Systèmes de flamme : appareil, description, fonctions, photo

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

Les raffineries de pétrole et de gaz doivent être équipées de moyens pour empêcher les fuites technologiques à l'air libre. Pour cela, des dispositifs spéciaux sont utilisés qui sont connectés aux soupapes de sécurité et aux usines de production. Pour brûler les gaz et les vapeurs en excès, des systèmes de torche sont utilisés, qui sont connectés aux canaux d'élimination des déchets technologiques des entreprises énergétiques.

Traitement des installations de torche

Les équipements de ce type font partie de l'infrastructure technologique générale au service des processus de production, de stockage et de transport des mélanges pétroliers et gaziers. Le système comprend un réseau de canalisations, des torchères avec pointes, des brûleurs, des vannes, ainsi que des outils de contrôle et de surveillance automatisés. De plus, l'installation d'un système de torche n'est pas complète sans des dispositifs qui assurent la sécuritécombustion de carburant. Le nombre de points de combustion dépend des volumes de conception qu'une infrastructure particulière peut en principe desservir. Ce paramètre est étroitement lié aux autres propriétés opérationnelles de l'objet. Par exemple, si moins de trois puits de brûleur sont utilisés, la conception de l'installation doit inclure un pare-vent afin de maintenir la flamme.

Les brûleurs sont fournis avec des canaux pour fournir le mélange gaz-air, et le circuit avec le mélange d'allumage est connecté au dispositif d'allumage. Pour normaliser le processus de combustion à différents moments de l'année, des installations sont prévues pour la régulation des conditions individuelles de température et d'humidité. Par temps froid, par exemple, pour éliminer la possibilité de gel dans les tuyaux d'alimentation en mélanges de carburant, des réchauffeurs de pipeline peuvent être connectés. Il existe également des exigences particulières pour le gaz. Les systèmes de torche ne fonctionnent de manière stable que si les mélanges en cours d'entretien sont pré-vidangés - dans tous les cas, cela s'applique au fonctionnement en hiver.

Fonctions système

Les principales tâches de ce type de torches comprennent la combustion des mélanges de gaz associés afin d'éviter leur rejet accidentel dans l'atmosphère. Cela s'applique non seulement aux gaz en tant que tels, mais également à divers types de vapeurs de procédé, qui présentent également un danger pour l'environnement. Dans le même temps, des tâches spécifiques peuvent différer pour différentes torches. Du point de vue de l'orientation fonctionnelle, on peut distinguer deux types d'installations de base:

• Général. Les systèmes de torche les plus courants,qui sont utilisés dans les installations de production. Ils incluent dans leur infrastructure de nombreuses installations technologiques supplémentaires telles qu'un séparateur, un joint hydraulique, un coupe-feu et un collecteur.
• Séparé. De tels systèmes trouvent leur place dans l'infrastructure de torche commune existante. Ce modèle combiné est utilisé lorsque le système de torchage de gaz principal n'est pas en mesure de desservir complètement les évents.

Il existe également un groupe spécial de systèmes spéciaux. La principale caractéristique de ce type de torches est la capacité de travailler avec des mélanges de processus qui ne peuvent pas être éliminés par des torches communes et séparées. Ces déchets comprennent:

• Produits qui se décomposent en dégageant de la chaleur.
• Substances qui réagissent avec d'autres déchets.
• Mélanges hautement toxiques et corrosifs.
• Mélanges gaz-air, y compris les impuretés mécaniques.

Systèmes horizontaux et verticaux

Selon les conditions structurelles de l'entreprise, le fonctionnement des installations de torchage horizontales ou verticales peut être organisé. Les ouvrages du premier type interviennent principalement dans la mise en place de puits soufflants, de panaches et de lignes de production. De tels systèmes sont caractérisés par l'utilisation d'arbres de brûleur qui sont capables de fournir une injection d'air suffisante pour permettre une combustion sans fumée. Sur les puits de gaz, selon les instructions, des brûleurs horizontaux doivent être utilisés.structures qui assureront l'élimination des produits contenant des bouchons liquides et des impuretés mécaniques. Dans le même temps, pour maintenir la sécurité des systèmes de torche horizontale, une densité de flux de chaleur modérée pouvant atteindre 1,4 kW/m2 doit être maintenue. Des moyens supplémentaires de minimiser l'exposition thermique sous la forme d'écrans de protection peuvent également être utilisés pour protéger le personnel assurant le fonctionnement de ces systèmes.

Les unités verticales sont équipées de pompes et de dispositifs d'évacuation des condensats. La base fonctionnelle de la conception est formée par une tête, qui est un dispositif métallique permettant de réguler la distribution d'un mélange gazeux. Dans certains modèles de système, ils empêchent également le passage de la flamme vers le fût de l'installation de travail. À l'extrémité de l'arbre vertical, des brûleurs avec un pare-vent sont placés. L'allumage peut être installé à la fois dans la structure de la tête et dans le cadre du coffre. Les conduites d'allumage sont fournies aux brûleurs dans une commande séparée. Le manuel technique du système de torche exige que le contrôle de la flamme soit indépendant du contrôle de surveillance au moyen de sondes d'ionisation, de thermocouples, de capteurs acoustiques ou optiques.

Caractéristiques des fusées éclairantes fermées

Ce type de torchère est conçu pour brûler des mélanges combustibles technologiques près de la surface de la terre. Les installations fermées comprennent une chambre de combustion dont les surfaces sont traitées avec un revêtement protecteur. Contrairement à un brûleur, cel'équipement a une productivité plus élevée, mais il a également des exigences accrues en termes de propriétés de protection. Comme indiqué dans le manuel de sécurité de la torche, les chambres des installations fermées doivent être fermées pour empêcher l'entrée d'air incontrôlée. Le chalumeau doit assurer l'utilisation complète des gaz entrants en l'absence de flamme visible. Le flux d'air nécessaire au maintien de la combustion, ainsi que le retour des fumées, est organisé par tirage naturel ou forcé avec possibilité de contrôler le débit.

L'assemblage du brûleur pour les systèmes de torche fermés est sélectionné dans l'espoir d'assurer une combustion stable et durable. Les exigences de fiabilité dans ce cas sont plus élevées que dans le cas d'installations conventionnelles de type ouvert. Selon la réglementation, la combustion avec des impulsions et des oscillations résonnantes de la flamme doit être exclue. Ceci est garanti par un flux uniforme d'oxygène dans la chambre de combustion.

Exigences pour les installations de torche

Les systèmes d'utilisation de gaz associés sont placés en tenant compte de la rose des vents et des capacités techniques d'installation de conduites de gazoduc avec des clôtures et des canaux de sortie pour les brûleurs. Quel que soit le type d'installation, les distances standard entre les torchères, les bâtiments, les ouvrages d'art, les entrepôts et les sous-stations électriques doivent être respectées. Distances spécifiques pour le placement direct des brûleurs sur le territoire de l'entreprisesont calculés sur la base de la densité de flux de chaleur prévue du système de torche. Les règles indiquent également la nécessité de créer des conditions pour la réparation et l'entretien des puits lors de l'exploitation des installations voisines. À cet égard, il est recommandé que les échelles pour le personnel soient situées du côté du puits opposé à l'emplacement du brûleur adjacent. Les matériaux pour la fabrication de structures qui se trouvent dans la zone d'activité des flux de chaleur doivent avoir une structure résistante au feu ou des revêtements spéciaux résistants à la chaleur.

Exigences pour la technologie de décharge de torche

L'organisation du travail des torchères est largement déterminée par les exigences du processus technologique général de l'entreprise. Néanmoins, le stade d'interaction entre les sources de gaz et les brûleurs est également réglementé par des documents réglementaires. Lors de la phase de conception du système, les paramètres d'évent doivent être déterminés, notamment la pression, la température, la densité et les débits. Sur la base des calculs effectués, un schéma de décharge dans le système de torche du type le plus approprié est développé. Les sources de rejet doivent également pouvoir fournir non pas des travailleurs ciblés, mais des gaz prophylactiques, qui comprennent des mélanges inertes et de purge. À l'inverse, lors du déversement, les compositions contenant de l'acétylène, de l'hydrogène, des oxydes de carbone et des composants à combustion rapide ne doivent pas être envoyées. La composition de l'installation de combustion technologique peut comprendre des séparateurs chargés de la séparation des particules solides et des gouttelettes liquides dans les mélanges de vapeur et de gaz. Ces substances et composants sont traités dans desappareils flare.

Règles pour le fonctionnement des systèmes de torche

Avant chaque lancement de l'installation, il est nécessaire de purger le canon avec des mélanges de gaz inertes afin d'éliminer l'oxygène. La poursuite de l'aération des canaux de torche est empêchée par des vannes de régulation lorsque les brûleurs sont éteints. Le niveau de teneur en oxygène est vérifié en prélevant des échantillons avec une analyse plus approfondie. Pendant la combustion, il est recommandé de régler la vitesse du brûleur sur les modes suivants:

• Pour un bouchon avec joint d'étanchéité au gaz - pas moins de 0,05 m/s.
• S'il n'y a pas de joint de gaz - pas moins de 0,9 m/s.
• Lors de la fourniture de gaz inerte - pas moins de 0,7 m/s.

De plus, lors de l'utilisation de systèmes de torche non équipés de volets, les mélanges de purge doivent avoir une densité supérieure à 0,7 kg/m3.

Avant d'arrêter l'évacuation des gaz de procédé ou des vapeurs chauffées, il est recommandé de pré-connecter les canaux avec la direction des mélanges inertes, ce qui empêchera la formation d'un vide lors de la condensation ou du refroidissement. Avant d'effectuer des travaux d'entretien ou de réparation, les conduites sont déconnectées de l'installation de torche pour empêcher les mélanges de gaz d'être évacués et de s'enflammer. Les résidus de gaz combustibles, ainsi que les mélanges de combustion, doivent être complètement éliminés des canaux. Avant les travaux techniques, les troncs sont purgés à l'azote et, si nécessaire, cuits à la vapeur.

Commandes de flamme

L'allumage est effectué par le soi-disant fonctionnementsystème d'incendie ou d'étincelle électrique sur la veilleuse. De plus, le contrôle de la combustion est effectué par des capteurs acoustiques et un convertisseur thermoélectrique. Pour le contrôle, une unité d'allumage et de contrôle de flamme autonome est également utilisée, qui doit être située dans une armoire séparée avec chauffage. Les modes de fonctionnement avec connexion automatique impliquent un travail selon des algorithmes spécifiés avec transmission du signal à la console de l'opérateur. Pour activer les modes d'urgence ou connecter automatiquement la console de l'opérateur, certains signaux sont définis. Par exemple, le manuel des systèmes de torche en cas d'échec pour allumer une flamme avec succès après 10 cycles indique la nécessité de déclencher automatiquement une alarme. Si les capteurs de détection des signes d'incendie ne fonctionnent pas, le panneau de commande à distance est connecté au travail. Avec lui, le personnel prend déjà en charge les fonctions de contrôle via l'interface pour contrôler l'allumage de l'installation de torche.

Guide de sécurité des fusées éclairantes

Les exigences réglementaires établissent les règles de sécurité suivantes pour le fonctionnement des torchères et des systèmes technologiques associés:

• Lors de l'organisation des rejets de gaz de la torchère dans l'atmosphère, les niveaux admissibles de substances nocives doivent être respectés.
• Afin d'éviter la formation d'un mélange explosif, les règles de sécurité d'exploitation des systèmes de torche prescrivent un nettoyage régulier des circuits d'évacuation du mélange gazeux.
• Il est interdit d'envoyer dans les chambres de combustion des substances,ce qui peut provoquer une explosion. Ces substances dans les entreprises pétrolières et gazières, en particulier, comprennent les agents oxydants chimiques et les agents réducteurs.
• Le territoire pour l'emplacement des unités de traitement utilisant l'équipement de torche doit être clôturé.
• Seules les personnes qui ont les qualifications appropriées et ont été vérifiées en termes de sécurité industrielle devraient être autorisées à entretenir les torchères.

Conclusion

Les technologies de combustion des gaz de travail dans les entreprises modernes atteignent un niveau assez élevé en termes de fiabilité et de sécurité. Cela est dû en grande partie à l'utilisation de moyens innovants de contrôle et de gestion des processus de combustion complexes de mélanges combustibles. Par exemple, le fonctionnement sûr des systèmes de torche au niveau actuel est impossible sans l'utilisation d'éléments de contrôle automatisés avec la connexion de capteurs et de contrôleurs industriels. Cela n'exclut pas le mode de contrôle manuel - du moins il est proposé en option. Les consoles d'opérateur portent toujours une grande responsabilité dans les processus de régulation du fonctionnement des installations de torche, de surveillance de leurs paramètres et d'indicateurs de diagnostic. Parallèlement, les conceptions des brûleurs à barillets formant une infrastructure de torche sont également améliorées. Les fabricants utilisent des matériaux toujours plus fiables avec des revêtements résistants à la chaleur et une résistance mécanique élevée. Tout cela permet d'optimiser les processus de travail globaux des entreprises pétrolières et gazières au niveau approprié de sécurité et de protection de l'environnement.