Файл: Брейман, М. И. Инженерные решения по технике безопасности в пожаро- и взрывоопасных производствах.pdf

проложен помимо сепаратора, так как при поступлении газов в се­

паратор бутан расширяется и тем самым может создать избыточ­ ное давление в сепараторе. Для обеспечения надежности в откач­

ке конденсата из сепаратора, в случае перерыва в подаче электро­

энергии, насос оснащен турбинным приводом. Предотвращение образования взрывных смесей внутри элементов факельной уста­

новки и факельных трубопроводов вследствие подсоса воздуха до­ стигается подачей в систему метана (природного газа), при этом давление в сепараторе поддерживается на уровне 25 мм вод. ст.

В литературе описывается принцип устройства бездымного фа­

кела фирмы «Прематехник» (ФРГ). Факел имеет диаметр 350 мм и высоту 4,5 ¡м. Верхняя часть факела длиною 3 м изготовлена из

легированной стали с высоким содержанием хрома. Факел постав­

ляется со стандартными фланцами, которыми присоединяется к

факельной трубе. Для обеспечения бездымного сжигания газов на кольцеобразном распределителе, изготовленном из легированной

стали, на двух противоположных его сторонах под углом к верти­

кали, расположены паровые сопла, чтобы выходящий из них пар

создавал два паровых конуса. Такое расположение паровых сопел

не создает дополнительного давления в факельном стволе, а нао­ борот, улучшается подсасывание воздуха в зону пламени. Расход пара в факеле составляет при максимальной нагрузке 5000 кг/ч,

что соответствует удельному расходу 0,2 кг пара на 1 кг газа.

О затухании запального пламени в факеле обслуживающему

персоналу сообщается посредством сигнального устройства. Тер­ моэлементы, расположенные в запальном пламени, передают

информацию на самописец для регистрации температуры. Самопи­ сец связан с сигнальной сиреной и световым табло, расположен­

ным на пульте управления. Зажигание погасшего запального пла­

мени производится с помощью дистанционного запального устрой­

ства.

Сепаратор факельной системы снабжен особым сигнальным устройством. По достижении определенного уровня жидкости че­

рез реле подается сигнал к той же сирене и к тому же световому табло, которое действует при угасании запального пламени. Одна­

ко превышение заданного уровня жидкости в сепараторе вызывает

продолжительный звук сирены и непрерывный световой сигнал,

в то время как выход из строя запальных горелок сопровождается прерывистым сигналом сирен и мигающим светом на табло.

Факельные трубопроводы от технологических установок непо­

средственно в местах подключения к факельному коллектору име­

ют запорную арматуру. На факеле ремонтные работы можно про­ водить после закрытия запорных задвижек на ведущих к нему

трубопроводах. В это время факельные газы направляются на сжигание в специальную аварийную шахту.

В американском журнале [28] сообщается о новой факельной

системе, позволяющей, по мнению авторов, уменьшить загрязне­ ние атмосферы. Первым этапом программы уменьшения загазо-

данности атмосферы явилось строительство новой факельной си­

стемы на нефтеперерабатывающем заводе фирмы «Америкен ойл компании» в Техасе (США). Эта факельная система самая круп­

ная в районе, ее факельный ствол имеет высоту 95 м. Башня под­

держивает расширяющуюся факельную насадку, снабженную пер­ вичным устройством для подачи воздуха и паровыми эжекторами,

обеспечивающими бездымное сжигание газа. Диаметр насадки

900 мм, она оборудована двумя паропроводами диаметром 150 мм и одним паропроводом диаметром 50 мм. Факельная система

снабжена большим отбойником (сепаратором), предназначенным

для улавливания жидкости, которая может оказаться в газе. Для

откачки жидкости и предотвращения попадания ее на факел уста­

новлены автоматические насосы.

Вторым этапом программы по уменьшению загазованности ат­ мосферы была разработка конструкции насадки бездымного горе­

ния для факельной системы установки специального крекинга. Третий этап программы предполагает установку системы, поз­

воляющей полностью утилизировать газ. Эта факельная система будет иметь большой трубопровод, проходящий по территории

нефтеперерабатывающего завода. Газ из установок низкого дав­

ления будет поступать в трубопровод, из которого компрессорами

строительстве газгольдеров.

Из приведенных кратких сведений и других источников видно,

что за рубежом ведутся некоторые работы по уменьшению загряз­

нения воздушного бассейна при конструировании и эксплуатации

факельных систем, в частности факельные стволы оборудуются

приспособлениями для бездымного сжигания газов; увеличивается до значительной высота факельных стволов; производится сжига­

ние залповых сбросов факельных газов в подземных шахтах и осу­

ществляются другие мероприятия. Однако публикуемые материа­

лы зачастую имеют неконкретный, рекламный характер и поэто­

му использование их не всегда возможно.

Поджигание факела

При изучении опыта эксплуатации факельных систем на мно­

гих нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятиях было выявлено, что применяемые способы поджигания факела до­

вольно примитивны и малонадежны.

Например, на одном крупном нефтехимическом предприятии

зажигание дежурного факела производится в следующем порядке. В воронку, закрепленную на тросе, кладут кусок пакли и полива­

ют ее бензином или керосином. Другой кусок пакли привязывают

к штанге (трубе) длиной не менее 4 м. Сначала поджигают паклю на штанге и этим пламенем поджигают паклю в воронке. Вращая блочок за рукоятку, поднимают горящую в воронке'яаклю до вер­ ха дежурного факела, после чего открывают на линии топливного

162

газа вентиль, расположенный непосредственно у факельного ство­

ла. После поджигания дежурного факела воронка с паклей опус­ кается вниз.

На другом нефтехимическом предприятии поджигание дежур­

ного факела производится от пламени основного факела в следу-

ют только условия первоначального поджигания факела. Но если до поджигания факела стравливались в значительных количествах

факельные газы, то при стрельбе из ракетниц может произойти объемный взрыв на большом пространстве. В такой обстановке и другие способы поджигания дежурного факела практически не­ надежны и опасны.

Радикальное решение этой задачи возможно только путем ав­

томатизации процесса поджигания факела.

Рязанским филиалом СКВ АНН разработано устройство авто­

матического поджигания факела и контроля за его горением

(∏KΦ-1), позволяющее осуществлять ручное, дистанционное или

автоматическое управление циклом розжига запальных горелок.

В основу работы устройства положен принцип поджигания за­

пальных горелок скрытым «бегущим пламенем» и метод бескон­

тактного контроля горения дежурных горелок.

164

да на включение высоковольтных трансформаторов электрозапа­

лов, от чего между поджигающими электродами возникает элект­ рическая искра, которая поджигает газовоздушную смесь. Фронт

пламени, распространяясь по трубопроводу, поджигает подготов­

ленную в запальной горелке 2 газовоздушную смесь. Пламя за­

пальных горелок в свою очередь поджигает газ дежурных горе­ лок 1.

При появлении пламени сигнализаторы подают сигнал на блок управления и цикл розжига прекращается: клапаны 4 закрывают­ ся, и подача газа на электрозапалы и запальные горелки прекра­

щается.

В состав устройства ПК.Ф-1 входят блок управления, шкаф

электрозапалов, два сигнализатора, две запальные и две дежур­

ные горелки.

Общий вид устройства ПКФ-1 (без блока управления и сигна­

лизаторов) показан на рис. ІІІ.6.

Блок управления представляет собой релейное устройство, ко­

торое по команде оператора или по сигналам, поступающим от

сигнализаторов, выдает команды в приемное устройство шкафа электрозапалов для управления процессом зажигания и поддер­

жания горения по строго заданной программе. Блок выдает зву­ ковую и световую сигнализацию об исчезновении пламени.

Сигнализатор представляет собой фотореле, преобразующее пе­

ременную величину светового потока от пламени в выходной

электрический сигнал.

Устройство ПКФ-1 внедряется на нефтеперерабатывающих и

нефтехимических предприятиях [29].

Конденсация факельных газов в факельной системе и меры по отводу конденсата

Наличие жидкой фазы в газах, направляемых на сжигание на факел, значительно осложняет эксплуатацию факельных систем. В факельной системе могут скопиться значительные количества жидких углеводородов вследствие их выделения из газа при по­

нижении температуры во время движения газов к факельному стволу.

Падение температуры происходит в результате отбора тепла металлом системы, а также от потерь тепла в количестве от 13,5 до 21,7 кал/(м2-ч) на каж­ дый градус разности ¿между температурой окружающего воздуха и темпера­ турой; металла. Изменение потерь тепла зависит также от воздействия ветра на систему.

В работе Р. Д. Рида [30] приводятся данные о влиянии «точки росы» на выделение жидкой фазы при направлении на факел углеводородов в количестве приблизительно 450 000 кг/ч. Из этого количества только 270 000 кг/ч дости­ гали факела и сгорали. Стало быть, в данном случае факельная система должна свободно принимать 180 000 кг/ч жидких углеводородов. При «точке росы»

жидкость присутствует в потоке в видеУмикроскопических капель, которые оседают на поверхностях элементов факельной системы.Жидкость, осевшая на

внутренних поверхностях, перемещается потоком газа и аккумулируется либо выбрасывается через факел.

165