Факельные установки

Факельная установка предназначена для утилизации горючих паров или газов, также используется для сброса и последующего сжигания углеводородов, получаемых при нарушении технологического режима.
Такие нарушения могут быть обусловлены отказами электроснабжения, неисправностью оборудования или пожаром на заводе.
Область применения ФУ: нефтегазодобывающая, нефтехимическая, нефтеперерабатывающая, химическая и другие отрасли промышленности.
Факельные установки бывают:

• общезаводские, в которых сжигают близкие по составу газовые выбросы (например, углеводороды) с различных производств предприятия;
• специальные (в составе отдельных технологических установок или производств).

Конструкции факельных установок могут быть различными.
Существует 2 основных вида подобных устройств - это факельные установки закрытого и открытого типа.
Открытая факельная система, как правило, подразумевает прямолинейный проход газа через факельный ствол, установленный вертикально и имеющий высоту не менее 4 метров.
Закрытые факельные системы (называемые также наземными факелами, факелами для густонаселённых районов или «факелами термического окисления») изготавливаются мобильными (на трейлерах), на треногах, горизонтальными и редко - высотными. Закрытые факельные установки получили еще одно название: «наземные».
Горизонтальные факельные установки предназначены для бездымной утилизации постоянных, аварийных и периодических факельных сбросов.
В связи с тем, что нефтеперерабатывающие заводы часто расположены недалеко от населённых пунктов или непосредственно в населённых пунктах, то на НПЗ, как правило, применяются закрытые факелы.
Преимущества закрытых факельных систем:

• отсутствие дыма, пара, видимого пламени, запаха;
• низкий уровень шума;
• небольшие и контролируемые выбросы;
• отсутствие теплового шлейфа;
• простая система управления с легким доступом ко всем управляющим органам;
• удобство обслуживания всех узлов с земли (например, дежурные горелки могут быть сняты без остановки всей системы);
• отсутствие теплового излучения (нет необходимости сооружать специальный тепловой экран);
• безопасное и надежное уничтожение любых жидких и газообразных отходов.

Закрытая факельная система может быть оснащена одной из 2 типов систем утилизации тепла:

• предварительный нагрев (через теплообменник) потока холодных отходов с целью более эффективного их сжигания;
• котел для получения водяного пара.

Если рекуперативная энергия на данном объекте может быть использована, то при проектировании есть смысл рассматривать вопрос о применении и той и другой системы утилизации. Комплектность:

• Ствол факела;
• Оголовок (в одинарном и совмещенном варианте);
• Система автоматизации, обеспечивающая автоматический розжиг и поддержание пламени;
• Лестницы;
• Площадки обслуживания;
• Газовый расширитель;
• Дренажная емкость с насосом откачки и комплектом средств автоматизации и арматуры.

ПБ 09-12-92: Правила устройства и безопасной эксплуатации факельных систем.

Общие положения

Факельная установка предназначена для сброса и последующего сжигания горючих газов и паров в случаях:

• срабатывания устройств аварийного сброса, предохранительных клапанов, гидрозатворов, ручного стравливания;
• освобождения технологических блоков от газов и паров в аварийных ситуациях автоматически или с применением дистанционно управляемой запорной арматуры и др.;
• постоянных, предусмотренных технологическим регламентом сдувках;
• периодических сбросов газов и паров, пуска, наладки и остановки технологических объектов.

Термины и определения

Аварийные сбросы - горючие газы и пары, поступающие в факельную систему при срабатывании рабочих предохранительных клапанов и других устройств аварийного сброса. Величина аварийного сброса принимается равной максимально возможному сбросу из технологической установки.
Газовый затвор - устройство для предотвращения попадания воздуха в факельную систему через верхний срез факельного ствола и снижения расхода продувочного газа.
Минимальное взрывоопасное содержание кислорода - концентрация кислорода в горючей смеси, ниже которой воспламенение и горение смеси становятся невозможными при любой концентрации горючего в смеси. Начало факельной системы - участки факельных трубопроводов (коллекторов), непосредственно примыкающие к границе технологической установки.
Общая факельная система - факельная система, которая обслуживает группу технологически не связанных производств (установок).
Отдельная факельная система - система, обслуживающая одно производство, один цех, одну технологическую установку, один склад или несколько технологических блоков, которые связаны единой технологией в одну технологическую нитку и могут останавливаться одновременно (один источник сброса).
Периодические сбросы - горючие газы и пары, направляемые в факельную систему при пуске, остановке оборудования, отклонениях от технологического режима.
Постоянный сбросы - горючие газы и пары, поступающие непрерывно от технологического оборудования и коммуникаций при нормальной их эксплуатации.
Постоянный отвод жидкости - непрерывное ее удаление из сепаратора самотеком без использования насосов.
Рабочий предохранительный клапан - клапан, установленный в соответствии с Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением, для предотвращения роста давления в аппарате.
Резервный рабочий клапан - предохранительный клапан, установленный параллельно рабочему и включаемый в работу блокировочным устройством «закрыто-открыто».
Сбросная труба - вертикальная труба для сброса газов и паров в атмосферу без сжигания.
Сбросы (сбросные пары и газы) - отходящие от производства, цеха, технологической установки, склада или иного источника горючие газы и пары, которые не могут быть непосредственно использованы в данной технологии
Свеча - устройство для выпуска продувочного газа в атмосферу.

Специальная факельная система - система для сжигания газов и паров, которые по своим свойствам и параметрам не могут быть направлены в общую или отдельную факельную систему.
Сбросы в этом случае имеют следующие особенности: сбрасываемые газы содержат вещества, склонные к разложению с выделением тепла:

• полимеризующиеся продукты, агрессивные вещества, механические примеси, уменьшающие пропускную способность трубопроводов;
• продукты, способные вступать в реакцию с другими веществами, направляемыми в факельную систему;
• сероводород в концентрациях более 8 %.

Используется также, если давление в технологической установке не обеспечивает сброс в общую факельную систему и т. д.

Специальный факельный трубопровод - трубопровод для подачи сбросного газа к факельной установке (факельному оголовку) при особых условиях, не совпадающих с условиями в факельном коллекторе.
Установка сбора углеводородных газов и паров - совокупность устройств и сооружений, предназначенных для сбора и кратковременного хранения сбрасываемых газов общей факельной системы, возврата газа и конденсата на предприятие для дальнейшего использования.
Факельный коллектор- трубопровод для сбора и транспортировки сбросных газов и паров от нескольких источников сброса.
Факельный оголовок - устройство из жаропрочной стали с дежурными горелками и запальниками, оснащенное приспособлениями для подачи водяного пара, распыленной воды и воздуха.
Факельный ствол - вертикальная труба с оголовком и газовым затвором.
Факельный трубопровод - трубопровод для подачи сбросных газов и паров от одного источника сброса.
Факельная установка- совокупность устройств, аппаратов, трубопроводов и сооружений для сжигания сбрасываемых газов и паров.