Sistemas de llama: dispositivo, descripción, funciones, foto

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24

Las refinerías de petróleo y gas deben contar con medios para evitar fugas tecnológicas al aire libre. Para esto, se utilizan dispositivos especiales que están conectados a válvulas de seguridad y plantas de producción. Para quemar los excesos de gases y vapores, se utilizan sistemas de antorcha, que se conectan a los canales de eliminación de residuos tecnológicos en las empresas de energía.

Tratamiento de instalaciones de antorchas

Equipos de este tipo se incluyen en la infraestructura tecnológica general al servicio de los procesos de producción, almacenamiento y transporte de mezclas de petróleo y gas. El sistema incluye una red de tuberías, antorchas con puntas, quemadores, compuertas, así como herramientas de control y monitoreo automatizado. Además, la instalación de un sistema de antorcha no está completa sin dispositivos que garanticen la seguridadCombustión de gasolina. El número de puntos de quemado depende de los volúmenes de diseño que una infraestructura particular puede, en principio, servir. Este parámetro está estrechamente interconectado con otras propiedades operativas del objeto. Por ejemplo, si se utilizan menos de tres ejes de quemadores, el diseño de la instalación debe incluir un parabrisas para mantener la llama.

Los quemadores se suministran con canales para el suministro de la mezcla gas-aire, y el circuito con la mezcla de encendido está conectado al dispositivo de encendido. Para normalizar el proceso de combustión en las diferentes épocas del año, se prevén instalaciones para la regulación de las condiciones individuales de temperatura y humedad. En clima frío, por ejemplo, para eliminar la posibilidad de congelación en las tuberías para suministrar mezclas de combustible, se pueden conectar calentadores de tubería. También hay requisitos especiales para el gas. Los sistemas de antorcha funcionan de manera estable solo si las mezclas que se están revisando están previamente drenadas; en cualquier caso, esto se aplica al funcionamiento en invierno.

Funciones del sistema

Las tareas principales de este tipo de antorchas incluyen la quema de mezclas de gases asociados para evitar su liberación accidental a la atmósfera. Esto se aplica no solo a los gases como tales, sino también a varios tipos de vapores de proceso, que también representan un peligro para el medio ambiente. Al mismo tiempo, las tareas específicas pueden diferir para diferentes antorchas. Desde el punto de vista de la orientación funcional, se pueden distinguir dos tipos básicos de instalaciones:

• General. Los sistemas de bengalas más comunes,que se utilizan en las instalaciones de producción. Incluyen en su infraestructura muchas facilidades tecnológicas adicionales como separador, sello de agua, cortafuegos y colector.
• Separar. Dichos sistemas encuentran su lugar en la infraestructura de antorcha común existente. Este modelo combinado se utiliza cuando el sistema principal de quema de gas no puede dar servicio completo a las ventilaciones.

También hay un grupo especial de sistemas especiales. La característica clave de este tipo de antorchas es la capacidad de trabajar con mezclas de proceso que no pueden eliminarse mediante antorchas comunes y separadas. Estos productos de desecho incluyen:

• Productos que se descomponen cuando liberan calor.
• Sustancias que reaccionan con otros productos de desecho.
• Mezclas altamente tóxicas y corrosivas.
• Mezclas de gas y aire, incluidas las impurezas mecánicas.

Sistemas horizontales y verticales

Dependiendo de las condiciones estructurales de la empresa, se puede organizar la operación de instalaciones de antorchas horizontales o verticales. Las estructuras del primer tipo están involucradas principalmente en la implementación de pozos de soplado, penachos y líneas de producción. Dichos sistemas se caracterizan por el uso de ejes de quemadores que son capaces de proporcionar una inyección de aire suficiente para permitir una combustión sin humo. En pozos de gas, de acuerdo con las instrucciones, se deben usar quemadores horizontales.estructuras que aseguren la eliminación de productos que contengan tapones líquidos e impurezas mecánicas. Al mismo tiempo, para mantener la seguridad de los sistemas de antorchas horizontales, se debe mantener una densidad de flujo de calor moderada de hasta 1,4 kW/m2. También se pueden utilizar medios adicionales para minimizar la exposición térmica en forma de pantallas protectoras para proteger al personal que mantiene el funcionamiento de dichos sistemas.

Las unidades verticales están equipadas con bombas y dispositivos para la eliminación de condensados. La base funcional del diseño está formada por un cabezal, que es un dispositivo metálico para regular el suministro de una mezcla de gases. En algunos modelos de sistema también impiden el paso de la llama al cañón de la instalación de trabajo. Al final del eje vertical se colocan quemadores con parabrisas. El encendido se puede instalar tanto en la estructura del cabezal como como parte del maletero. Las tuberías de encendido se suministran a los quemadores en un pedido por separado. El manual técnico del sistema de antorcha requiere que el control de la llama sea independiente del control de supervisión por medio de sondas de ionización, termopares, sensores acústicos u ópticos.

Características de bengalas cerradas

Este tipo de antorcha de gas está diseñada para quemar mezclas de combustibles tecnológicos cerca de la superficie terrestre. Las instalaciones cerradas incluyen una cámara de combustión, cuyas superficies están tratadas con un revestimiento protector. A diferencia de un quemador, esteel equipo tiene una mayor productividad, pero también tiene mayores requisitos en términos de proporcionar propiedades protectoras. Como se indica en el manual de seguridad de las antorchas, las cámaras de las instalaciones cerradas deben cerrarse para evitar la entrada descontrolada de aire. El soplete debe garantizar la utilización completa de los gases entrantes en ausencia de una llama visible. El caudal de aire necesario para mantener la combustión, junto con el retorno de los humos, se organiza mediante tiro natural o forzado con posibilidad de controlar el caudal.

El conjunto de quemador para sistemas de antorcha cerrada se selecciona con la expectativa de garantizar una combustión estable y sostenible. Los requisitos de fiabilidad en este caso son más altos que en el caso de las instalaciones convencionales de tipo abierto. Según la normativa, debe excluirse la combustión con impulsos y oscilaciones resonantes de la llama. Esto está garantizado por un flujo uniforme de oxígeno en la cámara de combustión.

Requisitos para las instalaciones de antorchas

Los sistemas de utilización de gas asociados se colocan teniendo en cuenta la rosa de los vientos y las capacidades técnicas de instalación de líneas de gasoductos con cercas y canales de salida para quemadores. Independientemente del tipo de instalación, se deben mantener las distancias estándar entre chimeneas, edificios, estructuras de ingeniería, almacenes y subestaciones eléctricas. Distancias específicas para la colocación directa de quemadores en el territorio de la empresa.se calculan sobre la base de la densidad de flujo de calor planificada del sistema de antorcha. Las reglas también indican la necesidad de crear condiciones para la reparación y mantenimiento de pozos durante la operación de instalaciones vecinas. En este sentido, se recomienda que las escaleras de personal se ubiquen en el lado del pozo opuesto a la ubicación del quemador adyacente. Los materiales para la fabricación de estructuras que se encuentren en la zona de actividad de los flujos de calor deben tener una estructura resistente al fuego o recubrimientos especiales resistentes al calor.

Requisitos para la tecnología de descarga de antorchas

La organización del trabajo de las antorchas de gas está determinada en gran medida por los requisitos del proceso tecnológico general en la empresa. Sin embargo, la etapa de interacción entre las fuentes de gas y los quemadores también está regulada por documentos reglamentarios. Durante la fase de diseño del sistema, se deben determinar los parámetros de ventilación, en particular, la presión, la temperatura, la densidad y los caudales. Sobre la base de los cálculos realizados, se desarrolla un esquema para descargar en el sistema de antorcha del tipo más adecuado. Las fuentes de descarga también deben poder suministrar gases profilácticos, que incluyen mezclas inertes y de purga, no a los trabajadores objetivo. Por el contrario, cuando se vierten, no se deben enviar composiciones que incluyan acetileno, hidrógeno, óxidos de carbono y componentes de combustión rápida. La composición de la planta de combustión tecnológica puede incluir separadores responsables de la separación de partículas sólidas y gotas líquidas en mezclas de vapor y gas. Estas sustancias y componentes se procesan por separadodispositivos de bengala.

Reglas para el funcionamiento de los sistemas de antorchas

Antes de cada lanzamiento de la instalación, es necesario purgar el barril con mezclas de gases inertes para eliminar el oxígeno. Las válvulas de control impiden que se aireen más los canales de la antorcha cuando los quemadores están apagados. El nivel de contenido de oxígeno se verifica tomando muestras con análisis adicionales. Durante la combustión, se recomienda configurar la velocidad del quemador en los siguientes modos:

• Para una tapa con sello de gas: no menos de 0,05 m/s.
• Si no hay sello de gas, no menos de 0,9 m/s.
• Al suministrar gas inerte, no menos de 0,7 m/s.

Además, cuando se operan sistemas de antorcha no equipados con obturadores, las mezclas de purga deben tener una densidad de más de 0,7 kg/m3.

Antes de detener la descarga de gas de proceso o vapores calentados, se recomienda preconectar canales con la dirección de mezclas inertes, lo que evitará la formación de vacío durante la condensación o el enfriamiento. Antes de realizar trabajos de mantenimiento o reparación, las tuberías se desconectan de la instalación de la antorcha para evitar que se descarguen y se enciendan las mezclas de gases. Los residuos de gases combustibles, así como las mezclas de humo, deben eliminarse por completo de los canales. Antes del trabajo técnico, los troncos se purgan con nitrógeno y, si es necesario, se cuecen al vapor.

Controles de llama

El encendido se lleva a cabo mediante el llamado funcionamientosistema de fuego o chispa eléctrica en el quemador piloto. Además, el control de la combustión se realiza mediante sensores acústicos y un convertidor termoeléctrico. Para el control, también se utiliza una unidad de control de llama y encendido autónomo, que debe ubicarse en un gabinete separado con calefacción. Los modos de funcionamiento con conexión automática implican trabajar de acuerdo con algoritmos específicos con transmisión de señales a la consola del operador. Para activar los modos de emergencia o conectar automáticamente la consola del operador, se establecen ciertas señales. Por ejemplo, el manual para sistemas de bengalas en caso de que no se encienda con éxito una llama después de 10 ciclos indica la necesidad de activar automáticamente una alarma. Si los sensores para detectar signos de fuego no funcionan, entonces el panel de control remoto está conectado al trabajo. Con él, el personal ya se hace cargo de las funciones de control a través de la interfaz para controlar el encendido de la planta de bengalas.

Guía de seguridad de bengalas

Los requisitos reglamentarios establecen las siguientes normas de seguridad para el funcionamiento de las antorchas de gas y los sistemas tecnológicos relacionados:

• Al organizar las descargas de gas de la chimenea a la atmósfera, se deben observar los niveles permisibles de sustancias nocivas.
• Para evitar la formación de una mezcla explosiva, las reglas para el funcionamiento seguro de los sistemas de antorchas prescriben la limpieza periódica de los circuitos de descarga de la mezcla de gases.
• Está prohibido enviar a las cámaras de combustión sustancias,que puede provocar una explosión. Tales sustancias en las empresas de petróleo y gas, en particular, incluyen agentes químicos oxidantes y agentes reductores.
• El territorio para la ubicación de las unidades de proceso que operan equipos de antorcha debe estar cercado.
• Solo las personas que tengan las calificaciones apropiadas y hayan sido verificadas en términos de seguridad industrial deben estar autorizadas a reparar las antorchas de gas.

Conclusión

Las tecnologías para la combustión de gases de trabajo en las empresas modernas alcanzan un nivel bastante alto en términos de confiabilidad y seguridad. Esto se debe en gran parte al uso de medios innovadores de control y gestión de procesos de combustión complejos de mezclas combustibles. Por ejemplo, la operación segura de los sistemas de antorcha al nivel actual es imposible sin el uso de elementos de control automatizados con la conexión de sensores y controladores industriales. Esto no excluye el modo de control manual, al menos se proporciona como una opción. Las consolas de operador aún tienen una gran responsabilidad en los procesos de regulación del funcionamiento de las instalaciones de antorchas, seguimiento de sus parámetros e indicadores de diagnóstico. Al mismo tiempo, también se están mejorando los diseños de quemadores con barriles que forman una infraestructura de antorcha. Los fabricantes están utilizando materiales cada vez más confiables con recubrimientos resistentes al calor y de alta resistencia mecánica. Todo esto hace posible optimizar los procesos de trabajo generales de las empresas de petróleo y gas con el nivel adecuado de seguridad y protección ambiental.