آموزش فلر و طراحی فلر

[*mishi* 11920]

 

 

بر اساس تخمین بانک جهانی سالیانه 110 میلیارد متر مکعب از از گازهای طبیعی در فلرها سوزانده میشود این میزان گاز تلف شده میتواند نیاز سالیانه سوخا امریکای مرکزی و جنوبی یا آلمان و ایتالیا را مرتفع سازد

حال جالب این هست که بدونید 10 درصد کل فلرینگ جهان مربوط به ایرانه که در مقام سوم جهانی قرار داره در این لیست نیجریه با 16 درصد در صدر جدول و بعد روسیه با 11 درصد و ایران 10 درصد ، الجزیره 6 درصد ، مکزیک 5 درصد و کشورهای انگولا ،اندونزی و ونزوئلا با 4 درصد و....

جالب توجه اینکه امریکا بیشترین صنعایع فرایندی رو در اختیار داره فقط 3 درصد flaring دنیا رو داره.

[*mishi* 11920]

در حالت کلی سیستم فلر به دو قسمت تقسیم میشود یکی سیستم جمع اوری فلر شامل knock out drum و دیگری دودکش فلر در پالایشگاهای بزرگ از ظروف جمع اوری مجزایی در هر یک از واحد ها استفاده شده است تا امکان over hual واحد های مختلف تسریع گردد عموما سیستم فلر مرکب از اجزای زیر است:

لوله های جمع آوری گازها از واحد های فرایندی

ظرف جمع آوری به منظور میعان و خارج سازی مایعات همراه مشعل

آب بند مایع جهت جلوگیری از برگشت شعله

دود کش با یک یا چند مشعل

پایلوت ، سیستم گازرسانی به مشعل و سیستم جرقه زنی

سیستم تزریق بخار یا هوا برای ایجاد شعله کم دود

 

تجهیزات کنترل و نظارتی برای بهینه نمودن سیستم فلر

 

 

[*mishi* 11920]

همانطور که در شکل میبینید جریان گازها در مسیر فلر قبل از ورود به stack از یک ستون آب عبور میکند این ستون آب موجب ایجاد فشار مثبتی در بالا دست خود شده و همچنین مانعی برای برگشت شعله بداخل مسیر فلر میشود یکی دیگر از وظایف این آب بند عملکرد آن بصورت یک mechanical damper در مقابله با شوکهای موجی در stack است

[*mishi* 11920]

Wind speed affect flare performance

Wind speed affects flare performance at least in few ways :

 

Wind drag flame to downwind, lower the flame center and radiation level of downwind receptor

 

 

Wind carry unburnt component to downwind

Wind potential put-off flame on flare under low gas flow and pilot

Therefore, correct wind speed at flare tip (elevated flare) is important in order to obtain correct estimate of radiation level and unburnt component concentration at downwind location, determination of minimum vapor flow to avoid flame-out and performance of pilots.

 

 

Wind speed change with flare height

One of characteristic of wind speed is wind speed increase with height from grade. Thus, higher the flare stack, flare tip will expose to higher wind speed. Generally wind map will be obtained from local authority or organization. The wind map may be measured at specific height i.e. 10m from grade.

 

In case flare stack height is different than wind speed at specific height, how shall an engineer determine wind speed flare tip ?

 

Corrected wind speed (without return duration correction

Where

UZ = Wind speed at Z m at return duration of t0 hour (ft/s)

U0 = Wind speed at specified height of 10m at return duration of t0 hour (ft/s)

t0 = Wind speed at return duration i.e. 60 minutes, 1 minutes, etc

Z = Flare stack height (ft)

 

Corrected wind speed (with return duration correction

Where

t = Wind speed at return duration i.e. 60 minutes, 1 minutes, etc (different than t0 )

 

Example :

A flare stack with height of 200m, expose to wind speed (at 60 minutes return duration) of 10 m/s measured at 10m from grade. Determine wind speed at flare tip if (a) the return duration stay as 60 minutes (b) return duration change to 1 minute.

 

Solution (a)

Z = 200 m = 200 x 32.8 ft

UZ = 10 m/s = 10 x 32.8 ft/s

UZ = 41.7 ft/s = 12.7 m/s

Wind speed at flare tip with return duration stay as 60 minutes = 12.7 m/s

 

 

Solution (b)

uZ,t = 44.8 ft/s = 13.66 m/s

 

Wind speed at flare tip with return duration at 1 minutes = 13.66 m/s

 

 

 

 

سرعت باد بر عملکرد فلر تاثیر دارد

سرعت باد دست کم تاثیری در عملکرد فلر ها در چندطریق می گذارد

:

 

شعله کشیدن باد در مسیر باد ، پایین مرکز شعله و سطح تابش گیرنده در مسیر باد

است

 

 

حمل

unburnt

باد به جزء در مسیر باد

 

پتانسیل باد خاموش گذاشتن شعله زیر گاز جریان کم و پیلوت

 

 

بنابراین،تنظیم سرعت باد از جا در رفتن درست در نوک (بالا از جا در رفتن) مهم است که به منظوربه دست آوردن برآورد درست از سطح تابش و غلظت جزء

unburnt

در محل در مسیر باد ، تعیین جریان بخار حداقلبرای جلوگیری از متوقف و عملکرد پیلوت هامی باشد

.

 

 

تغییرسرعت باد با ارتفاع فلر ها

 

 

یکی از ویژگی سرعت باد این است که سرعت باد با ارتفاع از سطح افزایش می یابد. بنابراین، بالاتر رفتن پشته فلر ها، از جا در رفتن نوک را به سرعت باد را افشا بالاتر است.به طور کلی نقشه باد را از انجمن محلی یا سازمان می توان به دست آورد. نقشه باد ممکناست در ارتفاع خاصی یعنی 10

M

سنجیده می شود.

 

در صورتیکه فلر در رفتن پشته ارتفاع متفاوت است نسبت به سرعت باد در ارتفاع خاص ، چگونه بایدمهندس سرعت باد از جا در رفتن نوک تعیین کند؟

 

 

سرعت باد اصلاح شده (بدون مدت زمان بازگشت اصلاح

 

 

از کجا که

 

 

UZ

=سرعت باد در

Z

متر در مدت زمان بازگشت از

t0

ساعت(فوت / ثانیه

)

 

 

U0

= سرعت باد در ارتفاعمشخص شده از 10

m

در مدت زمان بازگشت از

t

₀

ساعت (فوت / ثانیه)

 

t0

= سرعت باد یعنی بازگشتدر طول مدت 60 دقیقه ، 1 دقیقه ، و غیره

 

Z

= ارتفاع پشته فلر (فوت)

 

 

سرعت باد اصلاح شده (با مدت زمان بازگشت اصلاح

 

 

از کجا که

 

 

t

=سرعت باد یعنی بازگشت در طول مدت 60 دقیقه ، 1 دقیقه ، و غیره (متفاوت از

t0

)

 

 

به عنوان مثال

:

 

یک پشته فلر با ارتفاع 200

m

، نمایاندن در سرعت باد ، (در مدت زمان بازگشت 60 دقیقه) از 10 متر/ ثانیه در 10

M

از درجه اندازهگیری شد. تعیین سرعت باد در نوک فلر در صورت (الف) مدت زمان بازگشت تا 60 دقیقه بماند(ب) بازگشت به تغییر مدت زمان 1 دقیقه.

 

 

راه حل (الف)

Z =200 m = 200 x 32.8 ft

UZ= 10 m/s = 10 x 32.8 ft/s

 

UZ= 41.7 ft/s = 12.7 m/s

 

 

سرعتباد در نوک فلر با طول مدت اقامت به عنوان بازگشت به 60 دقیقه

=

12.7 m/s

 

 

 

راه حل (ب)

uZ,t= 44.8 ft/s = 13.66 m/s

 

 

سرعت باد در فلر با نوک بازگشت در طول مدت 1 دقیقه=

13.66 m/s

 

[*mishi* 11920]

راندمان فلر به عنوان یک شاخص فرایندی عبارتست از نسبت هیدروکربنهای سوخته شده در احتراق به کل جریان هیدروکربنهای ارسالی به فلر

راندمان فلر وابستگی شدید به میزان اختلاط سوخت با هوا و همجنین دمای شعله دارد حداقل راندمان احتراق برخی فلرها 98 درصد میباشد به این معنا که کمتر از 2 درصد کل جریان ارسالی به فلر هیدروکربنهای نسوخته و منواکسید کربن میباشد اگر تامین میزان اکسیژن برای احتراق با کمبود مواجه گردید و یا ذرات کربن شرکت کننده در احتراق تا دمای پایین تر از اشتعال خنک شوند فلر دود غلیظی را به محیط آزاد میکند بنابراین بسیار اهمیت دارد که دمای نقطه احتراق در مقدار واقعی آن نگه داشته شود

[*mishi* 11920]

اساسا دو نوع فلر در پالایشگاهها به کار گرفته میشود یکی فلر مرتفع و دیگری فلر زمینی فلرهای زمینی هنگامی به کار گرفته میشوند که نیاز به مخفی نمودن شعله فلر و جود داشته باشد اما فلر های مرتفع بدلیل قابلیت جابجایی حجم قابل توجهی از گازها با توجیه فنی و اقتصادی کافی استفاده میشوند

 

 

فلر مرتفع

در این فلر طراحی بر اساس حداکثر جریان مواد قابل احتراق و حداکثر میزان مجاز تشعشعات حاصله از احتراق می باشند معمولا این نوع فلر بلند ترین دستگاه در منطقه عملیاتی است و قابل رویت میباشد در این نوع فلر جهت جلوگیری از دود کردن بخار آب تزریق میشود و این تزریق موجب ایجاد سر و صدا میگردد مقدار صر و صدا در نوک فلر تا 140db است معمولا تلاش میشود تا با کاهش تزریق بخار مقدار سروصدا در مرز ناحیه شعله از 80db تجاوز نکند ولی کاهش بخار مصرفی موجب تولید دود میگردد

 

 

 

 

 

فلر زمینی یا محفظه ای

این فلر نیازی به بخار آب یا هوای کمکی ندارد و عمل احتراق در محفظه احتراق صورت میگیرد و شعله در داخل محفظه است بنابراین تشعشعات به خارج سرایت نمیکند و چون بخاری تزریق نمیگردد سر و صدایی ایجاد نمیگردد در نوک فلر میزان سر و صدا حدود 95db ودر فاصله 20 فوتی میزان سرو صدا به 80db میرسد

 

استفاده از گرمای شعله در محفظه احتراق برای ایجاد مکش طبیعی جریان هوا موجب میگردد که به هوای کمکی نیازی نباشد قیمت این نوع فلر حدود 7 تا 10 برابر فلر مرتفع با همان ظرفیت است

 

 

 

فلر افقی

 

در شکل 4 مایعات و گازهایی که به یک فلر افقی فرستاده شده و در یک گودال یا حفره تخلیه شده است نشان داده شده است.

 

. فلرهای افقی به طور کلی در حفاری و کاربردهای تولیدی ,در جایی که امکان تولید مایعات غیر قابل بازیافت زیاد باشد ,محدود می شوند.

 

 

Enclosed flame flare :

این فلر ها جهت پنهان کردن شعله از دید مستقیم ساخته شده اند. این دسته فلرها می توانند صدا را کاهش داده و تشعشعات را مینیمم کنند.بر خلاف incinerator ها کارکرد در رنج وسیعی از turndown جز خصوصیات ذاتی این مشعل است. گاهی مشعل چند مرحله ای در قالب مشعل های enclosed استفاده می شوند.شکل 5 یک مشعل side fired enclosed flare را نشان میدهد

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

 

 

 

[*mishi* 11920]

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

[alireza KHADEMI63 10]

Salam vaght bekhir

lotfan yek maghaleh az flare ba in tozihat ke zahmat keshidehed gharar dahid