リキッドシールブロードライとは何ですか?

ブロードライイベントは、ガスの速度がドラムから液体を巻き込むのに十分高い場合に発生します。これは、次の結果をもたらす可能性があります:

  • 消火されたパイロットまたはメイン炎
  • フレアスタックから雨が降る汚染されたシール流体
  • スタック内の流体密度が増加するにつれて、フレアヘッダーの圧力スパイク

これが起こるガス流量は、設計プロセスの早い段階で定義されるブロードライレートと呼ばれます。一部のフレアでは、ブロードライ率が最大リリーフ率よりも高いため、そのシステムではブロードライが不可能になります。

しかし、多くの施設では緊急設計率が非常に高く、ブロードライを完全に防ぐことは現実的ではありません。このような場合、オペレーターは液体の巻き込みの潜在的な結果を考慮する必要があります。

CFD Insights: Unexpected Pressure Spikes

ジョンジンク(John Zink)、低圧フレアシステムのブロードライダイナミクスをよりよく理解するために、計算流体力学(CFD)の研究を行いました。

分析の結果、ブロードライイベント中に、入口の静圧が約47 psigに急上昇したことが明らかになりました。これは、低圧システムの予想よりもはるかに高いものでした。この圧力の上昇は短時間しか続かなかったものの、それでも上流の機器や施設全体の安全性に潜在的なリスクをもたらしました。

これらの結果は、緊急救援イベント中のリキッドシールの挙動を評価し、背圧リスクを軽減するための設計戦略を検討することの重要性を浮き彫りにしています。

A 簡略化された圧力推定法

ブロードライ中の二相流の解析は複雑で、通常は専門的なソフトウェアと 専門知識が必要です。オペレーターと設計者をサポートするために、ジョンジンク(John Zink)は圧力スパイクを推定するための簡略化された分析方法を開発しました。

  • この分析法は、CFD結果を使用してキャリブレーションしました。
  • これは、潜在的な背圧を推定するための実用的なスクリーニングツールを提供します。
  • これにより、本格的なモデリングを行わずにシステムリスクを早期に評価できます。

重要な注意点として、 この簡略化されたアプローチは、限られた数のCFDシミュレーションに対して検証 されており 、他のアプリケーションでの精度は不明です。これはスクリーニング方法であり、詳細な分析に代わるものではありません。

ブロードライを軽減するための実証済みのジョンジンク(John Zink)ソリューション

ブロードライが懸念される場合、ジョンジンク(John Zink)は、液体の巻き込みを回避または軽減し、背圧の大きさ を減らす ことができるように設計された液体シール設計を提供します。

1. 水平液体シール

垂直シールと同じ保護機能を果たしながら、液体分離を強化したスタンドアロンの容器。その水平方向 は、固有のノックアウト機能を提供し 、高レリーフイベント中の液体キャリーオーバーのリスクを低減します。

2. クイック ダンプ リキッド シール – スタイル 1 (外部ドレンパイプ)

この設計では、外部ドレン パイプとイコライゼーション ラインを使用しています。ハイレリーフイベント時には、バルブが開いて液体を下部のリザーバーに迂回させ、ガス経路から液体を取り除きます。イベントが終了すると、液体が復元され、シールが再確立されます。

3. Quick Dump Liquid Seal – Style 2 (Internal Drainpipe)

ここでは、加圧された下部チャンバーが貯水池として機能します。ハイレリーフイベントの開始時には、チャンバーがベントされ、シールから液体が排出されます。その後、窒素または燃料ガスで再加圧すると、液体シールが迅速に回復します。

どちらのクイックダンプ構成も、通常10〜20秒でシールを排出できるため、巻き込みリスクが軽減されます。スタイル2は、 急速な再加圧という追加の 利点を提供し、フレアリング後のシールの迅速な再確立を可能にします。

Safer Flares Through Better Design

CFD分析によると、液体シールのブロードライは、多くの施設が予想するよりもはるかに高い背圧を発生させる可能性があり、研究では最大約47psigです。これらのスパイクは短いものですが、オペレーターが無視してはならないリスクをもたらす可能性があります。

ジョンジンク(John Zink)の簡便な分析法は、潜在的なブロードライリスクをスクリーニングする実用的な方法を提供しますが、調査対象ケース以外での精度は依然として不明です。高い緊急救援率が懸念される施設では、水平設計やクイックダンプシステムなどの人工液体シールソリューションが、巻き込みを軽減し、圧力上昇を低減する実証済みの方法を提供します。

ジョンジンク(John Zink)との提携により、オペレーターはより安全なフレア操作、ブロードライリスクの低減、フレアシステム全体の信頼性の向上を実現できます。