أنظمة اللهب: الجهاز ، الوصف ، الوظائف ، الصورة

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

مطلوب تزويد مصافي النفط والغاز بوسائل لمنع التسرب التكنولوجي في الهواء الطلق. لهذا الغرض ، يتم استخدام أجهزة خاصة متصلة بصمامات الأمان ومصانع الإنتاج. لحرق الغازات والأبخرة الزائدة ، يتم استخدام أنظمة التوهج ، والتي ترتبط بقنوات التخلص من النفايات التكنولوجية في مؤسسات الطاقة.

معالجة تركيبات التوهج

يتم تضمين معدات من هذا النوع في البنية التحتية التكنولوجية العامة التي تخدم عمليات إنتاج وتخزين ونقل مخاليط النفط والغاز. يشتمل النظام على شبكة من خطوط الأنابيب ، ومداخن التوهج مع الرؤوس ، والشعلات ، والبوابات ، بالإضافة إلى أدوات التحكم والمراقبة الآلية. بالإضافة إلى ذلك ، لا يكتمل تركيب نظام التوهج بدون الأجهزة التي تضمن الأماناحتراق الوقود. يعتمد عدد نقاط الاحتراق على أحجام التصميم التي يمكن أن تخدمها بنية أساسية معينة من حيث المبدأ. ترتبط هذه المعلمة ارتباطًا وثيقًا بالخصائص التشغيلية الأخرى للكائن. على سبيل المثال ، إذا تم استخدام أقل من ثلاثة أعمدة للشعلات ، فيجب أن يتضمن تصميم التركيب حاجبًا للسيارة من أجل الحفاظ على اللهب.

يتم تزويد الشعلات بقنوات لتزويد خليط الهواء والغاز ، والدائرة بخليط الإشعال موصولة بجهاز الإشعال. لتطبيع عملية الاحتراق في أوقات مختلفة من السنة ، يتم توفير تركيبات لتنظيم درجات الحرارة الفردية وظروف الرطوبة. في الطقس البارد ، على سبيل المثال ، للتخلص من إمكانية التجميد في الأنابيب لتزويد مخاليط الوقود ، يمكن توصيل سخانات خطوط الأنابيب. هناك أيضًا متطلبات خاصة للغاز. تعمل أنظمة التوهج بشكل مستقر فقط إذا تم تصريف المخاليط التي يتم صيانتها مسبقًا - على أي حال ، ينطبق هذا على التشغيل في فصل الشتاء.

وظائف النظام

تشمل المهام الأساسية لهذا النوع من التوهجات حرق مخاليط الغاز المصاحب من أجل منع إطلاقها العرضي في الغلاف الجوي. هذا لا ينطبق فقط على الغازات في حد ذاتها ، ولكن أيضًا على أنواع مختلفة من أبخرة العمليات ، والتي تشكل أيضًا خطرًا على البيئة. في الوقت نفسه ، قد تختلف المهام المحددة باختلاف المشاعل. من وجهة نظر التوجه الوظيفي ، يمكن التمييز بين نوعين أساسيين من التركيبات:

• عام. أكثر أنظمة التوهج شيوعًا ،التي تستخدم في مرافق الإنتاج. وهي تشمل في بنيتها التحتية العديد من المرافق التكنولوجية الإضافية مثل الفاصل وختم المياه ومانع الحريق والمجمع.
• منفصل. تجد مثل هذه الأنظمة مكانها في البنية التحتية للشعلة المشتركة الحالية. يستخدم هذا النموذج المركب عندما يتعذر على نظام إشعال الغاز الرئيسي خدمة فتحات التهوية بشكل كامل.

هناك أيضًا مجموعة خاصة من الأنظمة الخاصة. الميزة الرئيسية لهذا النوع من التوهجات هي القدرة على العمل مع مخاليط العملية التي لا يمكن التخلص منها عن طريق مشاعل مشتركة ومنفصلة. تشمل منتجات النفايات هذه:

• المنتجات التي تتحلل عندما تطلق الحرارة.
• المواد التي تتفاعل مع منتجات النفايات الأخرى.
• مخاليط شديدة السمية و المسببة للتآكل.
• مخاليط الغاز والهواء ، بما في ذلك الشوائب الميكانيكية.

أنظمة أفقية ورأسية

اعتمادًا على الظروف الهيكلية في المؤسسة ، يمكن تنظيم تشغيل تركيبات التوهج الأفقي أو الرأسي. وتشارك الهياكل من النوع الأول بشكل رئيسي في تنفيذ حفر الآبار والأعمدة وخطوط الإنتاج. تتميز هذه الأنظمة باستخدام أعمدة الموقد القادرة على توفير حقن هواء كافٍ لتمكين الاحتراق بدون دخان. في آبار الغاز ، وفقًا للتعليمات ، يجب استخدام الشعلات الأفقية.الهياكل التي تضمن التخلص من المنتجات التي تحتوي على سدادات سائلة وشوائب ميكانيكية. في الوقت نفسه ، للحفاظ على سلامة أنظمة التوهج الأفقية ، يجب الحفاظ على كثافة تدفق حراري معتدلة تصل إلى 1.4 كيلو واط / م2. يمكن أيضًا استخدام وسائل إضافية لتقليل التعرض للحرارة على شكل شاشات واقية لحماية الأفراد الذين يحافظون على تشغيل هذه الأنظمة.

الوحدات العمودية مجهزة بمضخات وأجهزة لإزالة المكثفات. يتكون الأساس الوظيفي للتصميم من رأس ، وهو عبارة عن جهاز معدني لتنظيم توصيل خليط الغازات. في بعض نماذج النظام ، تمنع أيضًا مرور اللهب إلى فوهة تركيب العمل. في نهاية العمود الرأسي ، يتم وضع الشعلات ذات الزجاج الأمامي. يمكن تثبيت الإشعال في هيكل الرأس وكجزء من الجذع. يتم توريد أنابيب الإشعال إلى الشعلات بترتيب منفصل. يتطلب الدليل الفني لنظام التوهج أن يكون التحكم في اللهب مستقلاً عن التحكم الإشرافي عن طريق مجسات التأين أو المزدوجات الحرارية أو أجهزة الاستشعار الصوتية أو البصرية.

ملامح مشاعل مغلقة

هذا النوع من التوهج الغازي مصمم لحرق المخاليط التكنولوجية القابلة للاحتراق بالقرب من سطح الأرض. تشتمل التركيبات المغلقة على غرفة احتراق ، يتم معالجة أسطحها ببطانة واقية. على عكس الموقد ، هذاتتمتع المعدات بإنتاجية أعلى ، ولكنها أيضًا زادت من المتطلبات من حيث توفير خصائص الحماية. كما هو مذكور في دليل سلامة اللهب ، يجب إحاطة غرف التركيبات المغلقة لمنع دخول الهواء غير المنضبط. يجب أن تضمن الشعلة الاستفادة الكاملة من الغازات الواردة في حالة عدم وجود لهب مرئي. يتم تنظيم تدفق الهواء الضروري للحفاظ على الاحتراق ، إلى جانب عودة غازات المداخن ، من خلال مسودة طبيعية أو قسرية مع إمكانية التحكم في الإنتاجية.

يتم اختيار مجموعة الموقد لأنظمة التوهج المغلقة مع توقع ضمان احتراق مستقر ومستدام. متطلبات الموثوقية في هذه الحالة أعلى مما هي عليه في حالة التركيبات التقليدية من النوع المفتوح. وفقًا للوائح ، يجب استبعاد الاحتراق مع النبضات والتذبذبات الرنانة للهب. هذا مضمون من خلال تدفق موحد للأكسجين إلى غرفة الاحتراق.

متطلبات مرافق الإشعال

يتم وضع أنظمة استخدام الغاز المصاحب مع الأخذ في الاعتبار وردة الرياح والإمكانيات الفنية لتركيب خطوط الأنابيب مع الأسوار وقنوات مخرج للشعلات. بغض النظر عن نوع التركيب ، يجب الحفاظ على المسافات القياسية بين مداخن التوهج والمباني والهياكل الهندسية والمستودعات والمحطات الفرعية الكهربائية. مسافات محددة لوضع الشعلات مباشرة على أراضي الشركةعلى أساس كثافة التدفق الحراري المخطط لها لنظام التوهج. تشير القواعد أيضًا إلى الحاجة إلى تهيئة الظروف لإصلاح وصيانة الأعمدة أثناء تشغيل التركيبات المجاورة. في هذا الصدد ، يوصى بوضع سلالم الأفراد على جانب العمود المقابل لموقع الموقد المجاور. يجب أن تحتوي مواد تصنيع الهياكل الموجودة في منطقة نشاط التدفقات الحرارية على هيكل مقاوم للحريق أو طلاء خاص مقاوم للحرارة.

متطلبات تقنية تفريغ الشعلة

يتم تحديد تنظيم عمل مشاعل الغاز إلى حد كبير من خلال متطلبات العملية التكنولوجية العامة في المؤسسة. ومع ذلك ، فإن مرحلة التفاعل بين مصادر الغاز والمواقد تنظمها أيضًا الوثائق التنظيمية. أثناء مرحلة تصميم النظام ، يجب تحديد معلمات التهوية ، ولا سيما الضغط ودرجة الحرارة والكثافة ومعدلات التدفق. بناءً على الحسابات التي تم إجراؤها ، تم تطوير مخطط التفريغ في نظام التوهج من النوع الأكثر ملاءمة. يجب أن تكون مصادر التصريف قادرة أيضًا على توفير ليس للعمال المستهدفين ، ولكن الغازات الوقائية ، والتي تشمل الخلائط الخاملة والتطهير. على العكس من ذلك ، عند الإغراق ، يجب عدم إرسال التراكيب بما في ذلك الأسيتيلين والهيدروجين وأكاسيد الكربون والمكونات سريعة الاحتراق. قد يشتمل تكوين مصنع الاحتراق التكنولوجي على فواصل مسؤولة عن فصل الجسيمات الصلبة والقطرات السائلة في مخاليط البخار والغاز. تتم معالجة هذه المواد والمكونات بشكل منفصلأجهزة مضيئة.

قواعد تشغيل أنظمة التوهج

قبل كل عملية إطلاق للتثبيت ، من الضروري تطهير البرميل بمخاليط غاز خامل من أجل إزالة الأكسجين. يتم منع التهوية الإضافية لقنوات التوهج بواسطة صمامات التحكم عند إيقاف تشغيل الشعلات. يتم فحص مستوى محتوى الأكسجين عن طريق أخذ عينات مع مزيد من التحليل. أثناء الاحتراق ، يوصى بضبط سرعة الموقد على الأوضاع التالية:

• لغطاء بسداد غاز - لا يقل عن 0.05 م / ث.
• إذا لم يكن هناك ختم غاز - لا يقل عن 0.9 م / ث.
• عند توريد الغاز الخامل - لا تقل عن 0.7 م / ث

أيضًا ، عند تشغيل أنظمة التوهج غير المزودة بمصاريع ، يجب أن تزيد كثافة مخاليط التطهير عن 0.7 كجم / م3.

قبل إيقاف تصريف غاز المعالجة أو الأبخرة المسخنة ، يوصى بالتوصيل المسبق للقنوات باتجاه المخاليط الخاملة ، مما يمنع تكوين فراغ أثناء التكثيف أو التبريد. قبل القيام بأعمال الصيانة أو الإصلاح ، يتم فصل خطوط الأنابيب عن تركيب الشعلة لمنع مخاليط الغاز من التفريغ والاشتعال. يجب إزالة بقايا الغازات القابلة للاحتراق ومخاليط المداخن تمامًا من القنوات. قبل العمل الفني ، يتم تطهير الجذوع بالنيتروجين ، وإذا لزم الأمر ، بالبخار.

ضوابط اللهب

يتم الاشتعال عن طريق ما يسمى الجرينظام حريق أو شرارة كهربائية على الشعلة التجريبية. علاوة على ذلك ، يتم التحكم في الاحتراق بواسطة أجهزة استشعار صوتية ومحول كهربائي حراري. للتحكم ، يتم أيضًا استخدام وحدة التحكم في الاشتعال واللهب المستقلة ، والتي يجب أن تكون موجودة في خزانة منفصلة مع تدفئة. تتضمن أوضاع التشغيل مع الاتصال التلقائي العمل وفقًا لخوارزميات محددة مع نقل الإشارة إلى وحدة تحكم المشغل. لتنشيط أوضاع الطوارئ أو توصيل وحدة تحكم المشغل تلقائيًا ، يتم تعيين إشارات معينة. على سبيل المثال ، يشير دليل أنظمة التوهج في حالة الفشل في إشعال اللهب بنجاح بعد 10 دورات إلى الحاجة إلى إطلاق الإنذار تلقائيًا. إذا لم تعمل أجهزة الاستشعار الخاصة بكشف علامات الحريق ، فإن لوحة التحكم عن بعد متصلة بالعمل. مع ذلك ، يتولى الموظفون بالفعل وظائف التحكم من خلال الواجهة للتحكم في اشتعال مصنع التوهج.

دليل سلامة التوهج

تحدد المتطلبات التنظيمية قواعد السلامة التالية لتشغيل مشاعل الغاز والأنظمة التكنولوجية ذات الصلة:

• عند تنظيم تصريفات الغاز من مدخنة اللهب في الغلاف الجوي ، يجب مراعاة المستويات المسموح بها من المواد الضارة.
• من أجل منع تكوين خليط متفجر ، تنص قواعد التشغيل الآمن لأنظمة التوهج على التنظيف المنتظم لدارات تفريغ خليط الغاز.
• يحظر إرسال المواد إلى غرف الاحتراق ،مما قد يتسبب في حدوث انفجار. تشمل هذه المواد في شركات النفط والغاز ، على وجه الخصوص ، عوامل مؤكسدة كيميائية وعوامل اختزال.
• يجب أن تكون المنطقة الخاصة بموقع وحدات المعالجة التي تشغل معدات الإشعال مسيجة.
• فقط الأشخاص الذين لديهم المؤهلات المناسبة والذين تم التحقق منهم فيما يتعلق بالسلامة الصناعية يجب السماح لهم بصيانة مشاعل الغاز.

الخلاصة

تقنيات احتراق غازات العمل في المؤسسات الحديثة تصل إلى مستوى عالٍ إلى حد ما من حيث الموثوقية والسلامة. هذا يرجع إلى حد كبير إلى استخدام وسائل مبتكرة للتحكم وإدارة عمليات الاحتراق المعقدة للخلائط القابلة للاحتراق. على سبيل المثال ، التشغيل الآمن لأنظمة التوهج بالمستوى الحالي مستحيل بدون استخدام عناصر التحكم الآلي مع توصيل المستشعرات ووحدات التحكم الصناعية. هذا لا يستبعد وضع التحكم اليدوي - على الأقل يتم توفيره كخيار. لا تزال وحدات تحكم المشغل تتحمل مسؤولية كبيرة في عمليات تنظيم تشغيل تركيبات الشعلة ومراقبة معاييرها ومؤشرات التشخيص. في الوقت نفسه ، يتم أيضًا تحسين تصميمات الشعلات ذات البراميل التي تشكل بنية تحتية مضيئة. يستخدم المصنعون مواد أكثر موثوقية مع طلاءات مقاومة للحرارة ومقاومة ميكانيكية عالية. كل هذا يجعل من الممكن تحسين عمليات العمل الشاملة لمؤسسات النفط والغاز على المستوى المناسب من السلامة وحماية البيئة.