ЗАТВЕРДЖЕНО

Держгіртехнаглядом

ПРАВИЛА
ПРИСТРОЇ І БЕЗПЕЧНОЇ ЕКСПЛУАТАЦІЇ
ФАКЕЛЬНИХ СИСТЕМ

ПБ 09-12-92

Редакційна колегія: е. А. Малов, Е. С. Стародубцев, А. А. Шаталов, Р. А. Стандрик, А. І. Ельнатанов, А. В. Куликов

Ці Правила підготовлені на основі Правил устрою та безпечної експлуатації факельних систем, затверджених Держпроматомнаглядом СРСР 3 грудня 1991 р., із внесенням низки доповнень та змін.

Під час підготовки Правил враховано передовий досвід роботи вітчизняних підприємств та зарубіжних фірм у галузі забезпечення безпечної експлуатації факельних систем.

Правила поширюються на підприємства та організації хімічної, нафтохімічної, нафтопереробної галузей промисловості незалежно від форм власності.

З введенням у дію цих Правил вважати такими, що втратили чинність, Правила устрою та безпечної експлуатації факельних систем, затверджені в 1984 р. (ПУ та БЕФ-84).

1. ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ

1.1. Смолоскипна система призначена для скидання та подальшого спалювання горючих газів і пар у випадках:

спрацьовування пристроїв аварійного скидання, запобіжних клапанів, гідрозатворів, ручного стравлювання, а також звільнення технологічних блоків від газів і пар в аварійних ситуаціях автоматично або із застосуванням дистанційно керованої запірної арматури та ін;

постійних, передбачених технологічним регламентом здувки;

періодичних скидів газів та парів, пуску, налагодження та зупинки технологічних об'єктів.

Терміни, що вживаються в цих Правилах, та їх визначення наведено у дод. .

1.2. Проектування, будівництво, реконструкція та експлуатація факельних систем вибухопожежонебезпечних та вибухонебезпечних виробництв, підконтрольних Держгіртехнагляду Росії, повинні проводитись відповідно до вимог будівельних норм та правил, Загальних правилвибухобезпеки для вибухопожежонебезпечних хімічних, нафтохімічних та нафтопереробних виробництв, Правил улаштування та безпечної експлуатації судин, що працюють під тиском, Правил улаштування та безпечної експлуатації трубопроводів для горючих, токсичних та зріджених газів, Інструкції з влаштування блискавкозахисту будівель та споруд та цих Правил.

Порядок та терміни приведення діючих факельних систем у відповідність до вимог цих Правил визначаються керівниками підприємств за погодженням з органами Держгіртехнагляду Росії.

1.3. До приведення факельних систем у відповідність до вимог цих Правил підприємствами спільно з проектними організаціями повинні бути розроблені та затверджені в установленому порядку заходи щодо підвищення безпеки діючих факельних систем, погоджені з органами Держгіртехнагляду Росії.

1.4. На підприємствах, що експлуатують факельні системи, повинні бути складені та затверджені в установленому порядку інструкції щодо їх безпечної експлуатації.

Вказані інструкції підлягають перегляду раз на п'ять років. При необхідності внесення доповнень до інструкції, а також у разі змін у схемі чи режимі роботи вони мають бути переглянуті до закінчення терміну їхньої дії.

1.5. Введення в експлуатацію новозбудованих факельних систем з відступом від цих Правил, а також без інструкцій щодо безпечної експлуатації забороняється.

В обґрунтованих випадках відступи від Правил узгоджуються з Держгіртехнаглядом Росії у встановленому порядку.

1.6. Для контролю над роботою факельних систем наказом (розпорядженням) по підприємству, виробництву, цеху, де експлуатуються ці системи, у складі інженерно-технічних працівників призначаються відповідальні особи, які пройшли перевірку знань цих Правил.

1.7. Електроприймачі факельних систем (пристрої контролю полум'я, запальні пристрої та засоби КВП) за надійністю електропостачання відносяться до споживачів першої категорії.

2. ВИДИ СКИДІВ І ВИМОГИ ДО НИМ

2.1. При проектуванні технологічних процесів у необхідних випадках слід передбачати побочное звільнення апаратури та трубопроводів від вибухонебезпечних газів та пари з відповідним автоматичним за заданою програмою або дистанційним керуванням пристроями, що відсікають, що припиняють надходження газів і пар до аварійного блоку.

2.2. Скидання горючих газів і парів, що поділяються на постійні, періодичні та аварійні, для спалювання або збору та подальшого використання слід спрямовувати до факельних систем:

загальну (за умови сумісності скидів);

окрему;

спеціальну.

Принципові схеми скидання газів та парів наведені у дод. та .

2.3. По кожному джерелу скидання газів і парів, що спрямовуються до факельних систем, повинні бути визначені можливі їх склади та параметри (температура, тиск, щільність, витрата, тривалість скидання, а також параметри максимального, середнього та мінімального сумарного скидання з об'єкта).

2.4. Для запобігання утворенню у факельній системі вибухонебезпечної суміші слід використовувати продувний газ - паливний або природний, інертні гази, у тому числі гази, що одержуються на технологічних установках і використовуються як інертні гази.

Принципова схема подачі продувного газу наведена у дод. .

2.5. Вміст кисню в газах і парах, що продувають і скидаються, в тому числі в газах складного складу, не повинен перевищувати 50 % мінімального вибухонебезпечного вмісту кисню в можливій суміші з пальним.

2.6. При скиданнях водню, ацетилену, етилену та окису вуглецю та сумішей цих швидкогорючих газів вміст кисню в них повинен становити не більше 2 % об'ємних.

2.7. Забороняється направляти у смолоскипну систему речовини, взаємодія яких може призвести до вибуху (наприклад, окислювач та відновник).

2.8. У газах і парах, що скидаються в загальну та окрему факельні системи, не повинно бути крапельної рідини та твердих частинок. Для цього в межах технологічної установки необхідно встановлювати сепаратори.

У факельному колекторі і трубопроводах, що підводять, температура газів і пар повинна бути такою, при якій виключена можливість кристалізації продуктів скидання.

2.9. Для факельної системи з встановленням збору вуглеводневих газів і пар температура скиданих газів і пар на виході з технологічної установки повинна бути не вище 200 і не нижче -30 ° С, а на відстані 150-200 м перед входом в газгольдер - не більше 60 ° С .

2.10. Забороняється використовувати як паливо вуглеводневі гази, що скидаються, і пари з об'ємним вмістом в них інертних газів більше 5 %, речовин I та II класів небезпеки (крім бензолу) – понад 1 %, сірководню – понад 8 %.

Скиди, при спалюванні яких у продуктах згоряння утворюються або зберігаються шкідливі речовини I та II класів небезпеки, слід направляти у спеціальні ємності для подальшої утилізації та переробки.

Відступи від вимог цього пункту можуть допускатися лише за відповідного обґрунтування та за погодженням з органами Держгіртехнагляду Росії.

2.11. Не допускаються постійні та періодичні скидання газів і пар у загальні факельні системи, в які спрямовуються аварійні скидання, якщо суміщення зазначених скидів може призвести до підвищення тиску в системі до величини, що перешкоджає нормальній роботі запобіжних клапанів та інших протиаварійних пристроїв.

2.12. Втрати тиску у факельних системах при максимальному скиданні не повинні перевищувати:

для систем, в які спрямовуються аварійні скидання газів та пари, - 0,02 МПа на технологічній установці та 0,08 МПа на ділянці від технологічної установки до виходу з оголовка смола факельного;

для систем із встановленням збору вуглеводневих газів та пари - 0,05 МПа від технологічної установки до виходу з оголовка смола факельного.

Для окремих та спеціальних факельних систем втрати тиску не обмежуються та визначаються умовами безпечної роботи підключених до них апаратів.

2.13. Горючі гази і пари, що скидаються з технологічних апаратів через гідрозатвори, розраховані на тиск менший, ніж тиск у факельному колекторі, слід направляти до спеціальної факельної системи або спеціального факельного трубопроводу, не пов'язаного з колектором від інших запобіжних пристроїв аварійного скидання, постійних і періодичних. .

Спеціальний трубопровід через окремий сепаратор необхідно підключати безпосередньо до ствола факельної установки.

2.14. В обґрунтованих випадках допускається встановлення запірної арматури після гідрозатворів на місці врізання в загальну смолоскипну систему (за винятком можливості випадкового її закриття). Одночасно передбачаються додаткові заходи безпеки, у тому числі зняття штурвала запірної арматури, опломбування її у відкритому стані, встановлення на ній спеціальних кожухів, виведення сигналу про положення арматури на пульт керування.

Тип запірної арматури визначається проектною організацією.

3. СКИДКИ ВІД ПОПЕРЕДНІХ КЛАПАНІВ

3.1. Скидання від запобіжних клапанів направляються до факельних систем.

3.2. Скидання газів і парів від запобіжних клапанів, встановлених на судинах та апаратах, що працюють із середовищами, що не належать до вибухонебезпечних та шкідливих речовин, а також скидання легких газів дозволяється направляти через скидну трубу в атмосферу.

Пристрій скидних труб та умови скидання повинні забезпечувати ефективне розсіювання газів і пар, що скидаються, що виключає утворення вибухонебезпечних концентрацій у зоні розміщення технологічного обладнання, будівель та споруд. Розрахунок концентрацій пального газу при скиданні через скидну трубу наведено в дод. . При цьому слід передбачати пристрої, що запобігають попаданню рідини в скидні труби та її скупчення.

Примітки.

1. До легких газів відносяться метан, природний газ і водневмісний газ із щільністю не більше 0,8 по відношенню до щільності повітря.

2. У разі можливості зміни складу газу, що скидається, що призводить до збільшення його щільності більше 0,8 по відношенню до щільності повітря, скидання газу в атмосферу не допускається.

3. При організації скидів в атмосферу слід керуватися Методикою розрахунку концентрації в атмосферному повітрі шкідливих речовин, що містяться у викидах підприємств та санітарними нормами.

3.3. Скидання від запобіжних клапанів горючих газів та парів, що містять речовини I та II класів небезпеки у кількостях не більше 1 % об'ємних (сірководень – до 8 % об'ємних), допускається спрямовувати до загальної факельної системи.

3.4. Скидання від запобіжних клапанів газів і парів, що містять речовини І та ІІ класів небезпеки в кількостях більше 1 % об'ємних, повинні піддаватися очищенню та знешкодженню (нейтралізація, поглинання, розкладання, спалювання тощо). Для спалювання такі скидання направляються в окрему або спеціальну смолоскипну систему.

3.5. Горючі гази та пари від запобіжних клапанів, встановлених на складських ємностях, призначених для зберігання зріджених вуглеводневих газів та легкозаймистих рідин, повинні скидатися в окрему або спеціальну смолоскипну систему.

В обґрунтованих випадках такі скидання допускається направляти для спалювання у стовбур факельного загальної факельної системи.

4. КОЛЕКТОРИ, ТРУБОПРОВОДИ, НАСОСИ

4.1. Для окремих та спеціальних факельних систем слід передбачати один факельний колектор та одну факельну установку.

Загальні факельні системи повинні мати два факельні колектори та дві факельні установки для забезпечення безперервної роботи.

При скиданнях у загальну смолоскипну систему газів, парів та їх сумішей, що не викликають корозії більше 0,1 мм на рік, допускається забезпечувати факельні установки одним колектором.

4.2. На загальних факельних системах у місцях розгалуження трубопроводів з метою відключення від факельних систем технологічних установок, складів, перемикання сепараторів, колекторів і стовбурів факелів можливе розміщення в горизонтальному положенні запірних пристроїв, опломбованих у відкритому стані.

4.3. Факельні колектори та трубопроводи повинні бути мінімальної довжини та мати мінімальну кількість поворотів, їх необхідно прокладати над землею (на опорах та естакадах).

4.4. На факельних колекторах та трубопроводах забороняється встановлювати сальникові компенсатори.

4.5. Теплова компенсація факельних колекторів і трубопроводів повинна розраховуватися з урахуванням максимальної та мінімальної температури скиданих газів і пар, максимальної температури пари для пропарювання, а також температури обігрівуючого середовища для колекторів, що обігріваються, і середньої температури найбільш холодної п'ятиденки.

4.6. Колектори і трубопроводи факельних систем повинні мати, при необхідності, теплову ізоляцію та (або) на них повинні бути встановлені супутники, що обігрівають, для запобігання конденсації та кристалізації речовин у факельних системах.

4.7. На факельних установках, призначених для спалювання гарячих газів та пари, слід застосовувати сепаратор із постійним відведенням рідини.

4.8. Факельні колектори та трубопроводи необхідно прокладати з ухилом у бік сепараторів не менше 0,003. Якщо неможливо витримувати зазначений ухил, у нижчих точках смолоскипів і трубопроводів розміщують пристрої для відведення конденсату. Конструкція збірників конденсату повинна виключати винесення рідини та передбачати їх теплову ізоляцію та зовнішній обігрів. Збірники конденсату повинні випорожнюватися автоматично, а в обґрунтованих випадках - дистанційно з операторної. Для відкачування конденсату із сепараторів та збірників застосовуються відцентрові насоси.

4.9. Врізання цехових трубопроводів у смолоскипний колектор має проводитися зверху з метою виключення заповнення їх рідиною.

4.10. При незначному вмісті конденсату в сепараторах на факельних установках, призначених для спалювання парів низькокиплячих рідин (включаючи пропан, пропілен, аміак і аміакмісні гази), видаляти рідину з сепаратора дозволяється за рахунок подачі пари або гарячої води в зовнішній примішник, обігріву виключити можливість підвищення тиску в ємності вище за розрахунковий.

4.11. За наявності в скидних газах твердих або смолистих опадів слід встановлювати два паралельні сепаратори. При малому вмісті домішок сепаратор допускається оснащувати байпасною лінією із системою зблокованих засувок «закрито-відкрито» та швидкознімними заглушками, що забезпечують постійну протоку газу та можливість чищення сепаратора.

4.12. Залежно від місця встановлення необхідно застосовувати насоси, виготовлені за 1 або 2 категоріями розміщення відповідно до .

4.13. Установка смолоскипного сепаратора і насоса по відношенню один до одного здійснюється виходячи з умови забезпечення заповнення насоса конденсатом при його надходженні в сепаратор та виключення виникнення кавітації під час роботи насоса.

4.14. Всмоктуючий трубопровід повинен мати мінімальну довжину та ухил у бік насоса, в ньому не повинно бути застійних зон.

Горизонтальні ділянки всмоктувальних трубопроводів слід розташовувати внизу (насоси). Необхідно уникати горизонтальних ділянок безпосередньо після сепаратора, для чого вихід трубопроводу, що всмоктує, з нижнього штуцера сепаратора до насоса слід розміщувати вертикально вниз.

4.15. Діаметр трубопроводу, що всмоктує, визначається за максимальною продуктивністю насоса, що приймається за графічною характеристикою.

4.16. Всі трубопроводи та арматура обв'язування насосів, щоб уникнути замерзання в холодну пору року, повинні обігріватися і мати теплову ізоляцію.

4.17. Увімкнення та вимкнення насосів для відкачування конденсату зі збірок та сепараторів повинні бути як автоматичними, так і з місця їх встановлення (виконується відповідно до схеми додатка).

при постійних та періодичних скиданнях - на суму періодичних (з коефіцієнтом 0,2) та постійних скидів від усіх підключених технологічних установок, але не менш ніж на суму постійних скидів та максимального періодичного скидання (з коефіцієнтом 1,2) від установки з найбільшою величиною цього скидання;

при аварійних скиданнях - у сумі аварійних скидів (з коефіцієнтом 0,25) від усіх підключених установок, але не менш як на величину аварійного скидання (з коефіцієнтом 1,5) від установки з найбільшою величиною цього скидання.

Примітка.

Допускається розраховувати пропускну спроможність на суму аварійних скидів від усіх підключених технологічних установок; при аварійних, постійних та періодичних скиданнях - у сумі всіх видів скидів, розрахованих гаразд, встановленому цим пунктом.

4.20. Площа прохідного перерізу засувок для аварійного скидання з ручним або дистанційним включенням приводу повинна відповідати пропускній спроможності факельного колектора на виході з установки.

4.21. На трубопроводах газів і пар, що скидаються, фланцеві з'єднання встановлюються тільки в місцях приєднання арматури, контрольно-вимірювальних приладів, а для монтажних з'єднань - у місцях, де зварювання нездійсненне.

Кожен зварний шов факельного колектора (трубопроводу) і стовбура факельного перевіряють неруйнівним методом, що забезпечує ефективний контроль якості зварного шва.

4.22. На колекторі перед смолоскипом факельного або на смолоскипному стовбурі повинно бути фланцеве з'єднаннядля встановлення заглушки під час проведення випробувань на міцність.

4.23. Для продування технологічних установок і цехових факельних трубопроводів азотом або повітрям при пуску або зупинці на ремонт в обґрунтованих випадках на виході з технологічної установки встановлюється свічка з арматурою, що відключає.

4.24. Щоб уникнути утворення вибухонебезпечної суміші, необхідно передбачати безперервну подачу продувного (паливного або інертного) газу на початок смолоскипного колектора. У разі припинення подачі паливного газу має бути забезпечено автоматичне подання інертного газу. Кількість продувного газу визначається відповідно до п. цих Правил.

5. ФАКЕЛЬНА ВСТАНОВЛЕННЯ

5.1. При роботі факельної установки необхідно забезпечувати стабільне горіння в широкому інтервалі витрат газів і парів, бездимне спалювання постійних та періодичних скидів, а також безпечну щільність теплового потоку та запобігання попаданню повітря через верхній зріз стовбура смолоскипа.

5.2. Конструкція факельної установки повинна передбачати наявність факельного ствола, оснащеного оголовком і газовим затвором, засобів контролю та автоматизації, дистанційного електрозапального пристрою, трубопроводів паливного газу, що підводять, і горючої суміші, чергових пальників із запальниками.

При необхідності смолоскипна установка оснащується сепаратором, гідрозатвором, вогнезапобіжником (при скиданні ацетилену), насосами та пристроєм для відведення конденсату.

Примітки.

1. В обґрунтованих випадках для спалювання газів та парів допускається застосування спеціальних наземних факельних установок без факельного ствола.

2. За наявності у скидних газах та парах твердих та смолистих речовин, які, відкладаючись, зменшують площу прохідного перерізу газового затвора, останній не встановлюється.

5.3. Діаметр верхнього зрізу факельного оголовка для забезпечення стабільного (без зриву) горіння слід розраховувати за максимальною швидкістю газів та парою, яка не повинна перевищувати 0,5 швидкості звуку в скидному газі. При спалюванні газів та парів із щільністю понад 0,8 щодо щільності повітря швидкість скидання не повинна перевищувати 120 м/с.

5.4. Для повноти спалювання вуглеводневих газів і парів, що скидаються (за винятком природного і некоптячих газів) слід передбачати подачу водяної пари, повітря або води. Кількість пари визначається розрахунком виходячи з умови забезпечення бездимного спалювання постійних скидів.

Якщо відношення швидкості скидання до швидкості звуку становить більше 0,2, подача пари не потрібно.

5.5. Чергові пальники із запальниками слід встановлювати на факельному оголовку. Число пальників визначається залежно від діаметра факельного оголовка відповідно до даних, наведених нижче

Діаметр факельного оголовка, мм
Число пальників, шт.		Не менше 2	Не менше 3	Не менше 4	Не менше 5

5.6. До факельного ствола має бути забезпечене підведення паливного газу для чергових пальників, а до пристрою запалення полум'я - паливного газу та повітря для приготування запальної суміші. Для виключення конденсації парів води та її замерзання в трубопроводах в холодну пору року паливний газ необхідно осушувати або подавати по трубопроводу, що обігрівається. Паливний газ не повинен містити механічних домішок.

не менше 0,05 м/с – з газовим затвором;

не менше 0,9 м/с - без газового затвора при густині продувного (паливного) газу 0,7 кг/м 3 і більше;

не менше 0,7 м/с - без газового затвора при інертному продувному газі (азоті).

Примітка.

У факельних системах, не обладнаних газовими затворами, забороняється використовувати як продувний газ паливний газ, щільність якого менше 0,7 кг/м 3 .

10.3. Перед припиненням скидання горючих газів і парів, нагрітих до високої температури, необхідно забезпечити додаткову подачу продувного газу з метою запобігання утворенню вакууму у факельній системі при охолодженні або конденсації.

10.4. Перед проведенням ремонтних робіт факельна система повинна бути від'єднана стандартними заглушками від технологічних установок і продута азотом (при необхідності пропарена) до повного видалення горючих речовин з подальшим продуванням повітрям до об'ємного вмісту кисню не менше 18 % та вмісту шкідливих речовин не більше ГДК.

Конкретні заходи щодо безпеки ремонтних робіт повинні розроблятися відповідно до керівних матеріалів.

10.5. Ремонт факельних оголовків при розташуванні в загальній зоні огородження кількох стовбурів факелів слід проводити в теплозахисному костюмі.

10.6. Забороняється під час грози перебувати на майданчику факельної установки та торкатися металевих частин та труб.

10.7. У зоні огородження стовбура смола забороняється перебувати особам, не пов'язаним з експлуатацією смолоскипних систем.

10.8. Факельні установки повинні бути забезпечені первинними засобами пожежогасіння відповідно до чинних норм.

Додаток 1

ТЕРМІНИ ТА ВИЗНАЧЕННЯ

АВАРІЙНІ СКИДКИ- горючі гази та пари, що надходять у смолоскипну систему при спрацьовуванні робочих запобіжних клапанів та інших пристроїв аварійного скидання. Величина аварійного скидання приймається рівною максимально можливим скиданням з технологічної установки.

ГАЗОВИЙ ЗАТВОР- пристрій для запобігання потраплянню повітря у смолоскипну систему через верхній зріз смола факельного і зниження витрати продувного газу.

МІНІМАЛЬНИЙ ВИБУХОНЕБЕЗПЕЧНИЙ ЗМІСТ КИСНЮ - Концентрація кисню в горючій суміші, нижче якої займання і горіння суміші стають неможливими при будь-якій концентрації пального в суміші.

ПОЧАТОК ФАКЕЛЬНОЇ СИСТЕМИ- ділянки факельних трубопроводів (колекторів), що безпосередньо примикають до межі технологічної установки.

ЗАГАЛЬНА ФАКЕЛЬНА СИСТЕМА- смолоскипна система, яка обслуговує групу технологічно не пов'язаних виробництв (установок).

ОКРЕМА ФАКЕЛЬНА СИСТЕМА- система, що обслуговує одне виробництво, один цех, одну технологічну установку, один склад або кілька технологічних блоків, які пов'язані єдиною технологією в одну технологічну нитку та можуть зупинятися одночасно (одне джерело скидання).

ПЕРІОДИЧНІ СКИДКИ- горючі гази та пари, що направляються у смолоскипну систему при пуску, зупинці обладнання, відхиленнях від технологічного режиму.

ПОСТОЯНІ СКРОДИ - горючі гази та пари, що надходять безперервно від технологічного обладнання та комунікацій при нормальній їх експлуатації.

ПОСТОЯННИЙ ВІДВІД РІДИНИ- безперервне її видалення із сепаратора самопливом без використання насосів.

РОБОЧИЙ ПОПЕРЕДНІЙ Клапан- клапан, встановлений відповідно до Правил пристрою та безпечної експлуатації судин, що працюють під тиском, для запобігання росту тиску в апараті.

РЕЗЕРВНИЙ РОБОЧИЙ Клапан- запобіжний клапан, встановлений паралельно робочому і що входить у роботу блокувальним пристроєм «закрито-відкрито».

СКИДНА ТРУБА- вертикальна труба для скидання газів та пари в атмосферу без спалювання.

СКИДКИ (СКИДНІ ГАЗИ І ПАРИ)- горючі гази та пари, що відходять від виробництва, цеху, технологічної установки, складу або іншого джерела, які не можуть бути безпосередньо використані в даній технології.

СВІЧКА- пристрій для випуску продувного газу атмосферу.

СПЕЦІАЛЬНА ФАКЕЛЬНА СИСТЕМА- система для спалювання газів і парів, які за своїми властивостями та параметрами не можуть бути спрямовані в загальну або окрему смолоскипну систему. Скиди в цьому випадку мають такі особливості: гази, що скидаються, містять речовини, схильні до розкладання з виділенням тепла; продукти, що полімеризуються, агресивні речовини, механічні домішки, що зменшують пропускну здатність трубопроводів; продукти, здатні вступати в реакцію з іншими речовинами, що спрямовуються в смолоскипну систему; сірководень у концентраціях понад 8%. Використовується також, якщо тиск у технологічній установці не забезпечує скидання у загальну смолоскипну систему тощо.

СПЕЦІАЛЬНИЙ ФАКЕЛЬНИЙ ТРУБОПРОВІД- трубопровід для подачі скидного газу до факельної установки (факельного оголовка) за особливих умов, що не збігаються з умовами у факельному колекторі.

ВСТАНОВЛЕННЯ ЗБОРУ ВУГЛЕВОДОРОДНИХ ГАЗІВ І ПАРІВ - сукупність пристроїв та споруд, призначених для збирання та короткочасного зберігання скиданих газів загальної факельної системи, повернення газу та конденсату на підприємство для подальшого використання.

ФАКЕЛЬНИЙ КОЛЕКТОР - трубопровід для збору та транспортування скидних газів та пар від кількох джерел скидання.

ФАКЕЛЬНИЙ ОГОЛОВОК- пристрій з жароміцної сталі з черговими пальниками та запальниками, оснащений пристроями для подачі водяної пари, розпорошеної води та повітря.

ФАКЕЛЬНИЙ СТВОЛ- вертикальна труба з оголовком та газовим затвором.

ФАКЕЛЬНИЙ ТРУБОПРОВІД - трубопровід для подачі скидних газів та парів від одного джерела скидання.

ФАКЕЛЬНА ВСТАНОВЛЕННЯ- сукупність пристроїв, апаратів, трубопроводів і споруд для спалювання газів і парів, що скидаються.

Додаток 2
(рекомендоване)

Принципова схема скидання газів (парів) у смолоскипну систему від запобіжних клапанів

1 - апарат, що захищається; 2 - цеховий сепаратор; 3 - факельний сепаратор; 4 - факельний стовбур; 5 - газовий затвор; 6 - блокувальний пристрій «закрито-відкрито»; 7 - цеховий колектор; 8 - смолоскипний колектор; 9 - продувний газ; 10 - лінія ручного скидання; 11 - межа цеху; 12 - скидання газів від ПК на ін. апаратах цеху; 13 - скидання газів від ін. цехів виробництва

Додаток 3
(рекомендоване)

Принципова схема скидання газів (парів) у смолоскипну систему з постійним відведенням конденсату із сепаратора через гідрозатвор

1 - смолоскипний колектор; 2 - блокувальний пристрій; 3 - факельний стовбур; 4 - сепаратор (варіант А); 5 - сепаратор (варіант В); 6 - Подача затворної рідини; 7 - гідрозатвор; 8 - продувний газ

Додаток 4
(рекомендоване)

Принципова схема подачі продувного газу факельний колектор

1 - подача продувного (паливного) газу; 2 - смолоскипний колектор; 3 - джерело скидання, найбільш віддалений від факельної установки; 4 - Подача азоту

Додаток 5
(рекомендоване)

РОЗРАХУНОК
концентрацій пального газу при скиданні із запобіжного клапана через скидну трубу

Розрахунок проведено для умов, коли викид здійснюється горизонтально протягом тривалого часу за найгірших метеоумов (штиль), а максимальна приземна концентрація газу не перевищує 50 % нижньої межі поширення полум'я (займання). Для зменшення приземної концентрації рекомендується скидний патрубок спрямовувати вертикально вгору.

1. Величина приземної концентрації газу на різних відстанях від запобіжного клапана визначається за такою формулою:

Г/м 3 ,

де М -кількість газу, що скидається, г/с;

V -секундний обсяг газу, що скидається при нормальному тиску, м 3 /с;

d- діаметр скидного патрубка, м;

Х -горизонтальна відстань від скидного патрубка до місця, де визначається концентрація, м;

r , r в- щільність газу, що скидається, і навколишнього повітря, кг/м 3 ;

h- Висота скидного патрубка, м.м.

2. Розмір максимальної приземної концентрації газу визначається за такою формулою:

Г/м3.

3. Відстань, на якій спостерігається максимальна приземна концентрація, становить:

4. Мінімальна висота викиду визначається за такою формулою:

де Знпв - концентрація нижньої межі поширення полум'я, г/м3.

2. Небезпечною зоною вважається коло радіусом Хм.

Додаток 6
(рекомендоване)

Схема оснащення насосів для відкачування вуглеводнів трубопроводами, контрольно-вимірювальними приладами та засобами автоматики

1 - робочий насос; 2 - вхід ущільнюючої рідини торцевого ущільнення валу робочого насоса; 3 - вентиль зворотного трубопроводу робочого насоса; 4 - засувка нагнітального трубопроводу робочого насоса; 5 - Мінімальний рівень рідкої фазиу сепараторі; 6 - рівень початку відкачування рідкої фази із сепаратора; 7 - максимальний рівень рідкої фази у сепараторі; 8 - перфорована труба; 9 - засувка нагнітального трубопроводу резервного насоса; 10 - вентиль зворотного трубопроводу резервного насоса; 11 - резервний насос; 12 - вхід рідини, що ущільнює, торцевого ущільнення валу резервного насоса; 13 - засувка всмоктуючого трубопроводу резервного насоса; 14 - засувка всмоктувального трубопроводу робочого насоса

ОПИС РОБОТИ НАСОСІВ

Ситуація 1

Скидання вуглеводневих газів у смолоскипну систему не проводиться. Смолоскипна система заповнена паливним або інертним газом. Смолоскипний сепаратор та насоси рідиною не заповнені. Засувки (додатки - поз. 13 та 14), вентилі (поз. 3 та 10) знаходяться у відкритому положенні. Засувки (поз. 4 та 9) закриті.

Ситуація 2

Відбувається скидання вуглеводневих газів у смолоскипну систему. У сепараторі з'являється конденсат, який по всмоктуючий трубопровод надходить в обидва насоси і заповнює їх. Відведення газової фази походить з нагнітальних ліній насосів у сепаратор по трубопроводу Ду 25 через шайбу дросельну з отвором в ній 10 мм.

Ситуація 3

У факельному сепараторі продовжується накопичення рідини. Рідина досягає рівня відкачування (1/4 висоти сепаратора). Автоматично вмикається робочий насос. Відкривається засувка на нагнітанні (додаток – поз. 4). Якщо рівень продовжує підвищуватися та досягає максимального рівня (1/2 висоти сепаратора), дається команда на включення резервного насоса та відкривається засувка (поз. 9) на лінії нагнітання резервного насоса.

Ситуація 4

Внаслідок відкачування кількість рідини в сепараторі зменшується до мінімального рівня, що визначається часом зупинки насоса. При досягненні цього рівня насос (насоси) автоматично вимикається та закриваються засувки на нагнітанні.

Додаток 7

РОЗРАХУНОК
щільності теплового потоку від полум'я, мінімальної відстані та висоти факельного ствола

1. Позначення та визначення.

C pi, C vi- теплоємності компонентів, Дж/(моль· К);

D -діаметр смолоскипної труби, м;

k- показник адіабати,

М -молекулярна маса, кг/(кг/кг/моль);

N i- молярна частка i-го компонента у суміші;

Т - температура газу, До;

V -швидкість закінчення скидного газу, м/с;

Vв - швидкість вітру на рівні центру полум'я, м/с,

При H + Z< 6 0,

При 60< H+ Z< 200;

Vт - максимальна швидкість вітру, м/с, яка визначається за додатком 4 «Будівельна кліматологія та геофізика».

Vзв - швидкість звуку в газі, що скидається, м/с:

m - відношення швидкості закінчення до швидкості звуку в газі, що скидається,m = V/ V зв.

Пропонується факельний оголовок з подачею пари діаметром 30" з панеллю розпалювання і контролю полум'я пілотних пальників. Діаметр оголовка 30" обраний виходячи з діаметра стовбура факельного 800 мм, для спалювання максимального аварійного скидання діаметром 1630 кг/год достатньо було б оголовка.

Дані технологічного процесуфакельного спалювання

	Максимальне скидання
Витрата, кг/год	1630
Температура, °С	25
Тиск на вході в стовбур (надлишковий), кПа	70
Молекулярна вага, кг/кмоль	44-57
Склад факельного газу, % про.
CH 4 -С2Н6	1.0
СЗН8	до 97.0
iC 4 H 10	до 97.0
nС4Н10	до 98.0
С5Н14	до 0,5
Діаметр вхідного патрубка, мм	800
Бездимність	Так
Пар для бездимної роботи	так
Швидкість вітру, м/с	4
Конструктивні вимоги
Розрахунковий тиск (надлишковий)	3.5 кг/см²
Розрахункова температура	-52 °С / + 38 °С
Максимальна швидкість вітру	4 м/с
Сейсмічність	6 балів
Умови майданчика
Температура повітря	-52 °С / +38 °С
Атмосферний тиск	1 атм
Енергоресурси
Пілотний газ	Природний газ
Продувний газ	Природний газ
Газ для розпалювання	Потрібно
Стисне повітря для розпалювання	потрібно
Пар	Так*
Електроенергія	220/380В, 50Гц, 3ф. (пульт керування)
Електрокласифікація	ГОСТ 15150-69

Примітки:

* Тиск пари на вході в оголовок повинен бути не менше 7 бар (ха.)
** Температура пари 250 ° С (розрахункова).

Робочі характеристики
Розрахункова витрата, кг/год	1630	1630
Молекулярна вага, кг/кмоль	44	57
Температура газу	25	25
Нижча теплотворна здатність (БТЕ/ф3)	2332	2980
Перепад тиску у факельному оголовку. кПа (хатівка)	10	10
Швидкість на виході, Mach (м/с)	0.005	0.006
Бездимність*	Так	Так
Теплове випромінювання (на відстані 50 м від основи факела)	<1.4 кВт/м²	<1.4 кВт/м²
Рівень шуму (на відстані 50 м від основи факела)**	80 дБА	80 дБА

Примітки:

* Подача пари забезпечить повністю бездимне спалювання газу, що скидається.
** Рівні шуму включають похибку ±3 дБ. Рівні шуму не включають незначне значення фонового шуму. Фоновий шум повинен бути як мінімум на 10 дБ менше за розраховані рівні шуму в кожному діапазоні частот

Примітки:

* Продувним газом може бути будь-який газ вище точки роси за зовнішніх умов без кисню, без пари і без водню.
** Парова труба, що йде по стовбуру факела, повинна бути в обов'язковому порядку ізольована з метою забезпечення необхідних параметрів пари у факельного оголовка.

Основна пропозиція

• Факельний оголовок з допоміжною подачею пари, обладнаний стабілізаційним кільцем, вітрозахисним екраном, паровими лініями, пілотними лініями та маніфольдом
• Аеродинамічний затвор
• 3 (три) вітрозахищені пілотні пальники з високоенергетичним запальником. Кожен пілотний пальник обладнаний одиничною термопарою
• Сполучна кабельна коробка для з'єднання термопари з кабелем
• Стилювальні фланці з прокладками та болтами (кріпильними елементами), включаючи 10% запасних болтів та 2 набори прокладок на розмір.
• Блок регулювання пілотного газу
• Ручна/Автоматична комбінована система запалювання (високоенергетична і з генератором фронту полум'я («вогонь, що біжить»)), включаючи високоенергетичні електроди, кабелі від трансформатора до електродів, трубопроводи розпалювання від блоку розпалювання до пілотних пальників.
• 140 м подовжувального кабелю термопар
• 3x140 м кабель високоенергетичного запалення
• Технічна документація російською мовою, сертифікат ГОСТ-Р.

Опціонально:

• Оптична система виявлення полум'я пілотних пальників
• Блок регулювання подачі пари

Економічний смолоскип з подачею пари є економічно вигідним рішенням для досягнення бездимного горіння. Хоча ефект ефективно використовувався протягом деякого часу, наш новий дизайн пропонує вдосконалені технічні характеристики.

• Ефективне бездимне горіння
• Удосконалена шумоізоляція та споживання пари
• Стабільність роботи
• Мінімізація зносу
• Зменшення опускання полум'я

Бездимна робота:

Дим з'являється при неповному згорянні газів, і вуглець, що нагорів, надходить в атмосферу у вигляді диму. Неповне згоряння є результатом недостатньої кількості змішаного повітря у центрі смолоскипа для забезпечення повного згоряння. Факельний оголовок перемішує повітря та газ усередині полум'я та забезпечує повне згоряння. Конструкція факельного оголовка складається з багатоточкової системи парових сопел, встановлених на колектор (з кільцем ущільнювача) на вершині факельного оголовка. Для досягнення бездимного горіння факельний оголовок може експлуатуватися тільки за умови використання необхідної кількості пари, при постійному підтримці мінімальної витрати.

Стабільність:

Звичайні трубчасті смолоскипи демонструють неповне спалювання, і за високої швидкості на виході можуть згаснути через недостатню стійкість полум'я. Щоб унеможливити цю проблему, компанія надає оголовок з утриманням полум'я, що створює зону низького тиску на виході. Ця зона низького тиску гарантує повне спалювання відпрацьованих газів, так і стійкість полум'я при високій швидкості на виході.

Опускання полум'я:

При впливі вітру на смолоскип, зона низького тиску створюється на підвітряній стороні смолоскипа. Дана зона низького тиску відтягує полум'я вниз, змушуючи гази впливати і згоряти на корпусі, як показано на оголовку без кільця праворуч. Кільце розташовується по периметру смолоскипного оголовка, який призначений піднімати полум'я вертикально і зменшувати опускання полум'я. Результат додаткового захисту – збільшення терміну служби оголовка. Вітрозахистна огорожа також надається як додатковий захист.

Смолоскипний оголовок з подачею пари

Ручна/автоматична панель управління розпалом та контролю полум'я, суміщена, клімато/вибухозахищена

Ручна/Автоматична система запалювання для віддаленого запалювання пілотних пальників.

Генератор вогню, що біжить, і Високоенергетична система запалювання з Блоком управління

Вибухозахищений пульт управління запаленням, виконаний з литого алюмінію, підходить для зони 2, група газової суміші II, ТЗ, включає в себе наступні компоненти:

• 1 Селектор подачі/вимкнення живлення
• 1 Індикатор подачі/вимкнення живлення
• 1 Кнопка вогню, що біжить «Запалювання»
• 1 Трансформатор запалювання для вогню, що біжить
• 1 Кнопка перевірки індикаторів
• 1 Селекторний перемикач на ручний або автоматичний режим запалювання
• 3 Кнопки високоенергетичного запалювання
• 6 Індикаторів увімкнення/вимкнення для статусу пілота
• Вільний контакт для споживачів
• Коли термопара виявляє на своєму пілотному пальнику загасання полум'я, вона автоматично запускає послідовність повторного запалення аварійного пальника.

З'єднувальні коробки

Об'єм поставки входять наступні сполучні коробки з литого алюмінію:

• Кількість 1 CK верхнього рівня для термопар
• Кількість 1 CK основи ствола для термопар
• Кількість 1 CK верхнього рівня для високовольтних кабелів
• Кількість 1 CK основи факела з 3 високоенергетичними блоками запалювання

Кабелі

В об'єм постачання входять такі кабелі:

• Компенсаційний тефлоновий кабель для термопар (3 пари) ізольований уздовж стовбура смола.
• Компенсаційний армований ПВХ кабель для термопар (3 пари), ізольований, від смола факельного до панелі запалювання (довжина визначена попередньо)
• Високовольтний термостійкий кабель Habia вздовж стовбура смолоскипа.
• Високовольтний термостійкий кабель Draka від основи стовбура факельного до панелі запалювання (довжина визначена попередньо).

Вітрозахищені пілотні пальники

Вітрозахисний пілотний пальник пропонує найкращу для факельних пілотних пальників гнучкість у визначенні полум'я та розпалювання разом із перевіреною високою продуктивністю. Пальник здатний зберігати горіння при вітрі 160 миль/год.

У соплах пілотного пальника використовуються потужні електроди. Це високотемпературні керамічні електроди, які поміщені у захисну трубу із нержавіючої сталі.

Вітрозахисний пілотний пальник

Конструкційні матеріали
Секція	Матеріал
Оголовок пілота	310 SS
Лінія запалювання	310 SS
Основна лінія	310 SS
Верхній кронштейн	310 SS
Нижній кронштейн	316L SS
Змішувач	316L SS
Фільтр	316L SS
Високовольтний запальник	Khantal
Кабелі	310 SS
Проектні дані
Загальна довжина	2.60 метрів
Bіс	40 кг
Кількість термопар	1 duplex
Довжина термопар	5 м
Споживання енергоносіїв
Паливо на пілот	1,6 Нм³/год на пілотний пальник (природний газ) при 1 Бар

Вказаний нижче пристрій є пристроєм, залежним від швидкості потоку газу і функціонує за умови, що атмосферне повітря надходить у смолоскипну систему вздовж внутрішніх стінок факельного оголовка. Це конічна конструкція, яка розташована всередині смолоскипного оголовка. Вона перешкоджає проходженню повітря нижче по внутрішній стінці та перенаправляє його рух вгору та в центр. Крім того, зменшення потоку повітря збільшує і фокусує потік продувного газу в центр оголовка, видавлюючи будь-яке атмосферне повітря з оголовка.

Вартість експлуатації підвищується через витрати продувного газу. Для демонстрації ефективності пристроїв у плані зниження вимог до обсягу продувного газу і, одночасно, в плані запобігання попадання кисню в смолоскипну систему, було потроєно три ідентичні стовбури смола. Один із них оснащений молекулярним затвором, інший - даним пристроєм, а у третього відсутній будь-який пристрій. Факельні стовбури експлуатувалися протягом 8 місяців, і в процесі цього замірявся вміст кисню б метрів нижче факельного оголовка.

Як випливає з вищенаведеної таблиці даних, цей пристрій значно знижує швидкість продувного газу. Для нього достатньо 0,012 м/с продувного газу для підтримки прийнятного рівня кисню для будь-яких несприятливих погодних умов. Мінімальна швидкість продувного газу без пристрою становить від 0,06 до 0,15 м/с. Якщо потрібно забезпечити нульовий доступ кисню або захист від потенційних втрат продувного газу, слід використовувати молекулярний затвор.

Блок регулювання подачі пари

Блок регулювання подачі пари призначений для плавного регулювання подачі пари до оголовка в залежності від витрати факельного газу.
Цей блок складається з витратоміра, датчика тиску і пневматичного керуючого клапана.
Цей блок має керуватися з АСУ ТП замовника.
Компанія надає криву залежності подачі пари від витрати факельного газу.
Розробка програми управління не входить до обсягу постачання.
Для роботи даного блоку потрібна інформація про витрати факельного газу.
Витратомір факельного газу не входить до обсягу постачання.

Оптична система виявлення полум'я пілотних пальників

Факельні системи спроектовані для спалювання вибухонебезпечних газів в умовах нормальної експлуатації та в аварійних ситуаціях. При згасанні полум'я вибухонебезпечні гази можуть випадково скидатися у довкілля. Постійне тертя полум'я факельного пілотного пальника - принципова вимога для коректної експлуатації системи та забезпечення безпеки. і зараз, полум'я багатьох пілотних пальників контролюється за допомогою термопар, які повинні монтуватися у факел. Ця система, незважаючи на свою ефективність, може створювати труднощі при збої термопари. Збій термопари може відбуватися на деяких смолоскипах через поєднання нагрівання та окислення. Доступ до несправних компонентів часто складний і дорогий. Коли система виведена з ладу, статус безпеки для пілотного пальника не надається.

Стрелкін Олексій Вікторович, начальник відділу експертів НК ТОВ «НТЦ «НафтаМетСервіс»

Філін Володимир Євгенович, заступник генерального директора ТОВ «Техекспертиза»

У статті описуються вимоги до різних елементів факельних установок, у тому числі оголовків, дано розрахунки за оптимальним розміром стовбура.

В даний час на об'єктах капітального будівництва та технічного переозброєння факельного господарства, згідно з завданням на проектування, проектуємо факельну установку та її обв'язування. Значна частина технологічних установок (ДНС, УПС, УПВСН) підключена до існуючої системи газозбору, таким чином факельні установки служать тільки для аварійного спалювання попутного газу і для спалювання невеликих обсягів газу зі скидів із запобіжних пружинних клапанів (ППК).

Газ, що скидається запобіжними пристроями, повинен відводитися в систему або на факел (свічку). Пропоную установку одного факела аварійного спалювання на існуючій системі газозбору від групи технологічних установок, а на технологічній установці встановлюємо свічку для спалювання малих, періодичних скидів газу від запобіжних клапанів та при спорожненні технологічних ємностей.

Згідно з принциповою схемою, продукція свердловин надходить у нафтогазовий сепаратор поз. НГС, де за надлишкового тиску 0,3 МПа здійснюється сепарація газу. Тиск підтримується регулюючим клапаном до себе, який встановлюється на газовій лінії. Газ, що виділився в НГС, подається до газосепаратора. У газосепараторі ГС відбувається відділення конденсату (крапельної рідини) від газу, після чого попутний нафтовий газ прямує до врізання в існуючий газопровід системи газозбору. В аварійному режимі (компресорна трасою або ГПЗ не приймає газ) газ надходить на проектовану загальну факельну установку для групи дожимних насосних станцій, що розміщується в районі ДНС-10. Смолоскипна установка укомплектована стовбуром смолоскипним, оголовком смолоскипним із засобами контролю та автоматизації. Умови застосування: газ системою газозбору до факельної установки при ДНС-10 повинен транспортуватися під своїм тиском (без компресора) і тиск у точці підключення газопроводу від технологічної установки до загальної системи газозбору має бути не більше 0,3 Мпа.

Газ, що виділився в дренажній ємності при скиданні із запобіжних клапанів і при випорожненні ємнісного обладнання (поз. ЕПН-1), відводиться на свічку для спалювання малих, періодичних скидів газу.

Розпалювання на свічці відбувається таким чином, при спрацьовуванні запобіжного клапана на ємності, датчик тиску встановлений на трубопроводі, що відводить, від ППК дає сигнал в систему розпалювання, також можливо подати сигнал на розпалювання по положенню затвора зворотного клапана на свічці.

Склад обладнання свічки:

1. Оголовок D80.

2. Стовбур h=5,0м, Dу 100;

3. Клапан зворотний;

4. Автоматизована система управління розпалом та контролем полум'я АСУ РКП. Типове обладнання факельної установки на групу ДНС:

1. Факельна установка;

2. Місткість підземна дренажна для збору конденсату з двома насосами;

3. Електрифіковані засувки

Особливості аналізованої установки:

Повна автоматизація процесу «електророзпалювання – контроль полум'я»;

Необмежена кількість та швидкодія запусків факела;

На наступному малюнку наведено розрахункову схему факельної установки з оголовком прямоточного типу. Факельна установка містить стовбур факела 1, факельний оголовок 2 і вхідний штуцер 3. Найчастіше для розрахунків приймають відношення, що часто використовується:

- Висота факельного стовбура, м;

Діаметр факельного ствола, м.

При цьому коефіцієнт місцевого опору при повороті потоку після вхідного штуцера 3 приймають ξ пов =1

При спалюванні граничних легких вуглеводнів: метану, етану, пропану добре зарекомендували себе оголовки прямоточного типу.

При спалюванні важких вуглеводнів, а особливо ненасичених, без застосування спеціальних засобів придушення диму (подача водяної пари, додаткового повітря) утворюється набагато менше диму при застосуванні спеціальних струминних факельних оголовків. Даний оголовки відрізняються від прямоточних тим, що скидний газ виходить в атмосферу не через циліндричний зріз факельного оголовка, а через ряд сопел, при цьому забезпечується хороше змішування з повітрям і, як наслідок, хороше, а найчастіше бездимне згоряння.

Вихідними даними для розрахунку діаметра факельної установки є склад газу, його щільність ρ і надлишковий тиск ∆:

- Атмосферний тиск, Па.

Для газу можна застосовувати модель стисканої рідини, використовуючи прості рівняння:

- Швидкість газу, м / с;

- Площа поперечного перерізу, м2.

- Діаметр прохідного перерізу.

Число Рейнольдса:

- Кінематичний коефіцієнт в'язкості, стокс.

Сучасні факельні установки повинні відповідати таким вимогам:

Бездимне або малодимне спалювання газу;

Швидкий та безвідмовний розпал;

Можливість керування з віддаленого місця (операторної);

Можливість передачі параметрів роботи установки оператору та на верхній рівень АСУТП, прийняття автоматикою рішень у разі виходу установки за рамки нормального режиму.

Відповідно до існуючої теорії горіння газів, чим більше молярна маса газу, тим складніше забезпечити бездимне згоряння. Особливо багато диму буває у ненасичених вуглеводневих газів. Для забезпечення бездимного згоряння застосовують багато способів. В основному вони спрямовані на забезпечення максимального перемішування газу, що спалюється з повітрям. При цьому, згідно з даними експериментів, що вища швидкість газу, що виходить із сопла, тим з більшою молярною масою можна бездымно спалити газ.

Ефективним способом димопридушення є подача в зону горіння пари, але в більшості випадків такої можливості немає. Не знайшло великого застосування та застосування повітродувок, тому що при цьому збільшуються капітальні та експлуатаційні витрати.

Конструкція більшості вироблених оголовків в даний час є трубою з жаростійкої сталі з кінетичним газовим затвором всередині, який служить для виключення проникнення полум'я в стовбур установки, для чого необхідно застосування продувного газу.

На кінці труби встановлені чергові пальники та вітрозахисний козирок. Пристрій розпалювання може бути як на оголовку, так і на стовбурі, в тому числі на підставі стовбура або взагалі за огорожею установки. До чергових пальників при цьому підходять запальні трубопроводи. Контроль полум'я здійснюють термопарами, іонізаційними зондами, оптичними, акустичними або газодинамічних датчиків. Кожен виробник по-своєму вирішує, як організувати вихід газу з оголовка та забезпечити бездимне згоряння скидного газу.

Встановлені в щілини лопатки забезпечують турбулентність потоку, при якому відбувається перемішування газу з повітрям. Площа щілини розраховується таким чином, щоб швидкість потоку газу була в діапазоні від 0,2 до 0,5 швидкості звуку в газі для газів з щільністю менше 0,8 щільності повітря і від 0,2 швидкості звуку до 120 м/с для газів більшою густиною.

Якщо тиск газу на вході в стовбур недостатньо для забезпечення таких швидкостей, то оголовок проектується за типом пальника газової побутової плити з дифузійним горінням газу.

У таких пальниках пропан або пропан-бутанова суміш, тобто газ із досить великою молярною масою згоряє бездимно.

Для забезпечення швидкого та безвідмовного розпалювання було вирішено відмовитися від високовольтних систем, у яких розпалювання горючої суміші виробляється іскрою у свічці запалювання, у зв'язку із утрудненим займанням холодної горючої суміші в зимовий час. Після проведення експериментів забракували і самососну систему «вогонь, що біжить», при якій блок розпалу з інжектором, що готує горючу суміш газу з повітрям, знаходиться на суттєвій відстані від чергових пальників оголовка і чергові пальники підпалюються фронтом полум'я, що проходить запальним трубопроводом.

Основна причина – складність забезпечення стехіометричного складу паливної суміші в інжекторі (для кожного складу паливного газу необхідне своє співвідношення «газ – повітря») та висока ймовірність згасання фронту полум'я у довгих запальних трубопроводах.

Найкращим і практично безвідмовним способом виявився розпал калільної свічкою, встановленої всередині пальника на відстані 100 мм від виходу горючої суміші. Розпалювання калільною свічкою добре зарекомендувало себе в рідинних пальниках, але для газових систем став застосовуватися порівняно недавно.

Для контролю полум'я встановили термопари (такий спосіб застосовують провідні зарубіжні фірми). Для забезпечення їхньої тривалої роботи довелося замовляти спеціальну конструкцію зі збільшеною довжиною та підвищеною термостійкістю клемної головки. З метою підвищення терміну служби системи розпалювання, не стали об'єднувати чергову та запальну пальники в єдиний запальний пальник, що працює в пілотному режимі (запальні пальники, що серійно випускаються, виготовляються, як правило, із звичайної нержавіючої сталі типу 12Х18Н10Т, не призначеної для тривалого впливу полум'я). Тобто в полум'ї знаходяться лише чергові пальники із спеціальною жаростійкою сталі, а запальні пальники після розпалювання чергових гаснуть, зберігаючи свій ресурс.

Система розпалювання та контролю включає в себе:

Блок підготовки та подачі на чергові та запальні пальники паливного газу, поміщений у теплоізольовану шафу, що обігрівається;

Інжектор, що готує горючу суміш для чергових пальників;

Блоки запальних та чергових пальників з термопарою контролю полум'я;

Систему АСУ з урахуванням промислового контролера.

Система АСУ складається з трьох блоків: шафи АСУ, панелі місцевого розпалювання та пульта оператора. Шафа АСУ з панеллю місцевого розпалу вибухозахищених виконань встановлюються за огорожею установки, пульт оператора в операторній. Зв'язок шафи АСУ з пультом оператора та з верхнім рівнем АСУТП здійснюється за інтерфейсом RS-485.

Управління можливе у ручному та автоматичному режимі. Особливістю АСУ є те, що вона не тільки здійснює розпалювання та контроль роботи факельної установки, а й може приймати сигнали з датчиків всього факельного господарства: температуру та рівень конденсату у факельному сепараторі та дренажній ємності, витрата та кількість продувного та скидного газу з архівуванням даних у режимі кільцевого буфера Вартість АСУ при цьому зросла незначно,

однак такі додаткові функції дозволять проектувальникам та замовникам суттєво зменшити витрати на облаштування та час на проектування.

За порушення режиму, наприклад, згасання полум'я, АСУ самостійно здійснить його розпал. При зменшенні витрати продувного газу нижче нормативного – подасть сигнал в АСУТП про необхідність подачі у факельний колектор інертного газу. При переповненні дренажної ємності – подасть сигнал про необхідність увімкнення насоса відкачування.

Пульт оператора оснащений сенсорною панеллю зі зручною та зрозумілою мнемосхемою, на якій зображуються дані з датчиків та найменування поточної операції процесу розпалювання зі зворотним відліком часу до її закінчення.

Об'ємна витрата та швидкість закінчення, що спалюється на факельній установці попутного нафтового газу вимірюється експериментально, або, за відсутності прямих вимірювань, Wv розраховується за формулою:

Wv = 0,785 ∙ U · d02

U - швидкість закінчення ПНГ із вихідного сопла факельної установки, м/с (за результатами вимірів); d0 - діаметр вихідного сопла, м (за проектними даними факельної установки).

За відсутності прямих вимірювань швидкість закінчення приймається:

при періодичних та аварійних скиданнях:

Uзв – швидкість поширення звуку в ПНГ.

Масова витрата газу, що скидається на факельній установці, розраховується за формулою:

Wg = 2826U · d02 ∙ pг

рг - густина ПНГ, кг/м3.

Об'ємна витрата продуктів згоряння, що залишають факельну установку:

W ПР = W v * W пс * (___________)

WV - об'ємна витрата (м/с), що спалюється на факельній установці;

WПС – обсяг продуктів згоряння;

Тг – температура горіння.

Використана література:

1. ФЗ №116.

2. ПБ 03-591-03. Правила влаштування та безпечної експлуатації факельних систем.

3. КЕРІВНИЦТВО З БЕЗПЕКИ ФАКЕЛЬНИХ СИСТЕМ.

ГОСТ Р 53681-2009

Група Г43

НАЦІОНАЛЬНИЙ СТАНДАРТ РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ

НАФТАВА І ГАЗОВА ПРОМИСЛОВІСТЬ

ДЕТАЛІ ФАКЕЛЬНИХ ПРИСТРІЙ ДЛЯ ЗАГАЛЬНИХ РОБОТ НА НАФТОПЕРЕРОБНИХ ПІДПРИЄМСТВАХ

Загальні технічні вимоги

Олій і gas industry. Flare parts for general refinery and petrochemical service. General technical requirements

ГКС 75.200
ОКП 36 0000

Дата введення 2011-01-01

Передмова

Цілі та принципи стандартизації в Російській Федерації встановлені Федеральним законом від 27 грудня 2002 р. N 184-ФЗ "Про технічне регулювання", а правила застосування національних стандартів Російської Федерації - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизація в Російській Федерації. Основні положення"

Відомості про стандарт

1 РОЗРОБЛЕНО Відкритим акціонерним товариством "ВНІІНАФТОМАШ" (ВАТ "ВНІІНАФТЕМАШ")

2 ВНЕСЕН Технічним комітетом зі стандартизації ТК 23 "Техніка та технології видобутку та переробки нафти та газу"

3 ЗАТВЕРДЖЕНИЙ І ВВЕДЕНИЙ У ДІЮ Наказом Федерального агентства з технічного регулювання та метрології від 15 грудня 2009 р. N 1067-ст

4 У цьому стандарті використані норми федеральних законів від 21 червня 1997 р. N 116-ФЗ "Про промислову безпеку небезпечних виробничих об'єктів" та від 27 грудня 2002 р. N 184-ФЗ "Про технічне регулювання"

5 ВВЕДЕНО ВПЕРШЕ


Інформація про зміни до цього стандарту публікується в інформаційному покажчику "Національні стандарти", що щорічно видається, а текст змін і поправок - у щомісячно видаваних інформаційних покажчиках "Національні стандарти". У разі перегляду (заміни) або скасування цього стандарту відповідне повідомлення буде опубліковане у щомісячному інформаційному покажчику "Національні стандарти". Відповідна інформація, повідомлення та тексти розміщуються також в інформаційній системі загального користування - на офіційному сайті Федерального агентства з технічного регулювання та метрології в мережі Інтернет

1 Область застосування

1 Область застосування

Цей стандарт поширюється на факельні установки, що використовуються на виробництвах нафто- та газопереробної, хімічної, нафтохімічної промисловості та інших небезпечних виробничих об'єктах, пов'язаних із обігом та зберіганням речовин, здатних утворювати паро- та газоповітряні вибухопожежонебезпечні суміші.

Стандарт призначений для використання при проектуванні, будівництві, експлуатації, технічному переозброєнні, консервації та ліквідації факельних установок. Вимоги не поширюються на факельні установки, що введені в експлуатацію до виходу цього стандарту.

Стандарт не поширюється на факельні установки, що застосовуються на морських плавучих та стаціонарних нафтогазових комплексах, призначених для буріння, видобутку, підготовки, зберігання та відвантаження нафти, газу, газового конденсату та продуктів їх переробки, на факельні установки, що використовуються при бурінні, облаштуванні нафтових майданчиків, газових та газоконденсатних свердловин.

2 Нормативні посилання

У цьому стандарті використано нормативні посилання на такі стандарти:

ГОСТ Р 52630-2006 Посудини та апарати сталеві зварені. Загальні технічні умови

ГОСТ 9.014-78 Єдина система захисту від корозії та старіння. Тимчасовий протикорозійний захист виробів. Загальні вимоги

ГОСТ 12.1.003-83 Система стандартів безпеки праці. Шум. Загальні вимоги безпеки

ГОСТ 12.2.003-91 Система стандартів безпеки праці. Устаткування виробниче. Загальні вимоги безпеки

ГОСТ 380-2005 Сталь вуглецева звичайної якості. Марки

ГОСТ 1050-88 Прокат сортовий, калібрований, зі спеціальним оздобленням поверхні із вуглецевої якісної конструкційної сталі. Загальні технічні умови

ГОСТ 4543-71 Прокат із легованої конструкційної сталі. Технічні умови

ГОСТ 5632-72 Стали високолеговані та сплави корозійно-стійкі, жаростійкі та жароміцні. Марки

ГОСТ 8509-93 Куточки сталеві гарячекатані рівнополочні. Сортамент

ГОСТ 8568-77 Листи сталеві з ромбічним та чечевичним рифленням. Технічні умови

ГОСТ 15150-69 Машини, прилади та інші вироби. Виконання для різноманітних кліматичних районів. Категорії, умови експлуатації, зберігання та транспортування щодо впливу кліматичних факторів зовнішнього середовища

ГОСТ 19281-89 Прокат із сталі підвищеної міцності. Загальні технічні умови

ГОСТ 19903-74 Прокат листовий гарячекатаний. Сортамент

ГОСТ 23118-99 Конструкції сталеві будівельні. Загальні технічні умови

ГОСТ 27751-88 Надійність будівельних конструкцій та основ. Основні положення щодо розрахунку

ДЕРЖСТАНДАРТ 27772-88 Прокат для будівельних сталевих конструкцій. Загальні технічні умови

Примітка - При користуванні цим стандартом доцільно перевірити дію стандартів і класифікаторів в інформаційній системі загального користування - на офіційному сайті Федерального агентства з технічного регулювання та метрології в мережі Інтернет або за щорічно видається інформаційному покажчику "Національні стандарти", який опублікований за поточного року, та за відповідними інформаційними покажчиками, що щомісяця видаються, опублікованими в поточному році. Якщо стандарт посилається (змінений), то при користуванні цим стандартом слід керуватися замінним (зміненим) стандартом. Якщо стандарт зв'язку скасовано без заміни, то положення, в якому дано посилання на нього, застосовується в частині, що не зачіпає це посилання.

3 Терміни та визначення

У цьому стандарті застосовані такі терміни з відповідними визначеннями:

3.1 аварійні скидання:Горючі гази та пари, що надходять у смолоскипну систему при спрацьовуванні запобіжних клапанів.

3.2 газовий затвор:Пристрій для запобігання потраплянню повітря у смолоскипну систему через оголовок при зниженні витрати газу.

3.3 одиничний факельний оголовок:

3.4 мультигорілковий факельний оголовок:Смолоскипний оголовок, в якому є кілька пальникових пристроїв (або сопел), в яких використовується енергія тиску скидного газу для інжекції додаткового повітря.

3.5 малодимний факел:Смолоскип з оголовком з одним або декількома соплами, що забезпечує невелике димлення. Він може бути використаний додатково, коли вимоги щодо забезпечення бездимності невисокі.

3.6 опорна вежа:Металоконструкція, яка утримує один або кілька факельних стволів у вертикальному положенні.

3.7 періодичні скидання:Горючі гази та пари, що направляються у смолоскипну систему при пуску, зупинці обладнання, відхиленнях від технологічного режиму.

3.8 постійні скидання:Горючі гази та пари, що надходять безперервно від технологічного обладнання та комунікацій за нормальної їх експлуатації.

3.9 проскок полум'я:Явище, яке характеризується відходом полум'я всередину корпусу пальника.

3.10 пілотний (черговий) пальник:Пальник, який працює безперервно протягом усього періоду використання факела.

3.11 зрив полум'я:Явище, що характеризується загальним або частковим відривом основи полум'я над отворами пальника або зоною стабілізації полум'я.

3.12 самонесуча конструкція:Конструкція стовбура, що виконує свої функції і не несе вертикальних навантажень, крім власної ваги та навантажень як від ваги всіх вузлів стовбура факельного, так і від зовнішніх факторів (вітру, снігу та ін.). Утримання факельного ствола у вертикальному положенні здійснюється за допомогою одного або кількох ярусів канатних відтяжок.

3.13 стабільність полум'я:Становище, при якому полум'я займає незмінне положення по відношенню до вихідних отворів пальника.

3.14 факельний оголовок:Пристрій з пілотними пальниками для спалювання скидних газів.

3.15 факельний стовбур:Вертикальна труба з оголовком, із затвором (газовим або газодинамічним), засобами контролю, автоматизації, дистанційного електрозапального пристрою, трубопроводів паливного газу, що підводять, і горючої суміші, чергових пальників із запальниками.

3.16 смолоскипний колектор:Трубопровід для збору та транспортування скидних газів та пар від кількох джерел скидання.

3.17 факельна установка:Сукупність пристроїв, апаратів, трубопроводів і споруд для спалювання парів і газів, що скидаються.

3.18 фронт полум'я:Шар, у якому відбувається ланцюгова реакція горіння.

4 Класифікація

Факельні установки слід виготовляти наступних типів:

- факельні установки з вертикальними стволами;

- факельні установки з горизонтальними стволами;

- Закриті (наземні) факельні установки.

4.1 Факельні установки з вертикальними стволами

4.1.1 Самонесуча конструкція ствола

У самонесучій конструкції факельна труба повинна сприймати всі навантаження як від ваги всіх вузлів факельного стовбура, так і від зовнішніх факторів (вітру, снігу та ін.).

4.1.2 Конструкція ствола з відтяжками

Утримання факельного ствола у вертикальному положенні необхідно здійснювати системою канатів, розташованих на одному або кількох ярусах. Канати мають бути поміщені у трикутний план для забезпечення надійної підтримки.

Кількість ярусів має бути визначено проектом.

4.1.3 Конструкція стовбура факела з опорною баштою

4.1.3.1 Конструкція стовбура факела з опорною баштою повинна утримувати один або кілька стовбурів у вертикальному положенні та забезпечувати механічну стійкість опорної вежі.

Опорна вежа крім фіксуючих опорних конструкцій повинна включати пристрої для демонтажу стовбурів факельних, призначених для знімання факельних оголовків, для розбирання стовбурів і спуску секцій з використанням спускопідйомних пристроїв. Допускається опускання стовбура смолоскипа на землю (на спеціальні опори) без його розбирання.

4.1.3.2 Конструкція башти повинна передбачати додаткові пристрої, які забезпечують демонтаж та спуск факельного оголовка на землю для технічного обслуговування та ремонту.

Додаткові пристрої необхідно збирати в секціях, які мають бути підняті або спущені з використанням напрямних та стаціонарних лебідок.

4.1.3.3 Вимоги до навантажень впливу - за СНиП 2.01.07.

4.1.3.4 Вимоги до захисту будівельних конструкцій від корозії - за СНіП 2.03.11 та ГОСТ 9.014.

4.1.3.5 Вимоги до сталевих несучих та огороджувальних конструкцій - за СНіП II-23, СНіП 3.03.01 та ГОСТ 23118.

4.1.3.6 Вимоги до надійності металоконструкцій та додаткових пристроїв – за ГОСТ 27751.

4.1.3.7 Вимоги до матеріалів, що застосовуються при виготовленні конструкцій, - за ГОСТ 380, ГОСТ 4543, ГОСТ 8509, ГОСТ 8568, ГОСТ 1050, ГОСТ 19281, ГОСТ 19903, ГОСТ 2772

4.2 Факельні установки з горизонтальними стволами

Смолоскипна установка з горизонтальним стволом складається з пальникового пристрою для спалювання скидних газів і рідин, має систему дистанційного розпалювання та контролю параметрів, систему протиаварійного захисту. Пальниковий пристрій встановлюють у обвалуванні.

4.3 Закриті (наземні) факельні установки

4.3.1 Закриті (наземні) факельні установки призначені для бездимного спалювання скидних газів та рідин біля поверхні землі. Конструкція закритої факельної установки повинна передбачати наявність відкритої зверху камери спалювання з футерованими стінками, що захищають пальники від вітрового впливу.

4.3.2 Факельна установка повинна забезпечувати повне спалювання та відсутність видимого полум'я, а також зниження шуму та теплового випромінювання до норм, встановлених ПБ 03-591-03*.
________________
наказу Ростехнагляду від 29 грудня 2012 року N 801 . Діє Посібник із безпеки факельних систем, затверджений наказом Ростехнагляду від 26.12.2012 N 779

4.4 Конструкція факельних оголовків

4.4.1 Поодинокі факельні оголовки

Одиничний факельний оголовок є пристроєм з єдиним вихідним соплом.

Поодинокі факельні оголовки можуть бути бездимними або обмежено бездимними.

4.4.2 Мультигорілчані факельні оголовки

Конструкція мультипальникових факельних оголовків повинна передбачати два та більше пальникових пристроїв, в яких використовується енергія тиску скидного газу для інжекції додаткового повітря.

4.4.3 Бездимність має бути забезпечена оптимальним співвідношенням газ/повітря, що досягають створенням таких умов:

- Високим тиском газу;

- величезними поверхнями газових потоків.

4.5 Оголовки для бездимних смолоскипів

4.5.1 Оголовки для бездимних смолоскипів повинні усувати димлення за допомогою спеціального розташування потоків скидного газу та атмосферного повітря. Бездимне спалювання може бути забезпечене за рахунок примусової подачі повітря, пари та підвищення тиску скидного газу, а також за рахунок використання інших засобів збільшення турбулентності для кращого змішування палива з повітрям.

4.5.2 Стабільність спалювання повинна бути забезпечена при витратах скидного газу в діапазоні витрат від нуля до його максимального значення відповідно до ПБ 03-591-03 (підрозділ 6.1). Беззнімність спалювання повинна бути забезпечена при постійних та періодичних скиданнях, що становлять до ~10% максимального. При використанні вентиляторного повітря (або пари) ця величина може бути збільшена до 20%. Великі величини скидів вважають аварійними та бездимність спалювання не гарантують.

4.5.3 Залежно від складу та тиску скидного газу має бути обрана конструкція оголовка.

4.6 Факельні оголовки для бездимного спалювання вуглеводневих (у тому числі ненасичених вуглеводнів) газів у повному робочому діапазоні витрат

4.6.1 Факельні оголовки повинні забезпечувати поділ газового потоку на ряд струменів, що направляються під кутом до осі факела, що визначається розрахунковим шляхом, і ряд додаткових струменів, які закручують потік повітря, що інжектується. При цьому стабілізація горіння має бути здійснена струменями газу та стабілізаторами-завихрювачами.

4.6.2 Для посилення вихрового руху струменів газу та потоків повітря та їх кращого змішування необхідно застосовувати систему сопел для подачі водяної пари (можливе подання повітря від компресорної установки). Полум'я факела має бути стійким до вітрового впливу. При цьому повинен бути контакт полум'я з корпусом оголовка.

4.7 Обмежено бездимні смолоскипи

4.7.1 Обмежено бездимні смолоскипи мають конструкцію, розраховану на спалювання вуглеводневих газів та пари випаровування, які не створюють небезпеки димлення.

4.7.2 Обмежено бездимні смолоскипи можуть бути використані як додаткові для розширення робочого діапазону бездимних смолоскипів.

4.8 Ендотермічний факел (з подачею допоміжного паливного газу)

4.8.1 Ендотермічний факел повинен використовувати висококалорійний паливний газ для отримання додаткового тепла при спалюванні низькокалорійної пари.

4.8.2 Ендотермічний факел слід використовувати з висококалорійним паливним газом або потужними пілотними пальниками при теплотворній здатності потоку газу нижче 1300-1800 ккал/нм.

5 Вимоги до факельних установок з вертикальними стволами

5.1 Смолоскипний оголовок

5.1.1 Конструкція факельного оголовка повинна забезпечувати безпечне спалювання скидного газу за максимально можливої ​​витрати.

Оголовок повинен працювати на суміші палива та повітря при швидкостях, турбулентності та концентрації, що забезпечують належні розпалювання та стійке горіння.

Розпалювання основного потоку скидного газу необхідно виробляти полум'ям пілотних пальників, які запалюють системою розпалювання. Оголовок може мати механічний пристрій або інші засоби встановлення та підтримки стійкого полум'я у робочому діапазоні витрат.

5.1.2 Рівень шуму, виміряний біля огородження захисної зони, - за ГОСТ 12.1.003. Основну стабілізацію полум'я та бездимну роботу оголовка необхідно забезпечувати подачею допоміжної пари, яка управляє формуванням диму при скиданні великої кількості вуглеводневих газів. Кількість пари, що подається, повинна бути пропорційною кількості газу, що скидається, і його складу.

Пара необхідно подавати в колектор із соплами у верхній частині оголовка для інжекції атмосферного повітря в зону горіння та захисту оголовка від впливу полум'я.

Паровий інжектор, розташований по центру оголовка, необхідно використовувати для пом'якшення внутрішнього горіння та видалення полум'я із внутрішнього об'єму та зниження температурних навантажень.

5.2 Оголовки факелів із внутрішньою подачею пари/повітря

З метою повнішого змішування скидного газу з повітрям можлива подача пароповітряної суміші в оголовок за допомогою пристроїв, що мають інжектори, в які подається водяна пара. Випуск суміші пари/повітря всередину оголовка необхідно здійснювати на високій швидкості та забезпечувати збільшення швидкості закінчення скидного газу.

5.3 Оголовки смолоскипів з подачею допоміжного повітря

Оголовки смолоскипів з подачею допоміжного (додаткового) повітря використовують у смолоскипах, якщо потрібно забезпечити бездимне горіння. При цьому допоміжне повітря подають усередину оголовка. Таким чином здійснюють попереднє змішування скидного газу з повітрям. При закінченні газоповітряної суміші з оголовка відбувається змішання з атмосферним повітрям. Цей спосіб необхідно застосовувати за відсутності джерела пари.

5.4 Влаштування вітрозахисту факельного оголовка

Для захисту полум'я від вітрового впливу використовують вітрозахисні пристрої. Дозволяється не застосовувати ці пристрої, якщо під час експлуатації використовують для захисту допоміжну пару або примусову подачу повітря.

5.5 Стабілізатор для оголовка смолоскипа

5.5.1 Стабілізатор для оголовка факела використовують для запобігання пошкодженню оголовка від полум'я, що стосується.

5.5.2 Стабілізатор повинен забезпечити рух повітряного потоку до оголовка, колекторів пари/повітря для зменшення сили впливу вітру.

5.6 Вимоги до матеріалів

5.6.1 Усі частини факела повинні бути стійкими до впливу температури. Верхня частина факельного оголовка повинна бути виготовлена ​​з жаростійких сплавів згідно з ГОСТ 5632. Допускається виготовляти нижню частину оголовка (разом із сполучним фланцем) із менш якісних марок нержавіючої сталі.

5.6.2 Жароміцні футерувальні матеріали використовують для оголовків великого діаметру (більше 1000 мм) для захисту від внутрішнього горіння. Матеріали повинні бути стійкими до високої температури та її різких змін. Конструкція футерування повинна забезпечувати:

- стійкість до температур робочого діапазону, можливість циклічної роботи та її сприйнятливість до зволоження;

- Можливість використання різних способів закріплення вогнетриву.

5.6.3 Внутрішній канал оголовка повинен мати жароміцну футеровку зі спеціальними кріпленнями. При проектуванні необхідно враховувати наслідки руйнування футерування, у тому числі можливість падіння в ствол щільного вогнетриву та утруднення проходження потоку скидного газу, падіння на землю зовнішнього вогнетриву.

5.7 Вимоги до монтажу та демонтажу

5.7.1 Для ремонту факельні оголовки мають бути демонтовані. Усі елементи трубної обв'язки мають бути влаштовані так, щоб полегшити демонтаж.

5.7.2 Видалення та заміну факельного оголовка виконують з використанням кран-балки. У випадках високих смолоскипів (за відсутності кранів достатньої висоти) необхідно передбачати кран-балку, що висувається, на опорній вежі смолоскипа. Кран-балка повинна бути встановлена ​​нижче верхнього майданчика (або нижче газового затвора) і бути недоступною для впливу полум'я, що стелиться. Повинний бути передбачений підйомний пристрій для встановлення кран-балки на позицію підйому.

5.8 Вимоги до системи розпалювання

5.8.1 Пристрій дистанційного розпалювання повинен забезпечити розпал пілотних пальників факелу, контроль наявності полум'я на них та подачу аварійного сигналу в операторську про припинення роботи пілотних пальників.

5.8.2 При збої в подачі повітря система розпалювання повинна автоматично повертатися до процесу попереднього змішування газу з повітрям.

5.8.3 За потреби має бути передбачено наявність резервного комплекту системи розпалювання.

5.8.4 В обґрунтованих випадках допускається використовувати пряме іскрове запалення факела.

Для забезпечення стійкої роботи систем розпалювання необхідно використовувати надійне джерело палива. Переважно використовувати природний газ.

5.8.5 Система розпалювання повинна працювати стійко протягом терміну служби, встановленого виробником.

5.9 Вимоги до обладнання запалення

5.9.1 Для розпалювання пілотних пальників застосовують такі типи систем займання:

- система іскрового запалення в тунелі пілотного пальника;

- система іскрового запалення суміші газ/повітря до тунелю пілотного пальника;

- пальник системи факельного спалювання газу/стисненого повітря;

- пальник із попереднім отриманням горючої суміші системи факельного спалювання газу.

5.9.2 Пристрій іскроутворення системи іскрового запалювання суміші газ/повітря до тунелю повинен бути розташований поблизу тунелю пілотного пальника, але не більше ніж за 7,5 м від нього. При цьому термін роботи пілотного пальника може бути скорочений через незахищеність пристрою іскроутворення від полум'я пілотного пальника або факела. Дозволяється розміщення пристрою іскроутворення в тунелі.

5.9.3 Іскрове запалювання суміші газ/повітря до пілотного пальника може бути використане для запалювання паливної суміші до виходу полум'я з тунелю. При цьому має бути виключено проскок полум'я та забезпечене стійке горіння.

5.9.4 У системі факельного спалювання газоповітряної суміші стиснене повітря та паливний газ пропускають через діафрагми в змішувальну камеру. Газоповітряна суміш при цьому повинна бути горючою і не повинна детонувати при запаленні. Фронт полум'я повинен надходити трубопроводом у тунель пілотного пальника і забезпечувати його розпалювання.

5.9.5 У системі іскрового запалення суміші газ/повітря електрод, здатний до високоенергетичного ємнісного розряду, повинен бути розташований у висхідному потоці суміші в трубопроводі до пілотного пальника факела або в обвідному трубопроводі між пультом, розташованим на межі захисної зони, та виходом пальника.

Електрод у цій системі не повинен бути розташований у безпосередній близькості до полум'я.

5.9.6 Пілотний пальник стисненого повітря системи спалювання газу необхідно підключати до панелі керування. Конструкція панелі керування повинна передбачати наявність пристрою запалювання та оглядове вікно. Як пристрій запалювання можуть бути використані свічка запалювання або п'єзоелектричний електрозаймист.

Паливні та повітряні датчики тиску повинні бути заповнені рідиною або бути з демпферами для запобігання пошкодженням датчиків від імпульсів тиску. Канал пристрою, що утворює іскру, повинен бути спроектований для того ж тиску, що і трубопровід, що транспортує. Допускається використовувати пальник системи факельного спалювання газу для розпалювання двох і більше пілотних пальників.

5.9.7 Пілотні пальники системи факельного спалювання газу можуть бути пов'язані з колектором лініями, оснащеними клапанами, по кожному з яких запалюється один пілотний пальник. У цьому випадку кожен пілотний пальник повинен запалюватися індивідуально. При цьому фронт полум'я повинен бути таким, щоб можна було розпалити пілотні пальники при одиночному проходженні фронту полум'я. Влаштування трубопровідних ліній має відповідати вимогам нормативних документів щодо безпечної експлуатації технологічних трубопроводів.

5.9.8 Пілотний пальник системи факельного спалювання газу використовують для розпалювання одного пілотного пальника. Довжина трубопроводу, що з'єднує пальник з інжектором, не повинна перевищувати 90 м. Систему, що включає пілотний пальник і трубопровід з інжектором, монтують на стовбурі факела.

5.9.9 Мінімально допустима кількість систем розпалювання для більшості факельних оголовків визначена нормативними документами виробника. Для негазоподібних вуглеводнів або вуглеводневих/інертних сумішей з теплотворною здатністю менше 2700 ккал/нм використовують додаткові системи розпалювання з вищою тепловою потужністю.

5.9.10 Прямий електрозапальник встановлюють безпосередньо на пілотному пальнику за рішенням розробника проекту.

5.10 Контроль полум'я

5.10.1 Система контролю полум'я повинна підтвердити, що пілотні пальники перебувають у запаленому стані.

5.10.2 Термоперетворювачі повинні визначати наявність полум'я пілотного пальника і при цьому не зазнавати його впливу.

5.10.3 Іонізаційні детектори повинні реагувати на зміну провідності між електродами, що знаходяться в полум'ї, та видавати сигнал про наявність полум'я на пілотному пальнику.

5.10.4 В оптичній системі контролю наявності полум'я слід застосовувати два типи оптичних датчиків – ультрафіолетові та інфрачервоні.

5.10.5 В акустичних системах необхідно застосовувати детектори, що контролюють звук, характерний для працюючого пальника. Вимоги до діапазону частот, що генеруються полум'ям пальника, встановлюють у документах виробника.

6 Вимоги до факельних установок з горизонтальними стволами

6.1 Пальниковий пристрій факельної установки з горизонтальним стволом повинен забезпечувати тонке розпилення промстоків, що подаються для вогневого знешкодження, та змішування з повітрям та горючим газом.

6.2 Горючий газ повинен надходити у кількостях, необхідних для утворення стабільного факелу.

6.3 Конструкція пальника повинна забезпечувати достатню інжекцію атмосферного повітря для бездимності спалювання.

6.4 Факельні установки з горизонтальними стволами оснащують системою захисту, яка відсікає газ та промстоки при відхиленні від робочих значень технологічних параметрів, встановлених проектною документацією.

6.5 Пальниковий пристрій повинен мати систему пілотних пальників, що забезпечують стабільне горіння факела.

7 Вимоги до закритих (наземних) факельних установок

7.1 Камери спалювання в закритих (наземних) факельних установках повинні мати огорожу, виконану так, щоб знизити вітровий вплив на процес горіння та запобігти несанкціонованому доступу повітря.

7.2 У процесі експлуатації закритих (наземних) факельних установок забезпечують контроль кількості та якості повітря, що подається в камеру згоряння, та температуру потоку димових газів, що залишають камеру.

7.3 При досягненні максимального навантаження першого ступеня повинна включатись наступна система пальників для спалювання скидного газу з великою витратою.

7.4 Розміри камери згоряння необхідно визначати характеристиками конструкції вузла пальника. Розміри камери згоряння визначають залежно від об'ємного виділення тепла, середнє значення якого має дорівнювати 310 кВт/м.

7.5 Пальники та системи керування пальниками для увімкнених пілотних пальників повинні бути спроектовані на зазначені газові витрати та витрати рідини, встановлені проектною документацією для того, щоб забезпечити бездимне спалювання.

7.6 Конструкція вузла пальнику повинна забезпечувати стійке горіння для всіх умов потоку скидного газу в робочому діапазоні, не викликати пульсацій горіння, які можуть викликати резонансні коливання корпусу камери спалювання.

7.7 Конструкція наземного факела повинна забезпечувати необхідний повітряний потік у камеру згоряння та вихід для потоку гарячих димових газів із камери згоряння. Для зниження температури продуктів згоряння необхідно передбачити надходження надлишкового повітря. Потік повітря в камеру згоряння повинен бути забезпечений природною або примусовою тягою.

7.8 У конструкції з примусовою подачею повітря повинні бути передбачені пристрої регулювання, що забезпечують тягу, яка унеможливлює спотворення полум'я факела та появу вібрації.

7.9 У процесі експлуатації повинен бути забезпечений однорідний повітряний потік до всіх пальників. Жалюзі, що загороджують, для впуску повітря до пальників повинні забезпечувати рівномірний розподіл повітряного потоку по пальникам.

7.10 Конструкція загородження повинна забезпечувати захист персоналу від випромінювання полум'я та від зовнішніх поверхонь камери згоряння.

7.11 Конструкція введення повітря в огорожі повинна забезпечувати рівень шуму, що не перевищує 80 дБА на відстані 1,0 м від місць введення повітря.

8 Технічні вимоги до обладнання факельних установок

8.1 Обладнання повинно відповідати вимогам ПБ 09-540-03*, розділів: III "Вимоги щодо забезпечення вибухобезпеки технологічних процесів"; V "Апаратурне оформлення технологічних процесів"; VI "Системи контролю, управління, сигналізації та протиаварійного автоматичного захисту технологічних процесів"; VII "Електрозабезпечення та електрообладнання вибухонебезпечних технологічних систем"; XI "Обслуговування та ремонт технологічного обладнання та трубопроводів" .
________________
* На території Російської Федерації документ не діє на підставі наказу Ростехнагляду від 11 березня 2013 року N 96 . Діють Федеральні норми та правила в галузі промислової безпеки "Загальні правила вибухобезпеки для вибухопожежонебезпечних хімічних, нафтохімічних та нафтопереробних виробництв", тут і далі за текстом. - Примітка виробника бази даних.

8.2 Загальні вимоги щодо безпеки до обладнання та органів управління - за ГОСТ 12.2.003.

8.3 Вимоги до кліматичного виконання обладнання – за ГОСТ 15150.

8.4 Вимоги до обладнання, що працює під тиском, – за ГОСТ Р 52630 .

8.5 Обладнання в процесі експлуатації повинно унеможливлювати утворення газоповітряної суміші у внутрішньому обсязі стовбура факела. Повинно бути виключено надходження повітря через оголовок смолоскипа в стовбур і далі в смолоскипний колектор. У процесі експлуатації має бути здійснене безперервне продування інертним або паливним газом. Повинні бути передбачені необхідні блокування (визначені проектом обладнання), що запобігають надходженню атмосферного повітря у стовбур факельного при розрідженні в основі смолоскипа факелу більше 1000 Па і подачу інертного газу в смолоскипний колектор при припиненні подачі продувного газу.

8.6 Конструкція обладнання повинна передбачати наявність захисних пристроїв чи апаратів, що перешкоджають надходженню атмосферного повітря у смолоскипний колектор. Дані пристрої та (або) апарати розташовують в оголовку або лінії скидного газу.

8.7 Як захисні пристрої використовують дифузійні (газостатичні затвори), швидкісні (газодинамічні) затвори, рідинні затвори і в необхідних випадках - вогнеперешкодники.

8.8 Баштова опора факела повинна бути захищена від прямих ударів блискавки шляхом встановлення на верхній позначці спорудження блискавкоприймача та забезпечення його електричного контакту із заземленням (можливо через металоконструкції опор із виконанням відповідних конструктивних заходів). Вимоги до влаштування блискавкозахисту - за СО 153-343.21.122.

8.9 Денне маркування та світлоогородження опори повинні бути виконані відповідно до вимог РЕГА РФ-94, ПБ 03-591-03. При виконанні системи світлоогородження на верхньому майданчику слід встановлювати переносні світлосигнальні прилади.

8.10 Факельна установка повинна бути забезпечена приладами, що контролюють технологічні параметри з постійною реєстрацією та виведенням показань, - за ПБ 03-591-03.

8.11 У пристрої дистанційного розпалювання факела має бути передбачене автоматичне регулювання тиску паливного газу та повітря.

8.12 У робочому режимі для факельної установки має бути забезпечене автоматичне регулювання витрати продувного газу для підтримки його розрахункового значення.

9 Вимоги безпеки

9.1 Перед кожним пуском смолоскипна система повинна бути продута азотом, щоб вміст кисню всередині (під підстави) смола факела не перевищував 1,0% об'ємно. (Вимога ПБ 08-624-03 *) .
________________
* На території Російської Федерації документ не діє на підставі наказу Ростехнагляду від 12 березня 2013 року N 101 . Діють Федеральні норми та правила в галузі промислової безпеки "Правила безпеки в нафтовій та газовій промисловості", тут і далі за текстом. - Примітка виробника бази даних.


При скиданнях водню, ацетилену, етилену та окису вуглецю об'ємний вміст кисню не повинен перевищувати норм, встановлених ПБ 03-591-03.

Вимір концентрації кисню необхідно проводити всередині смола факельного біля його основи.

9.2 Для недопущення проникнення повітря у смолоскипну систему передбачають подачу продувного газу з інтенсивністю, яка забезпечує швидкість потоку відповідно до вимог ПБ 03-591-03, що перешкоджає надходженню повітря. Витрата продувного газу встановлюють проектною документацією.

9.3 Під час підготовки та проведення ремонтних робіт повинні бути вжиті заходи, що забезпечують безпеку проведення цих робіт відповідно до чинних нормативних документів.

9.4 Факельна установка повинна відповідати вимогам вибухопожежобезпеки, зазначеним у ПБ 08-624-03. Забезпечення первинними засобами пожежогасіння – відповідно до чинних норм.

10 Вимоги охорони навколишнього середовища

10.1 Факельна установка повинна забезпечувати стійке горіння у повному діапазоні витрат скидного газу, бездимне спалювання постійних та періодичних скидів.

10.2 Факельна установка повинна забезпечувати безпечну щільність теплового потоку в захисній зоні та на поверхні розташованого навколо обладнання.

Зони та безпечні рівні теплових потоків визначають відповідно до вимог ПБ 03-591-03.

10.3 При проектуванні повинні бути використані конструктивні рішення, що забезпечують повноту спалювання вуглеводневих газів і парів, що скидаються, для чого повинні бути використані конструктивні рішення, що забезпечують інжекцію атмосферного повітря і необхідне змішання скидного газу з повітрям.

10.4 При проектуванні факельного пристрою слід враховувати висоту, на якій відбувається викид шкідливих продуктів згоряння, щоб унеможливити забруднення навколишнього середовища.

11 Вимоги до зберігання

11.1 Обладнання, апарати та металоконструкції факельної установки (без засобів автоматизації) перед зберіганням повинні бути піддані консервації.

11.2 Зберігання обладнання, апаратів та металоконструкцій факельної установки необхідно здійснювати в умовах 7(Ж1) за ГОСТ 15150. Прилади та засоби автоматизації необхідно зберігати відповідно до вимог інструкцій з експлуатації виробників.

12 Утилізація

Устаткування факельної установки перед відправкою на утилізацію (на вторинну переробку) необхідно звільнити від робочих середовищ за технологією підприємства-власника, що забезпечує безпечне проведення робіт, а також здійснити розбирання та обробку обладнання з сортуванням металу за типами та марками.

Винахід відноситься до оголовків факельних установок для спалювання аварійних, постійних і періодичних викидів горючих газів, може бути використане в нафтохімічній, нафтопереробній та інших галузях промисловості та дозволяє підвищити надійність та термін служби оголовка за рахунок усунення впливу полум'я на зовнішню поверхню основного пальника та вітрозахисного екрану. Оголовок факельної установки містить основний пальник для спалювання газу, що скидається, чергові пальники, вітрозахисний пристрій, встановлений співвісно і утворює з нею кільцевий зазор, виконане у вигляді циліндра, відкритого зверху і заглушеного знизу днищем, встановленого на основному пальнику, стінки набору рівномірно розташованих лопаток, встановлених між обічайкою та днищем, лопатки виконані у вигляді секторів циліндра, причому зовнішні частини лопаток стосуються радіальних площин. 2 іл.

Малюнки до патенту РФ 2344347

Винахід відноситься до оголовків факельних установок для спалювання аварійних, постійних та періодичних викидів горючих газів і може бути використане в нафтохімічній, нафтопереробній та інших галузях промисловості.

Відомий оголовок смолоскипної установки, що містить основний пальник (циліндричну трубу), вітрозахисний екран, встановлений у верхній частині оголовка співвісно з основним пальником і утворює з нею кільцевий зазор, чергові пальники (див. патент РФ 2095686, МПК F23D 11/38. .1997 р.) (аналог).

Цей оголовок працює наступним чином. Газ, що спалюється, надходить в основний пальник у вигляді циліндричної труби і при виході підпалюється черговими пальниками. Вітрозахисний екран утримує полум'я у вертикальному положенні. Однак, цей вітрозахисний екран не захищає зовнішню поверхню основного пальника від впливу полум'я при бічному вітрі. Це тим, що з боковому вітрі з підвітряної сторони оголовка утворюється зона зниженого тиску з відривним рециркуляційним перебігом повітря, у яку засмоктується полум'я вниз через кільцевий зазор. Внаслідок теплового впливу полум'я знижується надійність та термін служби факельного оголовка.

Зазначений недолік частково усунений у факельних установках, описаних у каталозі промислової організації "Генерація" стор.4 (див. сайт ПГ "Генерація" www.generation.ru) (прототип).

У цих установках оголовок містить основний пальник у вигляді циліндричної труби, зовні якої встановлений співвісно циліндроконічний вітрозахисний екран і чергові пальники. Конічна ділянка вітрозахисного екрану розміщена у верхній частині екрана і перекриває кільцевий зазор між циліндричною трубою та вітрозахисним екраном.

Принцип роботи такого оголовка ось у чому. Газ, що спалюється, надходить в основний циліндричний пальник оголовка і при виході підпалюється черговими пальниками. Циліндричний захисний екран захищає зовнішню поверхню основного пальника від впливу полум'я при бічному вітрі. Однак у цьому випадку тепловому впливу піддається зовнішня поверхня циліндричного вітрозахисного екрану в результаті опускання полум'я з підвітряного боку зону зниженого тиску і рециркуляційного течії за екраном. Це призводить до теплової дії на екран, знижує надійність та термін служби оголовка, потрібна періодична заміна вітрозахисного екрану.

Технічним результатом пропонованого винаходу є підвищення надійності та збільшення терміну служби оголовка шляхом усунення впливу полум'я при боковому вітрі на зовнішні поверхні основного пальника та вітрозахисного екрану.

Для досягнення зазначеної мети оголовок факельної установки містить, як і найбільш близький до неї прототип, основний пальник із встановленим на ній співвісно вітрозахисним пристроєм, що утворює з нею (пальником) кільцевий зазор, і чергові пальники.

На відміну від відомого оголовка вітрозахисний екран виконаний у вигляді циліндра, відкритого зверху і заглушеного знизу днищем, встановленим на основному пальнику, стінки циліндра виконані у вигляді обичайки, встановленої зверху, і рівномірно набору наборів лопаток, встановлених між обичайкою і днищем. Лопатки виконані у вигляді секторів циліндра, зовнішні частини лопаток торкаються радіальних площин.

На фіг.1 представлений поздовжній розріз оголовка факельної установки, на фіг.2 - розріз А-А фіг.1.

Оголовок містить основний пальник 1 і встановлений на ній співвісно вітрозахисний екран, що утворює з нею кільцевий зазор 2 і чергові пальники 3. Вітрозахисний пристрій виконано у вигляді циліндра, відкритого зверху і заглушеного знизу днищем 4. Стінки циліндра виконані у вигляді та набору рівномірно розташованих лопаток 6. Лопатки виконані у вигляді секторів циліндра, зовнішні частини лопаток стосуються радіальних площин 7.

Пропонований оголовок працює наступним чином.

Спалюваний газ надходить в основний пальник 1 оголовка і при виході підпалюється черговими пальниками 3. При бічному вітрі з навітряної сторони потік вітру надходить через зазори між лопатками 6 внутрішньо вітрозахисного пристрою кільцевий зазор 2, набуваючи обертальний рух. На підвітряну сторону через зазор між лопатками 6 може вийти тільки невелика частина повітря, що надійшло, т.к. для виходу потоку повітря, що обертається, необхідно змінити напрямок майже на протилежне, а це пов'язано з подоланням великого гідравлічного опору. Щоб створити такий рух повітря в кільцевому зазорі 2, лопатки 6 встановлені так, що забезпечується торкання зовнішніх частин і радіальних поверхонь 7, а внутрішні частини спрямовані тангенціально. Глухе днище 4 виключає рух повітря із зазору 2 вниз. Все це призводить до руху повітря вгору, що запобігає опусканню полум'я та його впливу на конструкцію оголовка. Обичайка 5 захищає полум'я основного пальника 1 та чергових пальників 3 від дії поривів вітру.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

Оголовок факельної установки, що містить основний пальник для спалювання газу, що скидається, чергові пальники і вітрозахисний пристрій, встановлений співвісно і утворює з нею кільцевий зазор, виконане у вигляді циліндра, відкритого зверху і заглушеного знизу днищем, встановленого на основний пальник, і набору рівномірно розташованих лопаток, встановлених між обічайкою та днищем, лопатки виконані у вигляді секторів циліндра, причому зовнішні частини лопаток стосуються радіальних площин.