什麼是液封吹乾？

當氣體速度高到足以將液體帶出滾筒時，就會發生吹乾事件。這可能導致：

  • 熄滅的飛行員或主火焰
  • 受污染的密封液從火炬煙囪中如雨點般落
    • 下
  • 隨著煙囪中流體密度的增加，火炬集管中的壓力峰值

發生這種情況的氣體流速稱為吹乾速率，在設計過程的早期定義。對於某些耀斑，吹乾速率高於最大釋放速率，使該系統無法進行吹乾。

但是，許多設施的應急設計率如此之大，以至於完全阻止吹乾是不切實際的。在這些情況下，操作員必須考慮液體夾帶的潛在後果。

CFD 洞察：意外的壓力峰值

John Zink進行了一項計算流體動力學（CFD）研究，以更好地瞭解低壓火炬系統中的吹乾動力學。

分析顯示，在吹乾事件期間，入口靜壓飆升至約47 psig，遠高於低壓系統的預期。雖然這種升高的壓力只持續了很短的時間，但它仍然對上游設備和整體設施安全構成潛在風險。

這些結果強調了在緊急救援事件中評估液體密封行為並考慮降低背壓風險的設計策略的重要性。

一種簡化的壓力估算方法

分析吹乾過程中的兩相流非常複雜，通常需要專門的軟體和 專業知識。為了支援操作員和設計師，John Zink開發了一種簡化的分析方法來估計壓力峰值。

  • 使用CFD結果對方法進行校準。
  • 它為估計潛在的背壓提供了一種實用的篩選工具。
  • 它允許在不進行全面建模的情況下及早評估系統風險。

重要警告： 這種簡化的方法已 針對有限數量的CFD模擬進行了驗證 ，其在其他應用中的準確性未知。它應該被視為一種篩選方法，而不是詳細分析的替代品。

經過驗證的John Zink解决方案可減輕吹乾

如果吹乾是一個問題，John Zink提供的工程液體密封設計可以避免或減輕液體夾帶並降低 背壓的大小 。

1. 水平液體密封

一種獨立的容器，執行與垂直密封相同的保護功能，但具有增強的液體分離。其水準方向 提供了 固有的敲除能力，降低了高釋放事件期間液體殘留的風險。

2. 快速傾倒液體密封 – 樣式 1（外部排水管）

此設計使用外部排水管和均衡管。在高溢流事件期間，閥門打開以將液體轉移到下部儲液器中，將其從氣路中排出。活動結束后，液體被恢復以重新建立密封。

3. 快速傾倒液體密封 – 樣式 2（內部排水管）

在這裡，加壓的下腔室用作儲液罐。在高溢流事件開始時，腔室被排出，允許液體從密封件中排出。之後，用氮氣或燃氣重新加壓可快速恢復液體密封。

兩種快速傾倒配置通常可以在 10-20 秒內排空密封件，從而降低夾帶風險。2型提供了 快速再加壓的額外 好處，允許在擴口后更快地重新建立密封。

通過更好的設計更安全的火炬

CFD 分析表明，液封吹乾產生的背壓遠高於許多設施的預期，在研究中高達 47 psig。雖然短暫，但這些峰值可能會帶來運營商不應忽視的風險。

John Zink的簡化分析方法提供了一種篩選潛在吹乾風險的實用方法，儘管其在研究案例之外的準確性仍不確定。對於關注高緊急救援率的設施，工程液體密封解決方案，如水平設計和快速卸載系統，提供了經過驗證的方法來減少夾帶和降低壓力上升。

與 John Zink 合作可幫助營運商實現更安全的火炬操作、降低吹乾風險並提高其火炬系統的可靠性。