado en los separadores de las unidades de antorcha destinadas a la combustión de vapores de líquidos de bajo punto de ebullición (incluidos propano, propileno, amoníaco y gases que contienen amoníaco) es insignificante, se permite eliminar el líquido del separador suministrando vapor o agua caliente. agua al serpentín externo que calienta el separador, y es necesario excluir la posibilidad de aumentar la presión en el tanque por encima del valor calculado.

4.11. Si en los gases residuales hay sedimentos sólidos o alquitranados, se deben instalar dos separadores paralelos. Si el contenido de impurezas es bajo, el separador puede equiparse con una línea de derivación con un sistema de válvulas cerradas y abiertas entrelazadas y tapones de liberación rápida que garantizan un flujo de gas constante y la capacidad de limpiar el separador.

4.12. Dependiendo del lugar de instalación, es necesario utilizar bombas fabricadas en 1 o 2 categorías de ubicación de acuerdo con.

4.13. La instalación del separador abocinado y la bomba entre sí se lleva a cabo basándose en la condición de garantizar que la bomba esté llena de condensado cuando ingresa al separador y que no se produzca cavitación durante el funcionamiento de la bomba.

4.14. La tubería de succión debe tener una longitud mínima y pendiente hacia la bomba, no debe haber zonas estancadas en la misma.

Las secciones horizontales de las tuberías de succión deben ubicarse en la parte inferior (cerca de las bombas). Es necesario evitar tramos horizontales inmediatamente después del separador; para ello, la salida de la tubería de aspiración desde el racor inferior del separador a la bomba debe colocarse verticalmente hacia abajo.

4.15. El diámetro de la tubería de succión está determinado por el rendimiento máximo de la bomba, tomado de la característica gráfica.

4.16. Para evitar las heladas en la estación fría, todas las tuberías y accesorios de las bombas deben tener calefacción y aislamiento térmico.

4.17. El encendido y apagado de las bombas para bombear condensado de colectores y separadores debe ser tanto automático como desde el lugar de su instalación (realizado de acuerdo con el diagrama del apéndice).

para descargas constantes y periódicas: por la suma de las descargas periódicas (con un coeficiente de 0,2) y constantes de todas las instalaciones tecnológicas conectadas, pero no menos que para la suma de las descargas constantes y la descarga periódica máxima (con un coeficiente de 1,2) de la instalación con mayor valor de este reset;

en caso de descargas de emergencia: por la cantidad de descargas de emergencia (con un coeficiente de 0,25) de todas las instalaciones conectadas, pero no menos que por la cantidad de descargas de emergencia (con un coeficiente de 1,5) de la instalación con el mayor valor de esta descargar.

Nota.

Se permite calcular el rendimiento mediante la suma de las descargas de emergencia de todas las unidades de proceso conectadas; para descargas de emergencia, permanentes y periódicas - por el monto de todo tipo de descargas calculadas en la forma establecida en este párrafo.

4.20. El área de flujo de las válvulas de descarga de emergencia con accionamiento manual o remoto del accionamiento debe corresponder al rendimiento del cabezal abocinado a la salida de la instalación.

4.21. En las tuberías para gases y vapores descargados, las conexiones de brida se instalan solo en los puntos de conexión de accesorios, instrumentación y para conexiones de instalación, en lugares donde no es posible soldar.

Cada soldadura del cabezal abocinado (tubería) y del eje abocardado se prueba utilizando un método no destructivo, lo que garantiza un control de calidad eficaz de la soldadura.

4.22. En el colector delante de la chimenea o en la chimenea debe haber conexión de brida para instalar un tapón durante las pruebas de resistencia.

4.23. Para purgar las unidades de proceso y reparar tuberías con nitrógeno o aire durante el arranque o parada para reparaciones, en casos justificados, se instala una bujía con válvulas de cierre a la salida de la unidad de proceso.

4.24. Para evitar la formación de una mezcla explosiva, es necesario proporcionar un suministro continuo de gas de purga (combustible o inerte) al inicio del cabezal de antorcha. Si se interrumpe el suministro de gas combustible, se debe garantizar un suministro automático de gas inerte. La cantidad de gas de purga se determina de acuerdo con el párrafo de estas Reglas.

5. UNIDAD DE ANILLO

5.1. Al operar una instalación de antorcha, es necesario garantizar una combustión estable en una amplia gama de caudales de gas y vapor, una combustión sin humo de descargas constantes y periódicas, así como una densidad de flujo de calor segura y la prevención de la entrada de aire a través del corte superior de el eje abocinado.

5.2. El diseño de la instalación de antorcha debe incluir un eje de antorcha equipado con una punta y un sello de gas, equipo de control y automatización, un dispositivo de encendido eléctrico remoto, tuberías de suministro de gas combustible y mezcla combustible, quemadores piloto con encendedores.

Si es necesario, la unidad de antorcha está equipada con un separador, un sello de agua, un pararrayos (para descarga de acetileno), bombas y un dispositivo para eliminar el condensado.

Notas

1. En casos justificados, para la combustión de gases y vapores se permite el uso de instalaciones especiales de antorcha terrestres sin pozo de antorcha.

2. Si en los gases y vapores residuales hay sustancias sólidas y alquitranadas que, al depositarse, reducen el área de flujo del sello de gas, este último no se instala.

5.3. Para garantizar una combustión estable (sin estancamiento), el diámetro del corte superior de la punta de la antorcha debe calcularse en función de la velocidad máxima de los gases y vapores, que no debe exceder 0,5 la velocidad del sonido en el gas residual. Al quemar gases y vapores con una densidad superior a 0,8 con respecto a la densidad del aire, la velocidad de descarga no debe exceder los 120 m/s.

5.4. Para garantizar la combustión completa de los gases y vapores de hidrocarburos descargados (con excepción de los gases naturales y no fumadores), se debe proporcionar un suministro de vapor de agua, aire o agua. La cantidad de vapor se determina mediante cálculo basado en la condición de garantizar una combustión sin humo de las descargas permanentes.

Si la relación entre la velocidad de descarga y la velocidad del sonido es superior a 0,2, entonces no se requiere vapor.

5.5. Se deben instalar quemadores piloto con encendedores en la punta de la antorcha. El número de quemadores se determina en función del diámetro de la punta de la antorcha de acuerdo con los datos que se indican a continuación.

Diámetro de la punta abocardada, mm
Número de quemadores, uds.		Por lo menos 2	Al menos 3	Al menos 4	Al menos 5

5.6. Se debe proporcionar un suministro de gas combustible para los quemadores piloto al eje de antorcha, y se debe proporcionar un suministro de gas combustible y aire para preparar la mezcla piloto al dispositivo de encendido de llama. Para evitar la condensación del vapor de agua y su congelación en las tuberías durante la estación fría, el gas combustible debe secarse o suministrarse a través de una tubería calentada. El gas combustible no debe contener impurezas mecánicas.

no menos de 0,05 m/s - con sello de gas;

no menos de 0,9 m/s - sin sello de gas con una densidad del gas de purga (combustible) de 0,7 kg/m 3 o más;

no menos de 0,7 m/s - sin junta de gas con gas de purga inerte (nitrógeno).

Nota.

En los sistemas de antorcha que no estén equipados con sellos de gas, está prohibido utilizar gas combustible con una densidad inferior a 0,7 kg/m 3 como gas de purga.

10.3. Antes de detener la descarga de gases y vapores inflamables calentados a alta temperatura, es necesario proporcionar un suministro adicional de gas de purga para evitar la formación de vacío en el sistema de antorcha durante el enfriamiento o la condensación.

10.4. Antes de realizar trabajos de reparación, el sistema de antorcha debe desconectarse de las unidades de proceso usando enchufes estándar y purgarse con nitrógeno (cocerse al vapor si es necesario) hasta que las sustancias inflamables se eliminen por completo, seguido de una purga con aire hasta que el contenido volumétrico de oxígeno no sea inferior a 18. % y el contenido de sustancias nocivas no supera la concentración máxima permitida.

Se deben desarrollar medidas específicas para garantizar la seguridad de los trabajos de reparación de acuerdo con los materiales de orientación.

10.5. La reparación de las puntas de antorcha cuando hay varios ejes de antorcha ubicados en un área común debe realizarse con un traje protector contra el calor.

10.6. Está prohibido estar en el lugar de instalación de la antorcha o tocar piezas y tuberías metálicas durante una tormenta.

10.7. Está prohibido que personas no asociadas con la operación de sistemas de antorcha estén en el área del recinto del pozo de antorcha.

10.8. Las instalaciones de antorchas deberán estar dotadas de medios primarios de extinción de incendios de acuerdo con las normas vigentes.

Anexo 1

TÉRMINOS Y DEFINICIONES

EMERGENCIA RESTABLECIMIENTOS- gases y vapores inflamables que ingresan al sistema de antorcha cuando se activan las válvulas de seguridad operativas y otros dispositivos de liberación de emergencia. Se supone que la magnitud de la descarga de emergencia es igual a la descarga máxima posible de la unidad de proceso.

GAS PUERTA- un dispositivo para evitar que entre aire en el sistema de antorcha a través del corte superior del tronco de la antorcha y reducir el caudal de gas de purga.

CONTENIDO MÍNIMO DE OXÍGENO EXPLOSIVO - la concentración de oxígeno en una mezcla combustible, por debajo de la cual la ignición y combustión de la mezcla se vuelven imposibles con cualquier concentración de combustible en la mezcla.

COMIENZO DE LA FLAMA SISTEMAS- secciones de tuberías de antorcha (colectores) directamente adyacentes al límite de la instalación tecnológica.

LLAMADA GENERAL SISTEMA- un sistema de antorcha que sirve a un grupo de instalaciones de producción (instalaciones) tecnológicamente no relacionadas.

FLAME SEPARADO SISTEMA- un sistema que da servicio a una producción, un taller, una instalación tecnológica, un almacén o varios bloques tecnológicos, que están conectados por una sola tecnología en un hilo tecnológico y pueden detenerse simultáneamente (una fuente de descarga).

PERIÓDICO RESTABLECIMIENTOS- gases y vapores inflamables enviados al sistema de antorcha durante el arranque, parada de equipos, desviaciones del régimen tecnológico.

RESTABLECIMIENTOS CONSTANTES - gases y vapores inflamables que provienen continuamente de equipos de proceso y comunicaciones durante el funcionamiento normal.

IZQUIERDA PERMANENTE LIQUIDOS- su extracción continua del separador por gravedad sin el uso de bombas.

SEGURIDAD LABORAL VÁLVULA- una válvula instalada de acuerdo con las Reglas para el diseño y operación segura de recipientes a presión para evitar la acumulación de presión en el aparato.

TRABAJADOR DE RESERVA VÁLVULA- una válvula de seguridad instalada paralela a la válvula de funcionamiento y activada por un dispositivo de bloqueo “cerrado-abierto”.

TUBERÍA DE DESCARGA- una tubería vertical para la descarga de gases y vapores a la atmósfera sin combustión.

DESCARGAS (GASES RESIDUALES Y PARES)- gases y vapores inflamables procedentes de producción, taller, instalación tecnológica, almacén u otra fuente que no pueda utilizarse directamente en esta tecnología.

VELA- un dispositivo para liberar gas de purga a la atmósfera.

LLAMA ESPECIAL SISTEMA- un sistema de quema de gases y vapores que, por sus propiedades y parámetros, no pueden dirigirse a un sistema de antorcha general o separado. Las descargas en este caso tienen las siguientes características: los gases descargados contienen sustancias propensas a descomponerse con la liberación de calor; productos polimerizantes, sustancias agresivas, impurezas mecánicas que reducen el rendimiento de las tuberías; productos que pueden reaccionar con otras sustancias enviadas al sistema de antorchas; sulfuro de hidrógeno en concentraciones superiores al 8%. También se utiliza si la presión en la unidad de proceso no proporciona descarga al sistema general de antorcha, etc.

LLAMA ESPECIAL TUBERÍA- una tubería para suministrar gas residual a la unidad de antorcha (punta de antorcha) en condiciones especiales que no coinciden con las condiciones en el cabezal de antorcha.

PLANTA RECOGEDORA DE GASES Y VAPORES DE HIDROCARBUROS - un conjunto de dispositivos y estructuras diseñados para recolectar y almacenar a corto plazo los gases descargados de un sistema de antorcha común, devolviendo el gas y el condensado a la empresa para su uso posterior.

COLECTOR DE LLAMADAS - una tubería para recoger y transportar gases y vapores residuales de varias fuentes de vertido.

ANTORCHA CABEZA- un dispositivo de acero resistente al calor con quemadores piloto y encendedores, equipado con dispositivos para el suministro de vapor de agua, agua pulverizada y aire.

BARRIL DE BENGALAS- un tubo vertical con cabezal y junta de gas.

TUBO DE ANTORCHA - tubería para el suministro de gases y vapores residuales desde una fuente de descarga.

LLAMARADA INSTALACIÓN- un conjunto de dispositivos, aparatos, tuberías y estructuras para quemar gases y vapores descargados.

Apéndice 2
(recomendado)

Diagrama esquemático de la liberación de gases (vapores) al sistema de antorcha desde las válvulas de seguridad.

1 - dispositivo protegido; 2 - separador de taller; 3 - separador de bengalas; 4 - cañón de bengala; 5 - sello de gas; 6 - dispositivo de bloqueo “cerrado-abierto”; 7 - colector de taller; 8 - colector de bengalas; 9 - gas de purga; 10 - línea de reinicio manual; 11 - límites del taller; 12 - descarga de gases de la PC a otros equipos del taller; 13 - Descarga de gases de otros talleres de producción.

Apéndice 3
(recomendado)

Diagrama esquemático de la descarga de gases (vapores) en un sistema de antorcha con eliminación constante de condensado del separador a través de un sello de agua.

1 - colector de bengalas; 2 - dispositivo de bloqueo; 3 - eje abocinado; 4 - separador (opción A); 5 - separador (opción B); 6 - suministro de líquido barrera; 7 - sello de agua; 8 - gas de purga

Apéndice 4
(recomendado)

Diagrama esquemático del suministro de gas de purga al cabezal de antorcha.

1 - suministro de gas de purga (combustible); 2 - encabezado abocinado; 3 - la fuente de descarga más alejada de la llamarada; 4 - suministro de nitrógeno

Apéndice 5
(recomendado)

CÁLCULO
concentraciones de gas inflamable cuando se descarga desde la válvula de seguridad a través de la tubería de descarga

El cálculo se realizó para condiciones en las que la liberación se realiza horizontalmente durante un período prolongado en las peores condiciones climáticas (calma) y la concentración máxima de gas en la superficie no excede el 50% del límite inferior de propagación de la llama (ignición). Para reducir la concentración en el suelo, se recomienda dirigir la tubería de descarga verticalmente hacia arriba.

1. El valor de la concentración de gas en la superficie a distintas distancias de la válvula de seguridad está determinado por la fórmula:

g/m3,

Dónde m - cantidad de gas descargado, g/s;

V-segundo volumen de gas descargado a presión normal, m 3 /s;

d- diámetro de la tubería de descarga, m;

X -distancia horizontal desde la tubería de descarga hasta el lugar donde se determina la concentración, m;

r , r V- densidad del gas descargado y del aire ambiente, kg/m 3 ;

h- altura del tubo de descarga, m.

2. El valor de la concentración máxima de gas en la superficie está determinado por la fórmula:

G/m3.

3. La distancia a la que se observa la máxima concentración superficial es:

4. La altura mínima de expulsión está determinada por la fórmula:

Dónde CON LEL - concentración del límite inferior de propagación de la llama, g/m3.

2. Se considera zona de peligro un círculo de radio. X metro.

Apéndice 6
(recomendado)

Esquema de equipamiento de bombas para bombeo de hidrocarburos con tuberías, instrumentación y equipos de automatización.

1 - bomba de trabajo; 2 - entrada del líquido sellador del sello mecánico del eje de la bomba de trabajo; 3 - válvula de línea de retorno de la bomba de trabajo; 4 - válvula de la tubería de descarga de la bomba de trabajo; 5 - nivel mínimo fase líquida en el separador; 6 - el nivel al que la fase líquida comienza a bombearse fuera del separador; 7 - nivel máximo de la fase líquida en el separador; 8 - tubo perforado; 9 - válvula de la tubería de descarga de la bomba de reserva; 10 - válvula para la línea de retorno de la bomba de respaldo; 11 - bomba de respaldo; 12 - entrada del líquido sellador del sello mecánico del eje de la bomba de respaldo; 13 - válvula de la tubería de succión de la bomba de reserva; 14 - válvula de tubería de succión de bomba de trabajo

DESCRIPCIÓN DEL FUNCIONAMIENTO DE LA BOMBA

Situación 1

Los gases de hidrocarburos no se descargan en el sistema de antorcha. El sistema de antorcha se llena con combustible o gas inerte. El separador de antorchas y las bombas no están llenos de líquido. Las válvulas (aplicación - pos. 13 y 14), las válvulas (pos. 3 y 10) están en posición abierta. Las válvulas (pos. 4 y 9) están cerradas.

Situación 2

Los gases de hidrocarburos se liberan en el sistema de antorcha. Aparece condensado en el separador, que fluye a través de la tubería de succión hacia ambas bombas y las llena. La fase gaseosa se extrae de las líneas de descarga de la bomba al separador a través de una tubería DN 25 a través de una arandela de estrangulación con un orificio de 10 mm.

Situación 3

La acumulación de líquido continúa en el separador de antorcha. El líquido alcanza el nivel de bombeo (1/4 de la altura del separador). La bomba de trabajo se enciende automáticamente. La válvula de descarga se abre (aplicación - elemento 4). Si el nivel continúa subiendo y alcanza el nivel máximo (la mitad de la altura del separador), se da una orden para encender la bomba de respaldo y se abre la válvula (pos. 9) en la línea de descarga de la bomba de respaldo.

Situación 4

Como resultado del bombeo, la cantidad de líquido en el separador se reduce a un nivel mínimo, que está determinado por el momento en que se detiene la bomba. Cuando se alcanza este nivel, las bombas se apagan automáticamente y las válvulas de descarga se cierran.

Apéndice 7

CÁLCULO
Densidad del flujo de calor de la llama, distancia mínima y altura de la chimenea.

1. Designaciones y definiciones.

IPC, cvi- capacidad calorífica de los componentes, J/(mol· A);

D-diámetro del tubo abocinado, m;

k- índice adiabático,

m -peso molecular, kg/(kg/kg/mol);

ni yo- fracción molar i-ésimo componente de la mezcla;

t - temperatura del gas, A;

V-caudal de gas residual, m/s;

V V - velocidad del viento al nivel del centro de la llama, m/s,

En h + z< 6 0,

a los 60< h+ z< 200;

V t - Velocidad máxima del viento, m/s, determinada según el Apéndice 4 “Climatología y geofísica de la construcción”.

V sonido - Velocidad del sonido en el gas descargado, m/s:

metro - la relación entre la velocidad de escape y la velocidad del sonido en el gas descargado,metro = V/ V sonido.

Se ofrece una punta de antorcha con suministro de vapor con un diámetro de 30" con un panel para encendido y control de la llama del quemador piloto. El diámetro de la punta de 30" se eligió en base al diámetro del tronco de la antorcha de 800 mm; para quemar Para una descarga de emergencia máxima de 1630 kg/h, sería suficiente una boquilla con un diámetro de 6".

Datos proceso tecnológico resplandeciente

	Reinicio máximo
Consumo, kg/h	1630
Temperatura, °C	25
Presión de entrada del barril (exceso), kPa	70
Peso molecular, kg/kmol	44-57
Composición del gas de quema, % vol.
CH4-C2H6	1.0
SZN8	hasta 97.0
IC 4 H 10	hasta 97.0
nС4Н10	hasta 98.0
T5N14	hasta 0,5
Diámetro del tubo de entrada, mm	800
Sin humo	Sí
Vapor para funcionamiento sin humo	Sí
Velocidad del viento, m/s	4
Requerimientos de diseño
Presión de diseño (manométrica)	3,5 kg/cm²
Temperatura de diseño	-52°C / +38°C
Velocidad máxima del viento	4 m/s
sismicidad	6 puntos
Condiciones del sitio
Temperatura del aire	-52°C / +38°C
Presión atmosférica	1 atmósfera
Recursos energéticos
Gas piloto	Gas natural
Gas de purga	Gas natural
gas de ignición	Requerido
Aire comprimido para encendido.	requerido
Vapor	Sí*
Electricidad	220/380V, 50Hz, trifásico. (Control remoto)
Electroclasificación	GOST 15150-69

Notas:

* La presión del vapor en la entrada del cabezal debe ser de al menos 7 barg.
** Temperatura del vapor 250 °C (calculada).

Características de presentación
Caudal estimado, kg/h	1630	1630
Peso molecular, kg/kmol	44	57
Temperatura del gas	25	25
Poder calorífico neto (Btu/f3)	2332	2980
Caída de presión de la antorcha cabeza. kPa(g)	10	10
Velocidad de salida, Mach (m/s)	0.005	0.006
Sin humo*	Sí	Sí
Radiación termal (a una distancia de 50 m de la base de la antorcha)	<1.4 кВт/м²	<1.4 кВт/м²
Nivel de ruido (a una distancia de 50 m de la base de la antorcha)**	80 dBA	80 dBA

Notas:

* El suministro de vapor garantizará una combustión completamente sin humo del gas descargado.
**Los niveles de ruido incluyen una incertidumbre de ±3 dB. Los niveles de ruido no incluyen el ruido de fondo insignificante. El ruido de fondo debe ser al menos 10 dB menor que los niveles de ruido calculados en cada rango de frecuencia.

Notas:

* El gas de purga puede ser cualquier gas por encima del punto de rocío en condiciones ambientales sin oxígeno, sin vapor y sin hidrógeno.
** La tubería de vapor que corre a lo largo del eje de la antorcha debe estar aislada para garantizar los parámetros de vapor necesarios en la punta de la antorcha.

Oferta principal

• Cabezal abocardador con suministro auxiliar de vapor, equipado con anillo estabilizador, pantalla antiviento, líneas de vapor, líneas piloto y colector.
• Obturador aerodinámico
• Tres (3) quemadores piloto a prueba de viento con encendedor de alta energía. Cada quemador piloto está equipado con un único termopar.
• Caja de cables de unión para conectar termopar al cable.
• Bridas de acoplamiento con juntas y pernos (sujetadores), incluido un 10 % de pernos de repuesto y 2 juegos de juntas por tamaño.
• Unidad de control de gas piloto
• Sistema de encendido combinado manual/automático (de alta energía y con generador de frente de llama (“fuego continuo”)), que incluye electrodos de alta energía, cables desde el transformador a los electrodos, tuberías de encendido desde la unidad de encendido hasta los quemadores piloto.
• Cable de extensión para termopar de 140 m.
• Cable de encendido de alta energía 3x140m
• Documentación técnica en ruso, certificado GOST-R.

Opcional:

• Sistema de detección de llama de quemador piloto óptico.
• Unidad de control de vapor

La económica punta de antorcha de vapor es una solución rentable para lograr una combustión sin humo. Aunque el cabezal se utiliza de forma eficaz desde hace algún tiempo, nuestro nuevo diseño ofrece un rendimiento mejorado.

• Combustión eficiente sin humo
• Mejora del aislamiento acústico y del consumo de vapor.
• Estabilidad de operación
• Minimizar el desgaste
• Reducir la caída de llama

Operación sin humo:

El humo aparece cuando los gases se queman de forma incompleta y el carbono quemado ingresa a la atmósfera en forma de humo. La combustión incompleta resulta de una mezcla insuficiente de aire en el centro de la llama para asegurar una combustión completa. La punta de la antorcha mezcla aire y gas dentro de la llama y asegura una combustión completa. El diseño de la punta abocardada consiste en un sistema de boquilla de vapor multipunto montado en un colector (con junta tórica) en la parte superior de la punta abocardada. Para lograr una combustión sin humo, la punta de antorcha solo se puede operar cuando se utiliza la cantidad requerida de vapor, manteniendo un caudal mínimo en todo momento.

Estabilidad:

Las antorchas tubulares convencionales presentan una combustión incompleta y, a altas velocidades de salida, pueden apagarse debido a una estabilidad insuficiente de la llama. Para eliminar este problema, la empresa proporciona una punta de retención de llama que crea una zona de baja presión en la salida. Esta zona de baja presión garantiza tanto la combustión completa de los gases de escape como la estabilidad de la llama a altas velocidades de salida.

Bajando la llama:

Cuando el viento influye en la punta de la antorcha, se crea una zona de baja presión en el lado de sotavento de la antorcha. Esta zona de baja presión empuja la llama hacia abajo, lo que hace que los gases ataquen y quemen el cuerpo, como se muestra en la punta sin anillo de la derecha. El anillo está ubicado alrededor del perímetro de la punta de la antorcha, que está diseñado para elevar la llama verticalmente y reducir su descenso. El resultado de una protección adicional es un aumento de la vida útil de la punta. También se proporciona un cortavientos como protección adicional.

Cabezal abocinado con suministro de vapor

Control de encendido manual/automático y panel de control de llama, combinado, resistente al clima y a las explosiones

Sistema de encendido manual/automático para encendido remoto de quemadores piloto.

Funcionamiento del generador contra incendios y sistema de encendido de alta energía con unidad de control

Panel de control de encendido antideflagrante, fabricado en fundición de aluminio, apto para zona 2, mezcla de gases grupo II B, TZ, incluye los siguientes componentes:

• 1 selector de encendido/apagado
• 1 Indicador de encendido/apagado
• 1 Botón de disparo en funcionamiento “Encendido”
• 1 Transformador de encendido para encender fuego.
• 1 botón de verificación del indicador
• 1 Selector para modo de encendido manual o automático
• 3 botones de encendido de alta energía
• 6 indicadores de encendido/apagado para el estado del piloto.
• Contacto gratuito para los consumidores.
• Cuando el termopar detecta la extinción de la llama en su quemador piloto, inicia automáticamente la secuencia de reencendido de emergencia del quemador.

Cajas de conexión

El volumen de suministro incluye las siguientes cajas de conexiones de aluminio fundido a presión:

• Cant. 1 CK nivel alto para termopares
• Cant. 1 base de barril CK para termopar
• Cant. 1 CK nivel superior para cables de alta tensión
• Cantidad: 1 base de llama CK con 3 unidades de encendido de alta energía

cables

El volumen de suministro incluye los siguientes cables:

• Cable de compensación de termopar de teflón (3 pares), aislado a lo largo del eje abocinado.
• Cable de PVC reforzado de compensación para termopares (3 pares), aislado, desde el cilindro abocinado hasta el panel de encendido (longitud predeterminada)
• Habia cable resistente al calor de alto voltaje a lo largo de la chimenea.
• Cable Draka resistente al calor de alto voltaje desde la base del maletero hasta el panel de encendido (longitud predeterminada).

Quemadores piloto a prueba de viento

El quemador piloto a prueba de viento ofrece la mejor flexibilidad en la detección y encendido de llamas entre los quemadores piloto, junto con un alto rendimiento comprobado. El quemador es capaz de mantener la combustión con vientos de 160 mph.

Las boquillas del quemador piloto utilizan electrodos potentes. Se trata de electrodos cerámicos de alta temperatura que se colocan en un tubo protector de acero inoxidable.

Quemador piloto a prueba de viento

Materiales de construcción
Sección	Material
Cabeza piloto	310SS
Línea de encendido	310SS
Línea principal	310SS
Soporte superior	310SS
Pedalier	Acero inoxidable 316L
Mezclador	Acero inoxidable 316L
Filtrar	Acero inoxidable 316L
Encendedor de alto voltaje	khantal
cables	310SS
Datos de diseño
largo total	2,60 metros
Peso	40 kilogramos
Número de termopares	1 dúplex
Longitud del termopar	5 metros
Consumo de energía
Combustible para el piloto	1,6 Nm³/h por quemador piloto (gas natural) a 1 bar

El siguiente dispositivo depende del flujo de gas y funciona con la condición de que el aire atmosférico ingrese al sistema de antorcha a lo largo de las paredes internas de la punta de la antorcha. Esta es una estructura cónica que se encuentra dentro de la punta de la antorcha. Impide el paso del aire por la pared interior y redirige su movimiento hacia arriba y hacia el centro. Además, la reducción del flujo de aire aumenta y concentra el flujo de gas de purga en el centro de la punta, expulsando el aire atmosférico de la punta.

Los costes operativos aumentan debido al consumo de gas de purga. Para demostrar la eficacia de los dispositivos a la hora de reducir los requisitos de volumen de gas de purga y, al mismo tiempo, evitar que entre oxígeno en el sistema de antorcha, se construyeron tres pozos de antorcha idénticos. Uno de ellos está equipado con una puerta molecular, otro está equipado con este dispositivo y el tercero no tiene ningún dispositivo. Los pozos de antorcha estuvieron en funcionamiento durante 8 meses y durante este proceso se midió el contenido de oxígeno a 6 metros por debajo de la punta de la antorcha.

Como puede verse en la tabla de datos anterior, este dispositivo reduce significativamente la velocidad del gas de purga. Sólo requiere 0,012 m/s de gas de purga para mantener niveles de oxígeno aceptables en cualquier condición climática adversa. La velocidad mínima del gas de purga sin dispositivo es de 0,06 a 0,15 m/s. Si se requiere acceso nulo al oxígeno o protección contra una posible pérdida de gas de purga, se debe utilizar un sello molecular.

Unidad de control de vapor

La unidad de control del suministro de vapor está diseñada para regular suavemente el suministro de vapor a la boquilla dependiendo del caudal de gas de antorcha.
Esta unidad consta de un medidor de flujo, un sensor de presión y una válvula de control neumática.
Esta unidad debe controlarse desde el sistema automatizado de control de procesos del cliente.
La empresa proporciona una curva de suministro de vapor versus consumo de gas de combustión.
El desarrollo del programa de control no está incluido en el volumen de suministro.
Para operar esta unidad, se requiere información sobre el consumo de gas de quema.
El caudalímetro de gas de combustión no está incluido en el suministro.

Sistema de detección de llama de quemador piloto óptico.

Los sistemas de antorchas están diseñados para quemar gases explosivos en condiciones normales de funcionamiento y en situaciones de emergencia. Cuando se apaga un incendio, se pueden liberar accidentalmente gases explosivos al medio ambiente. La fricción constante del quemador piloto de llama es un requisito fundamental para el correcto funcionamiento del sistema y garantizar la seguridad. Actualmente, la llama de muchos quemadores piloto se controla mediante el uso de termopares, que deben instalarse en la llama. Este sistema, aunque eficaz, puede crear dificultades si falla el termopar. En algunas antorchas puede ocurrir una falla del termopar debido a una combinación de calentamiento y oxidación. El acceso a componentes defectuosos suele ser difícil y costoso. Cuando el sistema está desactivado, no se proporciona ningún estado de seguridad para el quemador piloto.

Strelkin Alexey Viktorovich, jefe del departamento de expertos de NK LLC "NTC "NefteMetService"

Vladimir Evgenievich Filin, director general adjunto de Tekhekspertiza LLC

El artículo describe los requisitos para varios elementos de las instalaciones de antorchas, incluidas las puntas de antorchas, y proporciona cálculos para el tamaño óptimo del cañón.

Actualmente, en las obras de construcción de capital y en el reequipamiento técnico de las instalaciones de antorcha, de acuerdo con el encargo de diseño, estamos diseñando una instalación de antorcha y sus tuberías. Una parte importante de las unidades de proceso (estación de bombeo de refuerzo, UPS, UPVSN) están conectadas al sistema de recolección de gas existente, por lo que las unidades de quema se utilizan únicamente para la quema de emergencia del gas asociado y para quemar pequeños volúmenes de gas de las descargas del manantial de seguridad. válvulas (PPV).

El gas liberado por los dispositivos de seguridad debe descargarse al sistema o a una antorcha (vela). Propongo instalar un soplete de combustión de emergencia en el sistema de recolección de gas existente de un grupo de unidades de proceso, y en la unidad de proceso instalamos una vela para quemar pequeñas emisiones periódicas de gas de las válvulas de seguridad y al vaciar los tanques de proceso.

Según el diagrama principal, la producción del pozo ingresa al separador de petróleo y gas pos. OGS, donde la separación de gases se realiza a una sobrepresión de 0,3 MPa. La presión se mantiene mediante una válvula de control "aguas arriba", que está instalada en la línea de gas. El gas liberado en el NGS se suministra al separador de gas. En el separador de gas GS se separa el condensado (gotas de líquido) del gas, después de lo cual se envía el gas de petróleo asociado, antes de introducirlo en el gasoducto existente en el sistema de recogida de gas. En modo de emergencia (la estación compresora a lo largo de la ruta o la planta procesadora de gas no acepta gas), el gas se suministra a la instalación de antorcha común diseñada para un grupo de estaciones de bombeo de refuerzo ubicadas en el área de la Estación de Refuerzo-10. La unidad de antorcha está equipada con un cañón de antorcha, un cabezal de antorcha con equipo de control y automatización. Condiciones de uso: el gas a través del sistema de recolección de gas hasta la unidad de antorcha con DNS-10 debe transportarse bajo su propia presión (sin compresor) y la presión en el punto de conexión del gasoducto desde la unidad de proceso al gas general. El sistema de recogida no debe superar los 0,3 MPa.

El gas liberado en el tanque de drenaje durante la descarga de las válvulas de seguridad y durante el vaciado del equipo capacitivo (elemento EPN-1) se descarga en una vela para quemar pequeñas descargas de gas periódicas.

El encendido de la bujía se produce de la siguiente manera: cuando se activa la válvula de seguridad en el contenedor, un sensor de presión instalado en la tubería de salida del PPK envía una señal al sistema de encendido; también es posible enviar una señal para encender mediante el posición del obturador de la válvula de retención en la bujía.

Composición del equipo de velas:

1. Cabezal DU80.

2. Tronco h=5,0m, Dу 100;

3. Válvula de retención;

4. Sistema de control automatizado de encendido y control de llama ACS RKP. Equipo de antorcha típico para un grupo de estaciones de refuerzo:

1. Unidad de antorcha;

2. Un tanque de drenaje subterráneo para recoger el condensado con dos bombas;

3. Válvulas de compuerta electrificadas

Características de la instalación en cuestión:

Automatización total del proceso “encendido eléctrico – control de llama”;

Número y velocidad ilimitados de lanzamientos de antorchas;

La siguiente figura muestra el diagrama de diseño de una instalación de antorcha con boquilla de flujo directo. La instalación de antorcha contiene un cilindro de antorcha 1, una punta de antorcha 2 y un accesorio de entrada 3. A menudo, para los cálculos se adopta la relación comúnmente utilizada:

- altura del eje de antorcha, m;

Diámetro del eje abocinado, m.

En este caso, el coeficiente de resistencia local al girar el flujo después del accesorio de entrada 3 se toma ξ pov =1

Al quemar hidrocarburos extremadamente ligeros: metano, etano, propano, cabezales de flujo directo han demostrado su eficacia.

Cuando se queman hidrocarburos pesados, y especialmente hidrocarburos insaturados, sin el uso de medios especiales de supresión de humo (suministro de vapor de agua, aire adicional), se genera mucho menos humo cuando se utilizan puntas de antorcha especiales. Esta punta se diferencia de las de flujo directo en que el gas residual sale a la atmósfera no a través de una sección cilíndrica de la punta de antorcha, sino a través de una serie de boquillas, lo que garantiza una buena mezcla con el aire y, como resultado, una buena y a menudo sin humo. combustión.

Los datos iniciales para calcular el diámetro de la antorcha son: composición del gas, su densidad ρ y exceso de presión ∆:

- presión atmosférica, Pa.

Para el gas, se puede aplicar un modelo de fluido incompresible utilizando ecuaciones simples:

– velocidad del gas, m/s;

– área de sección transversal, m2.

– diámetro de la sección de flujo.

Número de Reynolds:

– coeficiente de viscosidad cinemática, Stokes.

Las instalaciones modernas de antorchas deben cumplir los siguientes requisitos:

Combustión de gas sin humo o con poco humo;

Encendido rápido y sin problemas;

Posibilidad de control desde una ubicación remota (sala de operador);

Posibilidad de transmitir los parámetros de funcionamiento de la instalación al operador y al nivel superior del sistema automatizado de control de procesos, toma de decisiones automática en caso de que la instalación se salga del modo normal.

Según la teoría existente sobre la combustión de gas, cuanto mayor es la masa molar del gas, más difícil es garantizar una combustión sin humo. Los gases de hidrocarburos insaturados producen especialmente mucho humo. Se utilizan muchos métodos para garantizar una combustión sin humo. Su objetivo principal es garantizar la máxima mezcla del gas quemado con el aire. Además, según datos experimentales, cuanto mayor sea la velocidad del gas que sale de la boquilla, mayor será la masa molar del gas que se podrá quemar sin producir humo.

Una forma eficaz de suprimir el humo es suministrar vapor a la zona de combustión, pero en la mayoría de los casos esto no es posible. El uso de sopladores no ha encontrado mucha utilidad, ya que aumenta los costos de capital y operativos.

El diseño de la mayoría de cabezales fabricados actualmente consta de un tubo de acero resistente al calor con un sello de gas cinético en su interior, que sirve para evitar la penetración de la llama en el cilindro de instalación, lo que requiere el uso de gas de purga.

Al final del tubo se encuentran los quemadores piloto y una marquesina cortavientos. El dispositivo de encendido puede estar en la cabeza o en el cañón, incluso en la base del cañón o incluso detrás de la valla de instalación. En este caso, las tuberías de encendido están conectadas a los quemadores piloto. El control de la llama se realiza mediante termopares, sondas de ionización, sensores ópticos, acústicos o dinámicos de gas. Cada fabricante decide a su manera cómo organizar la salida de gas de la boquilla y garantizar una combustión sin humo del gas residual.

Las palas instaladas en la ranura proporcionan turbulencia del flujo, durante el cual el gas se mezcla con el aire. El área de la ranura se calcula de modo que la velocidad del flujo de gas esté en el rango de 0,2 a 0,5 la velocidad del sonido en el gas para gases con una densidad inferior a 0,8 la densidad del aire y de 0,2 la velocidad del sonido a 120 m/s para gases con mayor densidad.

Si la presión del gas en la entrada del barril no es suficiente para garantizar tales velocidades, entonces el cabezal está diseñado como un quemador en una estufa de gas doméstica con combustión de gas por difusión.

En tales quemadores, el propano o una mezcla de propano y butano, es decir, un gas con una masa molar suficientemente grande, arde sin humo.

Para garantizar un encendido rápido y sin problemas, se decidió abandonar los sistemas de alto voltaje en los que la mezcla combustible se enciende mediante una chispa en la bujía, debido a la dificultad de encender una mezcla combustible fría en invierno. Después de los experimentos, también se rechazó el sistema de autoaspiración "fuego en marcha", en el que la unidad de encendido con un inyector que prepara una mezcla combustible de gas y aire se ubica a una distancia considerable de los quemadores piloto de la punta y de los quemadores piloto. se encienden cuando el frente de llama pasa a través de la tubería de encendido.

La razón principal es la dificultad de garantizar la composición estequiométrica de la mezcla combustible en el inyector (cada composición del gas combustible requiere su propia relación gas-aire) y la alta probabilidad de extinción del frente de llama en tuberías de encendido largas.

El método mejor y prácticamente sin problemas resultó ser el encendido con una bujía incandescente instalada dentro del quemador piloto a una distancia de 100 mm de la salida de la mezcla combustible. El encendido con bujía incandescente ha demostrado su eficacia en quemadores líquidos, pero comenzó a utilizarse para sistemas de gas hace relativamente poco tiempo.

Para controlar la llama se instalaron termopares (este método lo utilizan las principales empresas extranjeras). Para garantizar su funcionamiento a largo plazo, fue necesario pedir un diseño especial con mayor longitud y mayor resistencia al calor del cabezal del terminal. Para aumentar la vida útil del sistema de encendido, no combinaron el piloto y los quemadores de encendido en un solo quemador de encendido que funciona en modo piloto (los quemadores de encendido producidos comercialmente, por regla general, están hechos de acero inoxidable ordinario tipo 12Х18Н10Т, no destinado a una exposición prolongada a las llamas). Es decir, en la llama solo hay quemadores piloto hechos de acero especial resistente al calor, y los quemadores de encendido se apagan después de encender los quemadores piloto, preservando su recurso.

El sistema de encendido y control incluye:

Una unidad para preparar y suministrar gas combustible al piloto y a los quemadores de encendido, colocada en un gabinete calentado con aislamiento térmico;

Un inyector que prepara una mezcla combustible para quemadores piloto;

Unidades de encendido y quemador piloto con termopar de control de llama;

Un sistema de control automatizado basado en un controlador industrial.

El sistema ACS consta de tres bloques: un gabinete ACS, un panel de encendido local y una consola del operador. El gabinete ACS con panel de encendido local a prueba de explosiones está instalado detrás de la cerca de instalación y la consola del operador está en la sala de control. La comunicación entre el gabinete del sistema de control automatizado y la consola del operador y el nivel superior del sistema de control de procesos automatizado se realiza a través de la interfaz RS-485.

El control es posible en modo manual y automático. Una característica especial del sistema de control automatizado es que no sólo enciende y controla el funcionamiento de la unidad de antorcha, sino que también puede recibir señales de los sensores de toda la instalación de antorcha: temperatura y nivel de condensado en el separador de antorcha y en el tanque de drenaje, caudal y cantidad de gas de barrido y gas residual con archivado de datos en modo buffer circular. Al mismo tiempo, el coste del sistema de control automatizado aumentó ligeramente,

sin embargo, estas funciones adicionales permitirán a los diseñadores y clientes reducir significativamente los costos de instalación y el tiempo de diseño.

Si se viola el régimen, por ejemplo, la llama se apaga, el ACS la encenderá de forma independiente. Si el caudal del gas de purga disminuye por debajo del nivel estándar, enviará una señal al sistema de control del proceso sobre la necesidad de suministrar gas inerte al cabezal de antorcha. Si el tanque de drenaje está demasiado lleno, dará una señal para encender la bomba.

La consola del operador está equipada con un panel táctil con un diagrama mímico conveniente y comprensible, que muestra los datos de los sensores y el nombre de la operación actual del proceso de encendido con una cuenta regresiva del tiempo hasta su finalización.

El caudal volumétrico y la velocidad de salida del gas de petróleo asociado quemado se miden experimentalmente o, en ausencia de mediciones directas, Wv se calcula mediante la fórmula:

Wv = 0,785 ∙ Ud02

U es la velocidad del flujo de APG que sale de la boquilla de salida de la unidad de antorcha, m/s (según los resultados de la medición); d0 es el diámetro de la boquilla de salida, m (según los datos de diseño de la instalación de antorcha).

En ausencia de mediciones directas, se supone que la velocidad de salida es:

para altas periódicas y de emergencia:

Usv es la velocidad de propagación del sonido en PNG.

El caudal másico de gas descargado en la antorcha se calcula mediante la fórmula:

Wg = 2826U d02 ∙ página

рг - densidad APG, kg/m3.

Caudal volumétrico de los productos de combustión que salen de la antorcha:

W PR = W v *W ps *(___________)

WV es el caudal volumétrico (m/s) de lo que se quema;

WPS - volumen de productos de combustión;

Tg - temperatura de combustión.

Referencias:

1. Ley Federal No. 116.

2.PB 03-591-03. Reglas para el diseño y operación segura de sistemas de antorchas.

3. PAUTAS DE SEGURIDAD PARA LOS SISTEMAS DE ANTORCHA.

GOST R 53681-2009

Grupo G43

NORMA NACIONAL DE LA FEDERACIÓN DE RUSIA

INDUSTRIA DE PETRÓLEO Y GAS

PIEZAS ABONCADORAS PARA TRABAJOS GENERALES EN EMPRESAS DE REFINACIÓN DE PETRÓLEO

Requisitos técnicos generales

Industria de petróleo y gas. Piezas abocardadas para servicio general de refinería y petroquímica. Requisitos técnicos generales

75.200 vales
OKP 36 0000

Fecha de introducción 2011-01-01

Prefacio

Los objetivos y principios de la normalización en la Federación de Rusia están establecidos por la Ley Federal del 27 de diciembre de 2002 N 184-FZ "Sobre reglamentación técnica", y las reglas para la aplicación de las normas nacionales de la Federación de Rusia son GOST R 1.0-2004 "Estandarización en Federación de Rusia. Disposiciones básicas"

Información estándar

1 DESARROLLADO por la sociedad anónima abierta "VNIINEFTEMASH" (JSC "VNIINEFTEMASH")

2 PRESENTADO por el Comité Técnico de Normalización TC 23 "Ingeniería y tecnologías para la producción y procesamiento de petróleo y gas"

3 APROBADO Y ENTRADO EN VIGOR por Orden de la Agencia Federal de Regulación Técnica y Metrología de 15 de diciembre de 2009 N 1067-st

4 Esta norma utiliza las normas de las leyes federales del 21 de junio de 1997 N 116-FZ "Sobre seguridad industrial de instalaciones de producción peligrosas" y del 27 de diciembre de 2002 N 184-FZ "Sobre reglamentación técnica"

5 PRESENTADO POR PRIMERA VEZ


La información sobre los cambios a esta norma se publica en el índice de información publicado anualmente "Normas Nacionales", y el texto de los cambios y enmiendas se publica en el índice de información publicado mensualmente "Normas Nacionales". En caso de revisión (sustitución) o cancelación de esta norma, el aviso correspondiente se publicará en el índice de información publicado mensualmente "Normas Nacionales". La información, notificaciones y textos pertinentes también se publican en el sistema de información pública, en el sitio web oficial de la Agencia Federal de Regulación Técnica y Metrología en Internet.

1 área de uso

1 área de uso

Esta norma se aplica a las unidades de antorcha utilizadas en las industrias de refinación de petróleo y gas, química, petroquímica y otras instalaciones de producción peligrosas asociadas con el manejo y almacenamiento de sustancias capaces de formar mezclas explosivas de vapor y gas-aire.

La norma está destinada a su uso en el diseño, construcción, operación, reequipamiento técnico, conservación y liquidación de instalaciones de antorchas. Los requisitos no se aplican a las instalaciones de antorchas puestas en funcionamiento antes de la publicación de esta norma.

La norma no se aplica a las antorchas utilizadas en complejos de petróleo y gas estacionarios y flotantes en alta mar destinados a la perforación, producción, preparación, almacenamiento y envío de petróleo, gas, condensado de gas y sus productos procesados, a las antorchas utilizadas en la perforación y desarrollo de sitios petroleros. , pozos de gas y condensado de gas.

2 Referencias normativas

Esta norma utiliza referencias normativas a las siguientes normas:

GOST R 52630-2006 Recipientes y aparatos de acero soldados. Condiciones técnicas generales

GOST 9.014-78 Sistema unificado de protección contra la corrosión y el envejecimiento. Protección temporal anticorrosión de productos. Requerimientos generales

GOST 12.1.003-83 Sistema de normas de seguridad ocupacional. Ruido. Requisitos generales de seguridad

GOST 12.2.003-91 Sistema de normas de seguridad ocupacional. Equipo de producción. Requisitos generales de seguridad

GOST 380-2005 Acero al carbono de calidad ordinaria. Sellos

GOST 1050-88 Productos laminados largos, calibrados, con acabado superficial especial, fabricados de acero estructural al carbono de alta calidad. Condiciones técnicas generales

GOST 4543-71 Acero estructural de aleación laminado. Especificaciones

GOST 5632-72 Aceros de alta aleación y aleaciones resistentes a la corrosión, resistentes al calor y resistentes al calor. Sellos

GOST 8509-93 Ángulos de acero con bridas iguales laminadas en caliente. Surtido

GOST 8568-77 Chapas de acero con corrugación rómbica y lenticular. Especificaciones

GOST 15150-69 Máquinas, instrumentos y otros productos técnicos. Versiones para diferentes regiones climáticas. Categorías, condiciones de operación, almacenamiento y transporte en relación con el impacto de los factores climáticos ambientales.

GOST 19281-89 Productos laminados de acero de alta resistencia. Condiciones técnicas generales

GOST 19903-74 Productos en láminas laminadas en caliente. Surtido

GOST 23118-99 Estructuras de construcción de acero. Condiciones técnicas generales

GOST 27751-88 Fiabilidad de estructuras y cimientos de edificios. Principios básicos para el cálculo.

GOST 27772-88 Productos laminados para la construcción de estructuras de acero. Condiciones técnicas generales

Nota: al utilizar esta norma, es recomendable verificar la validez de las normas y clasificadores de referencia en el sistema de información pública, en el sitio web oficial de la Agencia Federal de Regulación Técnica y Metrología en Internet o según el índice de información publicado anualmente " Normas Nacionales”, el cual fue publicado a partir del 1 de enero del año en curso, y de acuerdo a los índices de información mensuales correspondientes publicados en el año en curso. Si se reemplaza (cambia) el estándar de referencia, al utilizar este estándar debe guiarse por el estándar que lo reemplaza (cambia). Si la norma de referencia se cancela sin sustitución, entonces la disposición en la que se hace referencia a ella se aplica en la parte que no afecta a esta referencia.

3 Términos y definiciones

En esta norma se utilizan los siguientes términos con sus correspondientes definiciones:

3.1 liberaciones de emergencia: Gases y vapores combustibles que ingresan al sistema de antorcha cuando se activan las válvulas de seguridad.

3.2 sello de gas: Un dispositivo para evitar que entre aire al sistema de antorcha a través de la punta cuando se reduce el flujo de gas.

3.3 punta de una sola llamarada:

3.4 cabezal de antorcha multiquemador: Una punta de antorcha que contiene varios dispositivos quemadores (o boquillas) que utilizan la energía de la presión del gas residual para inyectar aire adicional.

3.5 antorcha de bajo humo: Antorcha con punta con una o más boquillas, que proporciona una pequeña cantidad de humo. Se puede utilizar adicionalmente cuando los requisitos de ambiente libre de humo son bajos.

3.6 torre de soporte: Estructura metálica que sostiene uno o más ejes de antorcha en posición vertical.

3.7 reinicios periódicos: Gases y vapores combustibles enviados al sistema de antorcha durante el arranque, apagado y desviaciones del modo de proceso del equipo.

3.8 reinicios permanentes: Gases y vapores combustibles que provienen continuamente de equipos de proceso y comunicaciones durante el funcionamiento normal.

3.9 avance de la llama: Fenómeno caracterizado por la fuga de la llama hacia el interior del cuerpo del quemador.

3.10 Quemador piloto (piloto): Un quemador que funciona continuamente durante todo el período de uso de la antorcha.

3.11 fallo de llama: Fenómeno caracterizado por la separación general o parcial de la base de la llama por encima de las aberturas del quemador o por encima de la zona de estabilización de la llama.

3.12 estructura autoportante: Un diseño de eje que cumple sus funciones y no soporta cargas verticales, excepto su propio peso y cargas provenientes del peso de todos los componentes del eje abocinado, y de factores externos (viento, nieve, etc.). El eje abocinado se mantiene en posición vertical utilizando una o más hileras de vientos.

3.13 estabilidad de la llama: Estado estacionario en el que la llama ocupa una posición constante en relación con las salidas del quemador.

3.14 cabeza abocinada: Dispositivo con quemadores piloto que se utiliza para quemar gases residuales.

3.15 barril de bengala: Tubería vertical con cabezal, con obturador (gas o gas-dinámico), medios de control, automatización, dispositivo de encendido eléctrico remoto, tuberías de suministro de gas combustible y mezcla combustible, quemadores piloto con encendedores.

3.16 encabezado de bengala: Una tubería para recolectar y transportar gases y vapores residuales de varias fuentes de descarga.

3.17 instalación de bengalas: Conjunto de dispositivos, aparatos, tuberías y estructuras para quemar vapores y gases descargados.

3.18 frente de llama: La capa en la que se produce la reacción en cadena de combustión.

4 Clasificación

Las unidades de antorcha deberían fabricarse de los siguientes tipos:

- unidades de antorcha con ejes verticales;

- unidades de antorcha con ejes horizontales;

- instalaciones de antorchas cerradas (tierra).

4.1 Bengalas verticales

4.1.1 Estructura de eje autoportante

En una estructura autoportante, la chimenea debe absorber todas las cargas tanto del peso de todos los componentes de la chimenea como de factores externos (viento, nieve, etc.).

4.1.2 Diseño de cañón arriostrado

El eje de la antorcha deberá mantenerse en posición vertical mediante un sistema de cables situados en uno o varios niveles. Las cuerdas deben colocarse en forma triangular para proporcionar un soporte confiable.

El número de niveles debe ser determinado por el proyecto.

4.1.3 Diseño del pozo de antorcha con torre de soporte

4.1.3.1 El diseño del pozo de antorcha con torre de soporte debería mantener uno o más pozos de antorcha en posición vertical y proporcionar estabilidad mecánica a la torre de soporte.

La torre de soporte, además de las estructuras de soporte de fijación, deberá incluir dispositivos de desmontaje de ejes de antorcha, destinados a retirar las puntas de antorcha, desmontaje de los ejes y descenso de tramos mediante dispositivos de disparo. Se permite bajar el cañón de la antorcha al suelo (sobre soportes especiales) sin desmontarlo.

4.1.3.2 El diseño de la torre debe prever dispositivos adicionales para asegurar el desmontaje y descenso de la punta de la antorcha al suelo para su mantenimiento y reparación.

Los dispositivos adicionales deben ensamblarse en secciones que deben subirse o bajarse mediante guías y cabrestantes estacionarios.

4.1.3.3 Requisitos para cargas de impacto - según SNiP 2.01.07.

4.1.3.4 Requisitos para la protección de estructuras de edificios contra la corrosión, según SNiP 2.03.11 y GOST 9.014.

4.1.3.5 Requisitos para estructuras de cerramiento y de carga de acero: según SNiP II-23, SNiP 3.03.01 y GOST 23118.

4.1.3.6 Requisitos de confiabilidad para estructuras metálicas y dispositivos adicionales, de acuerdo con GOST 27751.

4.1.3.7 Requisitos para los materiales utilizados en la fabricación de estructuras: según GOST 380, GOST 4543, GOST 8509, GOST 8568, GOST 1050, GOST 19281, GOST 19903, GOST 27772.

4.2 Bengalas con ejes horizontales

Una instalación de antorcha con eje horizontal consta de un dispositivo quemador para quemar gases y líquidos residuales, tiene un sistema de encendido remoto y control de parámetros, y un sistema de protección de emergencia. El dispositivo quemador está instalado en el terraplén.

4.3 Bengalas cerradas (terrestres)

4.3.1 Las antorchas cerradas (terrestres) están diseñadas para la combustión sin humo de gases y líquidos residuales cerca de la superficie de la tierra. El diseño de una instalación de antorcha cerrada debe incluir una cámara de combustión abierta en la parte superior con paredes revestidas que protejan los dispositivos quemadores de la exposición al viento.

4.3.2 La instalación de antorcha debe garantizar una combustión completa y la ausencia de llama visible, así como una reducción del ruido y la radiación térmica según los estándares establecidos por PB 03-591-03 *.
________________
Orden de Rostechnadzor de 29 de diciembre de 2012 N 801. Están vigentes las Directrices para la seguridad de los sistemas de antorchas, aprobadas por orden de Rostechnadzor del 26 de diciembre de 2012 N 779.

4.4 Diseño de puntas abocinadas

4.4.1 Puntas de un solo abocardado

Una punta abocinada única es un dispositivo con una boquilla de salida única.

Las puntas de una sola bengala pueden ser sin humo o sin humo de forma limitada.

4.4.2 Puntas de antorcha para quemadores múltiples

El diseño de las puntas de antorcha de quemadores múltiples debe incluir dos o más dispositivos de quemador que utilicen la energía de la presión del gas residual para inyectar aire adicional.

4.4.3 La ausencia de humo debe garantizarse mediante una relación óptima gas/aire, que se logra creando las siguientes condiciones:

- alta presión de gas;

- grandes superficies de flujos de gas.

4.5 Consejos para bengalas sin humo

4.5.1 Las boquillas para antorchas sin humo deben eliminar el humo mediante una disposición especial de gases residuales y flujos de aire atmosférico. La combustión sin humo se puede lograr mediante aire forzado, vapor y presión de gases residuales, así como otros medios para aumentar la turbulencia para mezclar mejor el gas combustible con el aire.

4.5.2 La estabilidad de la combustión debe garantizarse con caudales de gas residual en el rango de flujo desde cero hasta su valor máximo de acuerdo con PB 03-591-03 (subsección 6.1). Se debe garantizar una combustión sin humos con descargas constantes y periódicas de ~10% del máximo. Cuando se utiliza aire de ventilador (o vapor), este valor se puede aumentar al 20%. Grandes cantidades de descarga se consideran de emergencia y no se garantiza una combustión libre de humo.

4.5.3 Dependiendo de la composición y presión del gas residual, se debe seleccionar el diseño del cabezal.

4.6 Boquillas de antorcha para combustión sin humo de gases de hidrocarburos (incluidos los hidrocarburos insaturados) en todo el rango de flujo operativo

4.6.1 Las puntas de antorcha deben asegurar la división del flujo de gas en una cantidad de chorros dirigidos en ángulo con respecto al eje de la antorcha, determinado mediante cálculo, y una cantidad de chorros adicionales que hacen girar el flujo de aire inyectado. En este caso, la estabilización de la combustión debe realizarse mediante chorros de gas y estabilizadores-turbulentos.

4.6.2 Para mejorar el movimiento de vórtice de los chorros de gas y los flujos de aire y mezclarlos mejor, es necesario utilizar un sistema de boquillas para suministrar vapor de agua (es posible el suministro de aire desde una unidad compresora). La llama de la antorcha debe ser resistente al viento. En este caso, no debe haber contacto de la llama con el cuerpo de la cabeza.

4.7 Bengalas sin humo limitadas

4.7.1 Las antorchas sin humo limitadas están diseñadas para quemar gases y vapores de hidrocarburos que no crean peligro de humo.

4.7.2 Se pueden utilizar antorchas sin humo limitadas como adicionales para ampliar el rango operativo de las antorchas sin humo.

4.8 Antorcha endotérmica (con suministro auxiliar de gas combustible)

4.8.1 Una antorcha endotérmica debe utilizar gas combustible de alto contenido calórico para producir calor adicional al quemar vapores bajos en calorías.

4.8.2 La antorcha endotérmica debería utilizarse con gas combustible de alto poder calorífico o con quemadores piloto potentes con un poder calorífico del flujo de gas inferior a 1300-1800 kcal/Nm.

5 Requisitos para instalaciones de antorchas con ejes verticales

5.1 Punta abocinada

5.1.1 El diseño de la punta de la antorcha debe garantizar una combustión segura del gas residual al mayor caudal posible.

La punta debe funcionar con una mezcla de combustible y aire a velocidades, turbulencias y concentraciones que aseguren un encendido adecuado y una combustión estable.

El encendido del flujo principal de gases residuales debe realizarse con la llama de los quemadores piloto, que se encienden mediante el sistema de encendido. La punta puede tener un dispositivo mecánico u otros medios para establecer y mantener una llama estable dentro del rango de flujo operativo.

5.1.2 El nivel de ruido medido cerca de la cerca de la zona protectora está de acuerdo con GOST 12.1.003. La estabilización principal de la llama y el funcionamiento sin humo de la punta deben garantizarse mediante el suministro de vapor auxiliar, que controla la formación de humo al descargar una gran cantidad de gases de hidrocarburos. La cantidad de vapor suministrada debe ser proporcional a la cantidad de gas descargado y a su composición.

Se debe suministrar vapor a un colector con boquillas en la parte superior de la punta para inyectar aire atmosférico en la zona de combustión y proteger la punta de los efectos de las llamas.

Se debe utilizar un inyector de vapor ubicado en el centro de la punta para suavizar la combustión interna y eliminar la llama del volumen interno y reducir las cargas de temperatura.

5.2 Cabezales de antorcha con suministro interno de vapor/aire

Para mezclar más completamente el gas residual con aire, es posible suministrar una mezcla de vapor y aire al cabezal mediante dispositivos con inyectores a los que se suministra vapor de agua. La liberación de la mezcla vapor/aire en la boquilla debe realizarse a alta velocidad y garantizar un aumento del caudal del gas residual.

5.3 Puntas abocinadas con suministro de aire auxiliar

Las puntas de antorcha con suministro de aire auxiliar (adicional) se utilizan en antorchas si se requiere una combustión sin humo. En este caso, el aire auxiliar se suministra dentro del cabezal. De esta manera, el gas residual se mezcla previamente con aire. Cuando la mezcla de gas y aire sale de la punta, se produce una mezcla con el aire atmosférico. Este método debe usarse cuando no hay una fuente de vapor.

5.4 Dispositivo de protección contra el viento para la punta de la antorcha

Se utilizan dispositivos de protección contra el viento para proteger la llama de la exposición al viento. Está permitido no utilizar estos dispositivos si se utiliza vapor auxiliar o suministro de aire forzado como protección durante el funcionamiento.

5.5 Estabilizador de punta de llama

5.5.1 Se utiliza un estabilizador de punta de llama para evitar daños a la punta al tocar las llamas.

5.5.2 El estabilizador debe asegurar el movimiento del flujo de aire hacia la punta, hacia los colectores de vapor/aire para reducir la fuerza del viento.

5.6 Requisitos materiales

5.6.1 Todas las partes del soplete deben ser resistentes a la temperatura. La parte superior de la punta abocinada debe estar hecha de aleaciones resistentes al calor de acuerdo con GOST 5632. Se permite fabricar la parte inferior de la cabeza (junto con la brida de conexión) a partir de acero inoxidable de menor calidad.

5.6.2 Se utilizan materiales de revestimiento resistentes al calor para cabezales de gran diámetro (más de 1000 mm) para proteger contra la combustión interna. Los materiales deben ser resistentes a altas temperaturas y cambios bruscos. El diseño del revestimiento debe garantizar:

- resistencia a las temperaturas de funcionamiento, posibilidad de funcionamiento cíclico y su susceptibilidad a la humedad;

- la posibilidad de utilizar varios métodos de fijación del refractario.

5.6.3 El canal interno de la cabeza debe tener un revestimiento resistente al calor con sujetadores especiales. Al diseñar, es necesario tener en cuenta las consecuencias de la destrucción del revestimiento, incluida la posibilidad de que un refractario denso caiga dentro del barril y la dificultad para pasar el flujo de gas residual, y de que el refractario externo caiga al suelo.

5.7 Requisitos para la instalación y desmontaje

5.7.1 Para reparaciones, se deben desmontar las puntas abocardadas. Todos los elementos de las tuberías deben disponerse de forma que faciliten el desmontaje.

5.7.2 La extracción y sustitución de la punta abocardada se realiza mediante una viga de grúa. En casos de antorchas altas (en ausencia de grúas de altura suficiente), es necesario prever una viga de grúa retráctil en la torre de soporte de la antorcha. La viga de la grúa debe instalarse debajo de la plataforma superior (o debajo de la junta de gas) y ser inaccesible a la influencia de llamas progresivas. Se debe prever un dispositivo de elevación para colocar la grúa en la posición de elevación.

5.8 Requisitos para el sistema de encendido.

5.8.1 El dispositivo de encendido remoto debe asegurar el encendido de los quemadores piloto de la antorcha, monitoreando la presencia de llama en ellos y enviando una señal de alarma a la sala de control sobre el cese del funcionamiento de los quemadores piloto.

5.8.2 Si hay una falla en el suministro de aire, el sistema de encendido debe regresar automáticamente al proceso de premezcla de gas con aire.

5.8.3 Si es necesario, se debe proporcionar un conjunto de respaldo del sistema de encendido.

5.8.4 En casos justificados, se permite utilizar encendido por chispa directa de la antorcha.

Para garantizar el funcionamiento estable de los sistemas de encendido, es necesario utilizar una fuente confiable de combustible. Es preferible utilizar gas natural.

5.8.5 El sistema de encendido debe funcionar de manera confiable durante la vida útil establecida por el fabricante.

5.9 Requisitos para equipos de ignición.

5.9.1 Los siguientes tipos de sistemas de encendido se utilizan para encender quemadores piloto:

- sistema de encendido por chispa en el túnel del quemador piloto;

- sistema de encendido por chispa de la mezcla gas/aire hasta el túnel del quemador piloto;

- quemador del sistema de antorcha de gas/aire comprimido;

- quemador con producción preliminar de una mezcla combustible de un sistema de quema de gas.

5.9.2 El dispositivo de encendido del sistema de encendido por chispa de la mezcla gas/aire al túnel debe ubicarse cerca del túnel del quemador piloto, pero a no más de 7,5 m del mismo. En este caso, la vida útil del quemador piloto puede verse reducida debido a la naturaleza desprotegida del dispositivo formador de chispas de la llama del propio quemador piloto o de la antorcha. Está permitido colocar el dispositivo generador de chispas en un túnel.

5.9.3 Se puede utilizar la ignición por chispa de la mezcla de gas/aire aguas arriba del quemador piloto para encender la mezcla combustible antes de que la llama salga del túnel. En este caso se debe evitar el deslizamiento de la llama y garantizar una combustión estable.

5.9.4 En un sistema de quema de mezcla de gas y aire, el aire comprimido y el gas combustible pasan a través de diafragmas hacia la cámara de mezcla. La mezcla de gas y aire debe ser inflamable y no debe detonar al encenderse. El frente de llama debe fluir a través de la tubería hacia el túnel del quemador piloto y asegurar su encendido.

5.9.5 En un sistema de encendido por chispa para una mezcla de gas/aire, se debe ubicar un electrodo capaz de realizar una descarga capacitiva de alta energía en el flujo ascendente de la mezcla en la tubería hacia el quemador piloto del soplete o en la tubería de derivación entre el panel de control ubicado en el límite de la zona de protección y la salida del quemador.

El electrodo de este sistema no debe ubicarse muy cerca de la llama.

5.9.6 El quemador piloto de aire comprimido del sistema de quema de gas debe estar conectado al panel de control. El diseño del panel de control debe incluir un dispositivo de encendido y una ventana de inspección. Como dispositivo de encendido se puede utilizar una bujía o un encendedor eléctrico piezoeléctrico.

Los sensores de presión de aire y combustible deben estar llenos de líquido o tener amortiguadores para evitar daños a los sensores debido a los pulsos de presión. El canal del dispositivo generador de chispas debe estar diseñado para la misma presión que la tubería de transporte. Está permitido utilizar un quemador con sistema de antorcha de gas para encender dos o más quemadores piloto.

5.9.7 Los quemadores piloto de un sistema de quema de gas se pueden conectar al colector mediante líneas equipadas con válvulas, cada una de las cuales enciende un quemador piloto. En este caso, cada quemador piloto debe encenderse individualmente. En este caso, el frente de llama debe ser tal que todos los quemadores piloto puedan encenderse durante un único paso del frente de llama. La instalación de tuberías debe cumplir con los requisitos de los documentos reglamentarios para la operación segura de tuberías de proceso.

5.9.8 El quemador piloto del sistema de quema de gas se utiliza para encender un quemador piloto. La longitud de la tubería que conecta el quemador con el inyector no debe exceder los 90 m. El sistema, incluido el quemador piloto y la tubería con el inyector, está montado en el cilindro del soplete.

5.9.9 La cantidad mínima permitida de sistemas de encendido para la mayoría de las puntas de antorcha está determinada por los documentos reglamentarios del fabricante. Para los hidrocarburos no gaseosos o las mezclas de hidrocarburos/inertes con un poder calorífico inferior a 2700 kcal/Nm, se utilizan sistemas de encendido adicionales con una potencia térmica superior.

5.9.10 El encendedor eléctrico directo se instala directamente en el quemador piloto según la decisión del desarrollador del proyecto.

5.10 Control de llama

5.10.1 El sistema de monitoreo de llama debe confirmar que los quemadores piloto están en estado encendido.

5.10.2 Los convertidores térmicos deben detectar la presencia de una llama del quemador piloto y no verse afectados por ella.

5.10.3 Los detectores de ionización deben responder a los cambios en la conductividad entre los electrodos ubicados en la llama y proporcionar una señal sobre la presencia de una llama en el quemador piloto.

5.10.4 En un sistema óptico de detección de llamas, se deben utilizar dos tipos de sensores ópticos: ultravioleta e infrarrojos.

5.10.5 En los sistemas acústicos, es necesario utilizar detectores que monitoreen la característica de sonido de un dispositivo quemador en funcionamiento. Los requisitos para el rango de frecuencia generado por la llama del dispositivo quemador se establecen en los documentos del fabricante.

6 Requisitos para instalaciones de antorchas con ejes horizontales

6.1 El dispositivo quemador de una instalación de antorcha con eje horizontal debe garantizar una fina atomización de los residuos industriales suministrados para neutralizar el fuego y mezclarlos con aire y gas combustible.

6.2 Se debe suministrar gas combustible en cantidades necesarias para formar una llama estable.

6.3 El diseño del dispositivo quemador debe proporcionar una inyección suficiente de aire atmosférico para una combustión sin humo.

6.4 Las unidades de antorcha con ejes horizontales están equipadas con un sistema de protección que corta el gas y las aguas residuales cuando se desvían de los valores operativos de los parámetros del proceso establecidos por la documentación de diseño.

6.5 El dispositivo quemador debe contar con un sistema de quemadores piloto que aseguren una combustión estable de la antorcha.

7 Requisitos para instalaciones de antorchas cerradas (tierra)

7.1 Las cámaras de combustión en instalaciones de antorchas cerradas (terrestres) deben tener una cerca diseñada para reducir el efecto del viento en el proceso de combustión y evitar el acceso no autorizado al aire.

7.2 Durante el funcionamiento de instalaciones de antorcha cerradas (terrestres), controlar la cantidad y calidad del aire suministrado a la cámara de combustión y la temperatura del flujo de gases de combustión que sale de la cámara.

7.3 Cuando se alcanza la carga máxima de la primera etapa, se debe encender el siguiente sistema de quemador para quemar el gas residual a un caudal alto.

7.4 Las dimensiones de la cámara de combustión deben estar determinadas por las características de diseño del conjunto del quemador. Las dimensiones de la cámara de combustión se determinan en función de la liberación volumétrica de calor, cuyo valor medio debe ser igual a 310 kW/m.

7.5 Los quemadores y los sistemas de control de quemadores para quemadores piloto activados deben diseñarse para los caudales de gas y líquido especificados establecidos en la documentación de diseño para garantizar una combustión sin humo.

7.6 El diseño del conjunto del quemador debe garantizar una combustión estable en todas las condiciones de flujo de gases residuales en el rango de funcionamiento y no provocar pulsaciones de combustión que puedan provocar vibraciones resonantes en el cuerpo de la cámara de combustión.

7.7 El diseño de la antorcha de tierra debe proporcionar el flujo de aire necesario hacia la cámara de combustión y una salida para el flujo de gases de combustión calientes desde la cámara de combustión. Para reducir la temperatura de los productos de combustión, es necesario prever el suministro de exceso de aire. El flujo de aire hacia la cámara de combustión debe realizarse mediante tiro natural o forzado.

7.8 En un diseño con suministro de aire forzado, se deben proporcionar dispositivos de ajuste para proporcionar un tiro que elimine la distorsión de la llama del soplete y la aparición de vibraciones.

7.9 Durante el funcionamiento, se debe garantizar un flujo de aire uniforme a todos los quemadores. Las rejillas de obstrucción para la entrada de aire a los quemadores deben garantizar una distribución uniforme del flujo de aire a través de los quemadores.

7.10 El diseño de la barrera debe brindar protección al personal contra la radiación de las llamas y contra las superficies exteriores de la cámara de combustión.

7.11 El diseño de las entradas de aire en el cerco debe asegurar un nivel de ruido no superior a 80 dBA a una distancia de 1,0 m de los puntos de entrada de aire.

8 Requisitos técnicos para equipos de antorcha

8.1 El equipo debe cumplir con los requisitos de PB 09-540-03 *, secciones: III “Requisitos para garantizar la seguridad contra explosiones de los procesos tecnológicos”; V "Diseño hardware de procesos tecnológicos"; VI "Sistemas de seguimiento, control, señalización y protección automática de emergencia de procesos tecnológicos"; VII "Suministro de energía y equipamiento eléctrico de sistemas tecnológicos explosivos"; XI “Mantenimiento y reparación de equipos de proceso y ductos”.
________________
* En el territorio de la Federación de Rusia, el documento no es válido según la orden de Rostekhnadzor No. 96 del 11 de marzo de 2013. Están vigentes las normas y reglas federales en el campo de la seguridad industrial “Reglas generales de seguridad contra explosiones para las industrias químicas, petroquímicas y de refinación de petróleo con riesgo de explosión”, que se detallan más adelante en el texto. - Nota del fabricante de la base de datos.

8.2 Requisitos generales de seguridad para equipos y controles, de acuerdo con GOST 12.2.003.

8.3 Requisitos para el diseño climático de equipos, según GOST 15150.

8.4 Requisitos para equipos que funcionan bajo presión, según GOST R 52630.

8.5 El equipo durante la operación debe evitar la formación de una mezcla de gas y aire en el volumen interno del barril de antorcha. Se debe evitar el flujo de aire a través de la punta de la antorcha hacia el cañón y hacia el cabezal de la antorcha. Durante el funcionamiento se debe realizar un lavado continuo con gas inerte o gas combustible. Se deben proporcionar los enclavamientos necesarios (determinados por el diseño del equipo) para evitar la entrada de aire atmosférico al tubo de antorcha cuando el vacío en la base del tubo de antorcha sea superior a 1000 Pa y el suministro de gas inerte al cabezal de antorcha cuando se interrumpe el suministro de gas de purga.

8.6 El diseño del equipo debe prever la presencia de dispositivos de protección o dispositivos que impidan la entrada de aire atmosférico al cabezal de antorcha. Estos dispositivos y (o) aparatos están ubicados en el cabezal o en la línea de gas residual.

8.7 Como dispositivos de protección se utilizan válvulas de difusión (válvulas estáticas de gas), válvulas de alta velocidad (dinámicas de gas), válvulas de líquido y, si es necesario, cortafuegos.

8.8 El soporte de la torre de la antorcha debe protegerse de la caída directa del rayo instalando un pararrayos en el nivel superior de la estructura y asegurando su contacto eléctrico con la tierra (posiblemente a través de las estructuras metálicas de los soportes con la implementación de las medidas de diseño adecuadas). Requisitos para dispositivos de protección contra rayos - según SO 153-343.21.122.

8.9 El marcado e iluminación diurna del soporte deberá realizarse de acuerdo con los requisitos de REGA RF-94, PB 03-591-03. Al implementar un sistema de cercado liviano, se deben instalar dispositivos de iluminación portátiles en la plataforma superior.

8.10 La instalación de antorcha debe estar equipada con instrumentos que monitoreen los parámetros tecnológicos con registro y visualización constante de las lecturas, según PB 03-591-03.

8.11 El dispositivo para encendido remoto de la antorcha debe estar equipado con regulación automática de gas combustible y presión de aire.

8.12 En el modo de funcionamiento, la unidad de antorcha debe contar con control automático del caudal de gas de purga para mantener su valor de diseño.

9 Requisitos de seguridad

9.1 Antes de cada arranque, el sistema de antorcha debe purgarse con nitrógeno para que el contenido de oxígeno dentro (en la base) de la chimenea no exceda el 1,0% en volumen. (Requisito PB 08-624-03*).
________________
* En el territorio de la Federación de Rusia, el documento no es válido según la orden de Rostechnadzor No. 101 del 12 de marzo de 2013. Se encuentran vigentes, en adelante, las normas y reglamentos federales en materia de seguridad industrial “Reglas de Seguridad en la Industria del Petróleo y Gas”. - Nota del fabricante de la base de datos.


Al descargar hidrógeno, acetileno, etileno y monóxido de carbono, el contenido volumétrico de oxígeno no debe exceder los estándares establecidos por PB 03-591-03.

Las mediciones de la concentración de oxígeno deben tomarse dentro del pozo de antorcha en su base.

9.2 Para evitar la penetración de aire en el sistema de antorcha, se proporciona un suministro de gas de purga a una intensidad que asegure un caudal de acuerdo con los requisitos de PB 03-591-03, evitando la entrada de aire. El caudal de gas de purga se establece mediante la documentación de diseño.

9.3 Al preparar y realizar trabajos de reparación, se deben tomar medidas para garantizar la seguridad de este trabajo de acuerdo con los documentos reglamentarios vigentes.

9.4 La instalación de la antorcha debe cumplir con los requisitos de seguridad contra explosiones e incendios especificados en PB 08-624-03. Provisión de medios primarios de extinción de incendios de acuerdo con las normas vigentes.

10 requisitos medioambientales

10.1 La instalación de antorcha debe garantizar una combustión estable en todo el rango de caudales de gases residuales, una combustión sin humo de descargas constantes y periódicas.

10.2 La instalación de antorcha debe garantizar una densidad de flujo de calor segura en la zona protectora y en la superficie de los equipos ubicados a su alrededor.

Las zonas y los niveles seguros de flujos de calor se determinan de acuerdo con los requisitos de PB 03-591-03.

10.3 Al diseñar, se deben utilizar soluciones de diseño para asegurar la combustión completa de los gases y vapores de hidrocarburos descargados, para lo cual se deben utilizar soluciones de diseño para asegurar la inyección de aire atmosférico y la mezcla necesaria del gas de descarga con aire.

10.4 Al diseñar un dispositivo de antorcha, se debe tener en cuenta la altura a la que se emiten los productos de combustión nocivos para eliminar una posible contaminación ambiental.

11 Requisitos de almacenamiento

11.1 Los equipos, aparatos y estructuras metálicas de la instalación de antorcha (sin equipos de automatización) deben conservarse antes del almacenamiento.

11.2 El almacenamiento de equipos, aparatos y estructuras metálicas de la instalación de antorcha debe realizarse en las condiciones 7(Zh1) de acuerdo con GOST 15150. Los instrumentos y equipos de automatización deben almacenarse de acuerdo con los requisitos de las instrucciones de funcionamiento de los fabricantes.

12 Eliminación

Antes de enviar el equipo de instalación de antorchas para su eliminación (reciclaje), es necesario liberarlo de los medios de trabajo utilizando la tecnología de la empresa propietaria, que garantiza un trabajo seguro, así como desmontar y cortar el equipo clasificando el metal por tipo y grado. .

La invención se refiere a puntas de antorcha para quemar emisiones de emergencia, permanentes y periódicas de gases inflamables, se puede utilizar en las industrias petroquímica, de refinación de petróleo y otras y permite aumentar la confiabilidad y vida útil de la punta de antorcha al eliminar el impacto de la llama en la superficie exterior del quemador principal y el protector contra el viento. El cabezal de la instalación de antorcha contiene un quemador principal para quemar el gas de descarga, quemadores piloto, un dispositivo cortavientos instalado coaxialmente y formando con él un espacio anular, realizado en forma de cilindro, abierto en la parte superior y tapado en la parte inferior con un fondo, instalado en el quemador principal, las paredes del cilindro están hechas en forma de carcasa y un conjunto de palas espaciadas uniformemente instaladas entre la carcasa y el fondo; las palas están hechas en forma de sectores de un cilindro, con las partes exteriores de las palas tocando los planos radiales. 2 enfermos.

Dibujos para la patente de RF 2344347

La invención se refiere a cabezales de antorcha para quemar emisiones de emergencia, permanentes y periódicas de gases inflamables y puede usarse en las industrias petroquímica, de refinación de petróleo y otras.

Se conoce el cabezal de una instalación de antorcha que contiene el quemador principal (tubo cilíndrico), un protector contra el viento instalado en la parte superior del cabezal coaxialmente con el quemador principal y formando un espacio anular con él, quemadores piloto (ver patente RF 2095686, IPC F23D 14/38, publicado el 11.10.1997) (analógico).

Este encabezado funciona de la siguiente manera. El gas quemado ingresa al quemador principal en forma de tubo cilíndrico y, al salir, se enciende mediante quemadores piloto. El parabrisas mantiene la llama vertical. Sin embargo, este protector contra el viento no protege la superficie exterior del quemador principal de la exposición a las llamas en condiciones de viento cruzado. Esto se explica por el hecho de que durante un viento cruzado, se forma una zona de baja presión en el lado de sotavento de la punta con un flujo de recirculación de aire separado, en el que la llama es aspirada a través del espacio anular. Como resultado del efecto térmico de la llama, se reduce la confiabilidad y la vida útil de la punta de antorcha.

Este inconveniente se ha eliminado parcialmente en las instalaciones de antorchas descritas en el catálogo de la organización industrial "Generación" página 4 (ver el sitio web de la PG "Generación" www.generación.ru) (prototipo).

En estas instalaciones, el cabezal contiene el quemador principal en forma de tubo cilíndrico, en el exterior del cual se instalan coaxialmente un cortavientos cilíndrico-cónico y quemadores piloto. La sección cónica del deflector de viento está situada en la parte superior de la pantalla y cubre el espacio anular entre el tubo cilíndrico y el deflector de viento.

El principio de funcionamiento de dicho cabezal es el siguiente. El gas quemado ingresa al quemador cilíndrico principal de la punta y, al salir, es encendido por los quemadores piloto. Un protector contra el viento cilíndrico protege la superficie exterior del quemador principal de la exposición a las llamas en caso de viento cruzado. Sin embargo, en este caso, la superficie exterior del parabrisas cilíndrico está expuesta al calor como resultado de que la llama desciende desde el lado de sotavento hacia la zona de baja presión y flujo de recirculación detrás del parabrisas. Esto produce efectos térmicos en la pantalla, reduce la confiabilidad y la vida útil del cabezal y requiere el reemplazo periódico de la pantalla contra el viento.

El resultado técnico de la invención propuesta es aumentar la confiabilidad y aumentar la vida útil de la punta eliminando el impacto de la llama durante un viento lateral en las superficies exteriores del quemador principal y el parabrisas.

Para lograr este objetivo, el cabezal de la instalación de antorcha contiene, como el prototipo más cercano a él, un quemador principal con un dispositivo cortavientos instalado coaxialmente sobre él, formando con él un espacio anular (el quemador), y quemadores piloto.

A diferencia de la cabeza conocida, el parabrisas tiene forma de cilindro, abierto en la parte superior y tapado en la parte inferior con un fondo montado en el quemador principal; las paredes del cilindro tienen forma de carcasa. montado en la parte superior y un conjunto de cuchillas espaciadas uniformemente instaladas entre la carcasa y la parte inferior. Las palas están hechas en forma de sectores cilíndricos, las partes exteriores de las palas tocan los planos radiales.

La Figura 1 muestra una sección longitudinal del cabezal abocinado, la Figura 2 muestra la sección A-A de la Figura 1.

El cabezal contiene el quemador principal 1 y una pantalla cortavientos instalada coaxialmente sobre él, formando con ella un espacio anular 2 y quemadores piloto 3. El dispositivo cortavientos tiene forma de cilindro, abierto en la parte superior y tapado en la parte inferior con un fondo 4. Las paredes del cilindro están hechas en forma de una carcasa 5, instalada en la parte superior, y un conjunto de palas 6 espaciadas uniformemente. Las palas están hechas en forma de sectores de cilindro, las partes exteriores de las palas tocar los planos radiales 7.

El encabezado propuesto funciona de la siguiente manera.

El gas quemado ingresa al quemador principal 1 del cabezal y, al salir, se enciende mediante los quemadores piloto 3. Cuando hay viento lateral en el lado de barlovento, el flujo de viento ingresa a través de los espacios entre las palas 6 dentro del dispositivo a prueba de viento hacia el espacio anular 2, adquiriendo un movimiento de rotación. Sólo una pequeña parte del aire entrante puede escapar hacia el lado de sotavento a través del espacio entre las palas 6, porque Para escapar, el flujo de aire giratorio debe cambiar de dirección casi en el sentido opuesto, y esto está asociado con la superación de una gran resistencia hidráulica. Para crear tal movimiento de aire en el espacio anular 2, las palas 6 se instalan de modo que sus partes exteriores toquen las superficies radiales 7 y las partes interiores estén dirigidas tangencialmente. El fondo ciego 4 impide el movimiento descendente del aire desde el espacio 2. Todo esto provoca un movimiento del aire ascendente, lo que evita que la llama descienda y afecte la estructura de la punta. La carcasa 5 protege la llama del quemador principal 1 y de los quemadores piloto 3 de los efectos de las ráfagas de viento.

AFIRMAR

El cabezal de la instalación de antorcha, que contiene el quemador principal para quemar el gas de descarga, los quemadores piloto y un dispositivo cortavientos, instalado coaxialmente y formando con él una ranura anular, realizado en forma de cilindro, abierto en la parte superior y tapado en la parte inferior. fondo con fondo, instalado en el quemador principal, las paredes del cilindro están hechas en forma de carcasa y un conjunto de palas espaciadas uniformemente instaladas entre la carcasa y el fondo, las palas están hechas en forma de sectores de un cilindro, y las partes exteriores de las palas tocan los planos radiales.