寒さは、蒸気または水によるフレアに深刻な課題をもたらし、安全性とパフォーマンスの両方を脅かす氷の蓄積につながる可能性があります。フレア内部の氷が詰まると背圧が増加し、接続された機器に過圧がかかるリスクがあり、外部の氷が形成されると構造の完全性が損なわれ、人員が危険にさらされる可能性があります。
このガイドでは、寒冷地に対して脆弱な主要な機器と、リスクを軽減するための手順の概要を説明します。フレア システム上または内部で水が凍結する状態として定義される寒冷地は、動作や安定性に影響を与えるほど氷が蓄積すると懸念事項になります。具体的な操作ガイダンスについては、必ず製造元のマニュアルを参照してください。
QSスタイルスチームアシストフレア
QSスタイルのフレアチップは、チップの排出周囲にスチームインジェクターのシングルリングを使用します。蒸気流量が低いと、寒さにより蒸気がフレア先端に移動するときに蒸気から失われる熱エネルギーの量が増加します。この熱の損失により、配管内に結露が発生し、先端から排出される蒸気の温度が大幅に低下し、蒸気ノズルから排出された後に凍結する傾向が高まります。フレアチップの取り付けには、次のものが必要です。
- コントロールバルブの下流のすべての低点にスチームトラップを設置します。フレア蒸気制御バルブの下流に凝縮水捕捉システムを設計する際には、特別な考慮が必要です。フレア蒸気制御バルブの下流の圧力は、設計圧力から大気圧までさまざまです。スチームトラップと凝縮水処理システムは、この幅広いライン圧力に対応できるように設計する必要があります。
- 蒸気配管をコントロールバルブからフレアチップまで絶縁します。蒸気配管の断熱は、蒸気の流れが最小速度と最低周囲温度であるときに、高品質の蒸気がフレアの先端に到達するようにするのに十分でなければなりません。
予防的および事後対応的な措置には、次のようなものがあります
。- フレアチップの蒸気配管を断熱します。これは、フレアチップ蒸気配管の垂直部分のみを指します。火炎の衝突により、円形マニホールドを絶縁することは実用的ではありません。
- 蒸気制御バルブは、できるだけフレアの近くに配置します。コントロールバルブとフレアチップの距離を最小化することで、最終減圧後の蒸気からの熱損失量を最小限に抑えます。
- フレアへの蒸気流量を増やします。フレアへの蒸気流量を増やすと、蒸気注入器から排出される蒸気の温度が上昇します。注:蒸気流量を増やすには、規制要件内に収まるために補助ガスの使用または増加が必要になる場合があります。
- 空気や窒素などの加熱された非凝縮性ガスを低温条件下で蒸気の代わりに蒸気注入器に流す
センタースチーム
センタースチームは、フレアチップの本体に注入される蒸気です。このスタイルの蒸気注入は、多くのスタイルの蒸気アシストフレアに存在する可能性があります。その目的は、先端に空気が浸透するのを防ぎ、フレア先端内部の焼けを防ぐことです。燃料流量が低いと、寒さにより中心蒸気が凝縮し、フレアチップまたはスタックの内側に氷が形成される可能性があります。氷が蓄積すると、ガスの排出に利用できる出口エリアが減少します。このような状況では、フレアの先端またはスタックが氷によって完全に塞がれる可能性があり、フレアに排出されるすべてのプロセスユニットが過圧の危険にさらされます。フレアチップが部分的に詰まっている場合でも、
フレアの油圧能力が低下し、大規模なフレアリングイベント中に過圧が発生する可能性があります。フレアチップの取り付けには、次のものが必要です。
コントロールバルブの下流のすべての低点にスチームトラップを設置します。フレア蒸気制御バルブの下流に凝縮水捕捉システムを設計する際には、特別な考慮が必要です。フレア蒸気制御バルブの下流の圧力は、設計圧力から大気圧までさまざまです。スチームトラップと凝縮水処理システムは、この幅広いライン圧力に対応できるように設計する必要があります。
蒸気配管を制御弁からフレア先端まで断熱します。 蒸気配管の断熱は、蒸気の流れが最小速度と最低周囲温度であるときに、高品質の蒸気がフレア先端に到達することを保証するのに十分である必要があります。
できるその他の予防的および事後対応的措置は次のとおりです。
- 蒸気制御バルブは、可能な限りフレアの近くに配置します。 制御バルブとフレアチップの間の距離を最小限に抑えることにより、最終的な減圧後の蒸気からの熱損失の量が最小限に抑えられます。
- 寒い時期には、中央の蒸気を止めることができます。これらの期間中に内部の燃焼が懸念される場合は、炎がフレアチップの外側にあるまでパージガスの量を増やすことができます。
- 窒素などの酸素を含まない加熱された非凝縮性ガス を、低温条件下で蒸気の代わりに中央の蒸気噴射器に通します。
SA/QS&HSAスタイルのスチームアシストフレア
SA/QSおよびHSAスタイルのフレアチップは、チップの排出周囲に上部のスチームインジェクターのリングを使用し、フレアチップの本体の内側を貫通するチューブに排出するスチームインジェクターの下部リングを使用します。インジェクターの上部リングは、上記のQSスタイルスチームアシストフレアと同じように扱う必要があります。インジェクターの下部リングには、通常、床と排水管を含むマフラーが付属しています。蒸気流量が低いと、寒さにより蒸気がフレア先端に移動するときに蒸気から失われる熱エネルギーの量が増加します。この熱の損失により、配管内に結露が発生し、先端から排出される蒸気の温度が大幅に低下し、蒸気ノズルから排出された後に凍結する傾向が高まります。フレアチップの取り付けには、次のものが必要です。
- コントロールバルブの下流のすべての低点にスチームトラップを設置します。フレア蒸気制御バルブの下流に凝縮水捕捉システムを設計する際には、特別な考慮が必要です。フレア蒸気制御バルブの下流の圧力は、設計圧力から大気圧までさまざまです。スチームトラップと凝縮水処理システムは、この幅広いライン圧力に対応できるように設計する必要があります。
- 蒸気配管をコントロールバルブからフレアチップまで絶縁します。蒸気配管の断熱は、蒸気の流れが最小速度と最低周囲温度であるときに、高品質の蒸気がフレアの先端に到達するようにするのに十分でなければなりません。
- マフラードレンラインを取り付けます。 マ
- フラーの排水ラインをマフラー床への接続点まで、およびマフラー床への接続点まで断熱し、ヒートトレースします。マフラーの排水管が凍結すると、マフラーの床に液体が蓄積する可能性があります。この液体は凍結したりオーバーフローしたりして、フレアの先端とスタックの側面に大きな氷の形成を形成する可能性があります。
予防的および事後対応的な措置には、次のようなものがあります。
- マフラー床の外面をヒートトレースして断熱します。 凍てつく雨や大雪が頻繁に降る場合は、マフラー床の下側を断熱してヒートトレースすることで、雪や氷の蓄積を減らすことができます。
- フレアチップのQS蒸気配管の断熱。 これには、フレアチップのQS配管の垂直部分のみを含めることも、円形のQSマニホールドを含めることもできます。ジョン・ジンクは、下部リングマニホールドを絶縁することを推奨していません。このマニホールドは通常、マフラーの底部のすぐ近くにあります。マフラーの床に氷がないようにする熱源を提供します。
- 蒸気制御バルブは、できるだけフレアの近くに配置します。コントロールバルブとフレアチップの距離を最小化することで、最終減圧後の蒸気からの熱損失量を最小限に抑えます。
- フレアへの蒸気流量を増加させます。フレアへの蒸気流量を増やすと、蒸気注入器から排出される蒸気の温度が上昇します。
- 空気や窒素などの加熱された非凝縮性ガス を低温条件下で蒸気の代わりに蒸気注入器に流す
XP スタイル スチーム アシスト フレア
XP スタイル フレアは、1 つまたは複数のスチーム マニホールドを使用して、1 つまたは複数のモジュールのベースに蒸気を注入します。XP フレア チップには、暖かい天候と寒い天候の 2 つの主要なバリエーションがあります。ここでは、寒冷地のバリアントのみを取り上げます。XPには、フレアチップの本体内に蓄積した液体を除去するチップドレンがあります。チップには、XP モジュールから滴り落ちる可能性のある凝縮水をキャッチするための凝縮水キャッチ トレイもスチーム インジェクターの下に配置されています。寒い状況では、XP モジュールの底から水が滴り落ちることで氷が形成される可能性があります。また、蒸気はフレアチップの本体に侵入し、そこで凝縮して氷を形成する可能性があります。フレアチップの取り付けには、次のものが必要です。
- フレア本体の下側を断熱し、ヒートトレースします。これにより、フレア先端の内部に氷が形成されるのを防ぎます。
- フレアチップドレンラインを取り付けます。
- フレアチップドレンを断熱し、ヒートトレースします。 ドレンが凍結すると、液体がフレア本体に蓄積し、最終的にフレアスタックを流れ落ちます。フレアスタックを流れ落ちる液体が凍結し、最終的にフレアスタックを詰まらせる可能性があります。
- キャッチトレイの底部を断熱し、ヒートトレースします。 これにより、キャッチトレイがXPモジュールから滴り落ちる凝縮水による氷形成のアンカーポイントになることがなくなります。
- キャッチトレイの排水ラインをインストールします。
- キャッチトレイの排水管を断熱し、ヒートトレースします。 排水管が凍結すると、液体がキャッチトレイに溢れます。落下する液体は、風によってフレア構造の他の部分に吹き飛ばされ、氷を形成する可能性があります。
- コントロールバルブの下流のすべての低点にスチームトラップを設置します。フレア蒸気制御バルブの下流に凝縮水捕捉システムを設計する際には、特別な考慮が必要です。フレア蒸気制御バルブの下流の圧力は、設計圧力から大気圧までさまざまです。スチームトラップと凝縮水処理システムは、この幅広いライン圧力に対応できるように設計する必要があります。
- 蒸気配管をコントロールバルブからフレアチップまで絶縁します。蒸気配管の断熱は、蒸気の流れが最小速度と最低周囲温度であるときに、高品質の蒸気がフレアの先端に到達するようにするのに十分でなければなりません。
予防的および事後対応的な措置には、次のものがあります。
- フレアチップの蒸気配管を断熱します。 これには、フレアチップの蒸気配管の垂直部分と円形マニホールドの両方が含まれます。
- 蒸気制御バルブは、できるだけフレアの近くに配置してください。 制御バルブとフレアチップの間の距離を最小限に抑えることにより、最終的な圧力低下後の蒸気からの熱損失が最小限に抑えられます。
- フレアへの蒸気流量を上げます。 フレアへの蒸気流量を増やすと、蒸気注入器から排出される蒸気の温度が上昇します。
- 空気や窒素などの加熱された非凝縮性ガスを蒸気の代わりに蒸気注入器に流します。
フレア構造物の氷の形成に関するメモ – 構造物に氷が形成されると、ほとんどのオペレーターは形成の原因を修正しようとしますが、氷が自然に溶けるように周囲条件が変化するのを待たなければなりません。あるオペレーターは、クレーンの上部に取り付けられたスプレーノズルを使用して、環境的に許容される航空除氷液を噴霧し、構造から氷を溶かしました。フレア炎のサイズと炎からの関連する放射線を大きくすることは、氷の形成の位置によっては有益である可能性があります。
モレキュラーシール
モレキュラーシール(モレシール)は、廃ガスの方向を2回180°変えるパージ低減装置です。モレシールの底に溜まった液体を取り除くためのドレンが装備されています。液体、特に水は、降雨、降雪、上部リングの凝縮水噴霧、中心蒸気の凝縮、液体シール のキャリーオーバー、廃ガスの凝縮など、いくつかの発生源のいずれかによって分子シールに入る可能性があります。このような液体の確実な排出は、凍結を防ぎ、モールシールを閉じ、それによってフレアスタックを閉じる必要があります。モールシールの設置中は、次のことが必要です。
- モールシールの排水ラインをモールシール (排水ライン接続を含む)から下水道またはフレアドラムまで断熱し、ヒートトレースします。(注:モールシールのドレンラインをドラムに接続するには、モールシールの周囲のベントガスがバイパスしないように、ドラム接続部がドラム液面より十分に低い位置にする必要があります。モールシールの排水管が凍結すると、モールシールに液体が蓄積する可能性があります。この液体は、モールシールを通る圧力損失を大幅に増加させ、フレアヘッダーの背圧を設計限界を超えて増加させる可能性があります。モールシール内に液体が溜まっていると、凍結して廃ガスの流れが完全に遮断される可能性があります。
予防的および反応的措置には、以下が含まれます。
- モールシール の底板と外側のバレルを底から検査ハンドの穴まで断熱し、ヒートトレースします。
- 環境的に許容可能な除氷液をモルシールドレンラインに注入するこのオプションでは、廃ガスの流れを妨げるほどモールシールに液体を充填しないように注意する必要があります。
- 環境的に許容される除氷液 を中心蒸気ライン に注入
パイロットパイロット
は、フレアチップの発火源として連続的な炎を提供する装置です。パイロットはまた、メインフレームの安定性を高めます。パイロットはフレアの安全な運用に不可欠です。ほとんどのパイロットは寒い季節でもうまく運用できますが、パイロットがコールドイーザーによって悪影響を受ける可能性のある特定の大気条件や運用シナリオがあります。
白霜は、周囲の空気よりも冷たい物体に形成される可能性のある霜の一種です。パイロットのベンチュリミキサーは、ミキサー内部の圧力低下により、周囲の空気よりも冷たくなる可能性があります。白霜は通常、周囲温度が氷点下近くで湿度が高いときに形成されます。このような条件下では、パイロットミキサーに霜が蓄積し、パイロットの安定性が低下し、簡単に消火される可能性があります。霜が形成されやすい場所の場合は、次の予防策を講じることができます
- 。霜防止ヒーターを装備したパイロットを使用してください。John Zinkは、ベンチュリミキサーに特殊なヒーターを接着したパイロットを供給しています。霜が形成される可能性がある状況では、これらのヒーターは霜の形成を防ぐのに十分な熱を供給します。
- ジョン・ジンクは、燃料オリフィスやベンチュリの凍結を防ぐためにパイロット燃焼生成物の一部をリサイクルする「アークティック・パイロット」を供給することができる。
燃料ガスの燃焼は、燃焼の生成物として水を生成します。火炎フロントジェネレーターを装備したパイロットの場合、この水の一部はパイロットの点火フードと点火ライン自体に凝縮します。通常、通常のパイロット運転中は、一年中点火ラインに水が溜まります。寒い季節には、この水が凍結して点火ラインを塞ぎ、火炎フロントジェネレーターの使用を妨げます。次の予防策を講じることができます。
- 各パイロット点火ラインに少量の乾燥した計器空気を注入します。通常、イグニッション ラインあたり 35 SCFH は、水蒸気がイグニッション ラインを下って結露するのを防ぐのに十分です。
燃料ガスの水分含有量は、ゼロから有意なものまで変化します。寒冷地では、湿った燃料ガスにより、オリフィス内に氷が形成され、燃料オリフィスが詰まる可能性があります。これが起こると、この氷を溶かしてオリフィスを再び開くことは非常に困難になります。講じることができる予防策:
- パイロット燃料ガスの供給が乾燥 しており、露点がその地域で可能な最低周囲温度をはるかに下回っていることを確認してください。
- ジョン・ジンクは、燃料オリフィスやベンチュリの凍結を防ぐためにパイロット燃焼生成物の一部をリサイクルする「アークティック・パイロット」を供給することができる。
氷の形成によりオリフィスが部分的に閉じた後に実行できるその他の反応作用:
- オリフィスが制限されているが、それでもある程度の燃料が流れている場合、氷を溶かすことができる流体が燃料供給システムを介して送られる可能性があります。このアプローチにより、パイロットは消火します。可能な流体オプションは、アルコールまたはその他の除氷液です。パイロットのオリフィスがクリアされると、配管が排出され、パイロットが再点火されます。除氷液の顕熱は、配管を通る流量が低いと周囲温度に近い温度で流体が排出されるため、信頼できません。したがって、このサービスの流体として蒸気は推奨されません。
氷の形成によりオリフィスが完全に詰まった後に実行できるその他の反応作用:
- 主炎が存在する場合、主炎からの放射がパイロットアセンブリに十分な熱を入力して氷を溶かすまで、フレアへの廃棄物の流れを増やすことができます。この手法は、スタックの風下側にいるパイロットでのみ実行可能である可能性があります。
- 主炎が存在しない場合は、主炎点火の別の手段を使用する必要があります。いくつかのオプションには、火炎フロントジェネレーター、炎の矢、焼夷弾の砲弾を通して火の玉を送信することが含まれます。
- フレアを閉じ込めることができれば、プロパントーチや熱風銃などの熱を加えて氷を直接溶かすことができます。
リキッドシール
リキッドシールは、フレアスタックに入る前に、廃ガスを一定の高さの液体 (通常は水) で強制的に泡立たせる装置です。これにより、フレアヘッダー内の正圧を維持することができます。液体は液体シールの設計に固有のものであり、避けることはできません。フレアシステムの詰まりを防ぐためには、凍結の防止が必要です。以下は、実行できる予防措置です。
- 液体シールドラムの水と接触する部分を断熱します。
- ドラムの設計に、水に補助的な熱を加える手段を含めます。 これは、ドラムの外部の蒸気コイル、ドラムの内部の蒸気コイル、ドラムの外部のヒートトレース、ドラムに挿入された電気ヒーター、または液体に直接蒸気を注入するための蒸気スパージャーです。
- 不燃性不凍液化合物を水に添加するこのような添加剤が液体の比重を大きく変化させないように注意するか、密度が大幅に変化した場合は、それに応じて液体の動作レベルを調整する必要があります。添加剤のもう一つの懸念は、表面張力と粘度への影響です。表面張力と粘度は気泡の形成に影響を与えるため、液体シールの性能に大きな影響を与える可能性があります。
- ドラムから下水道へのスキマー配管(オーバーフローとも呼ばれます)と関連するループシールを断熱し、ヒートトレースします。 スキマーは、水の上に蓄積する可能性のある液体炭化水素を除去するために使用されます。一部のオペレーターは、液体シールに水を連続的に滴り込み、余分な水はスキマー配管から排出されます。この配管が詰まると、液体シールが過充填される可能性があります。液体炭化水素が除去されない場合、大量の放出中に炭化水素がフレアの先端に運ばれ、燃えるような雨が発生する可能性があります。
ドレン に関する注意事項 – 特に凍結条件下では、フレアを安全に操作するには、適切なドレン操作が重要です。排水管は定期的にチェックして、自由に流れるようにする必要があります。ドレンからの流量が通常の流量から大幅に減少する場合は、ドレンラインまたはドレンラインに供給する機器の詰まりを示している可能性があるため、調査してください。
フレアガスに含まれる水蒸気 – 凍結水の主な懸念は、フレアスタック/ライザーを部分的または完全に塞ぐ可能性があることです。水蒸気の潜在的な発生源には、湿ったプラントガス、ノックアウトドラムの底に残った水(フレアガスに蒸発)、および水で満たされたシールドラムが含まれます。この懸念は、あらゆるタイプの上昇フレアに当てはまります。カナダには、24 インチのフレア スタックを塞ぎ、蒸発水の氷で密閉したエア アシスト スタックの例が少なくとも 1 つあります。
これに対する潜在的な軽減策の 1 つは、スタックの上部近く (先端の下) にノズルを設置することです。煙突を配管すると、ノズルにメタノールが供給されます。スプレーノズルはアルコールを煙突の壁に向けます。その目的は、寒冷地で定期的に煙突の内面にメタノールを噴霧することです。メタノールは氷を溶かし、煙突の壁に氷が蓄積するのを防ぎます。センタースチームノズル(存在する場合)を使用すると、蒸気をブロックし、ラインをメタノールで満たし、メタノールをチップ/スタックに流し、ラインを排出し、蒸気を再び使用できるようになる可能性があることに注意してください。
John Zinkとの提携<
p data-start="33" data-end="430">寒さは特有の課題をもたらしますが、適切な専門知識とソリューションがあれば、業務を安全かつ効率的に実行し続けることができます。ジョン・ジンクは、燃焼および排出ガス制御において数十年の経験を持ち、寒冷地のリスクを軽減するために必要な技術とサポートを提供しています。カスタマイズされたソリューションから継続的なサービスまで、当社はお客様が最も厳しい状況を乗り越えるお手伝いをいたします。年間を通じてお客様の業務をどのようにサポートできるかについては、お問い合わせください。
