مقدمه:

فلرينگ يك روش متداول براي از بين بردن گاز هاي تلف شده قابل اشتعال در جريانات بـالا دسـتيصنايع نفت و گاز و تصفيه جريان هاي پايين دستي اين صنايع مي باشد. فلر يـك مشـعل در هـوايآزاد است كه علي الخصوص در بالا ترين نقطه يك استك قرار داده مي شود. فلـر معمـولا در جـايينيز قرار داده مي شود كه از پرسنل و استراكچر هاي طرح دور باشد و آسيبي به آنها نرسد.چنانچه در يكي از بخشهاي اين واحدها شرايط اضطراري رخ بدهد، فلر مي تواند نقش كليدي بازيكند. زيرا با وقوع شرايط فوق چنانچه شيرهاي اطمينان عمل كننـد و خـوراك از خطـوط فراينـدي آزاد و تخليه شوند و تخليه آنها در اتمسفر نيز خطرناك باشد، سـوزاندن آن از طريـق سيسـتم فلـر،ايمن ترين و بهترين راه ممكن است. در واقع فلر شرايطي را فراهم مي كنـد كـه جريانـات گـازي وحتي مايعات فرايند، تحت شرايط كنترل شده، بدون اينكه به تجهيزات واحـد و يـا پرسـنل آسـيبيبرسد و آلودگي اتمسفر نيز تحت كنترل باشد، مي سوزند.فلر يك فرايند اكسيداسيون است كه در دماي بالا اتفاق مي افتد و جهت سـوزاندن گـاز هـاي قابـلاحتراق كه عمدتا شامل هيدروكربن ها و گاز هاي آلوذه ناشي از عمليات هستند، استفاده مي شود. گاز طبيعي، پروپان، اتيلن، پروپيلن، بوتا دين و بوتان %95 گاز هاي آلوده را تشكيل مي دهند كه در سيستم فلر سوزانده مي شوند. با وقوع احتراق هيدروكربن هاي گازي در نتيجه واكنش بـا اكسـيژناتمسفر، تشكيل دي اكسيد كربن و آب مي دهند.با توسعه استخراج نفت خام در دهه هاي اخير، كه با توليد گاز هاي آلـوده كننـده و مـزاحم همـراهبوده است، جهتحل كردن مشكل آلودگي، استفاده از فلر اجتناب ناپذير شده اس ت. فلـر هـاي گـازييك گزينه انتخابي براي كنترل كردن ميزان هيدروكربن هاي نسوخته است زيرا اين هيدروكربن هـابه خودي خود پتانسيل اشتعال دارند. در يك فلر بايد احتراق كامل در كوتاه ترين زمان اقامـت گـازدر محفظه فلر صورت بگيرد.گرما و آلودگي صوتي از آثار نا مطلوب سيستم هاي فلر هستند. فلر ها معمولا در جائيكـه از منـاطقمسكوني دور باشند، احداث مي شوند. انتشار ذرات كربن، هيدوكربن هاي نسوخته، مونوكسيد كـربنو ناكس ها در فضا، آثار مخرب زيست محيطي دارند. در نتيجه شرايطي فـراهم كـرد كـه در نتيجـهاحتراق كامل مواد فوق الذكر فلر بهترين كاركر را داشته باشد.

 

 

 

 فهرست مطالب

چكيده                                                                                                      1

مقدمه                                                                                                       2

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فصل اول : كليات    

هرچند مباني اوليه طراحي، هزينه و سرمايه گذاري هر كدام از انواع فوق متفاوت است ولي استفاده از هر كدام از آنها به شرايط مختلف و فضاي آن از جمله ميزان توليد دود، روشنايي، آلودگي هوا و صوتي و شرايط فاصله اي ايمن پرسنل و تجهيزات بستگي دارد. جدول 1 مزايا و معايب انواع فلرها را جمع بندي مي كند.   اين نوع فلرها با استفاده از تزريق بخار و طراحي مناسب نوك فلر (tip)، مـي توانـد تـا حـدودي بـادودزايي كمتر و با درخشندگي كم كاركرد داشته باشد. البته تزريق بخار منجر به ايجاد سر و صدايزياد خواهد شد كه نتيجتا” ايجاد تعادل بين آلودگي صوتي و آلودگي اتمسفر لازم خواهد شد. اگر اين نوع فلرها به صورت مناسب و اصولي طراحي شوند، بهترين نوع براي سوزاندن گازهاي سمي و بدبو هستند. با اين حال مشكلات زيست محيطي همچنان پا بر جا مي ماند. به رغم وجود برخي نكات منفي معمولترين انتخاب در طرحهاي نفت و گاز، فلرهاي مرتفع هستند
2-1-1- فلر هاي زميني
معمولترين اين نوع فلرها، نوعي از آن است كه داراي چند نازل مي باشد و بـه فلرهـايMulti-Jet معروف هستند. دودزايي كم، عدم ايجاد سر و صداي زياد و درخشندگي كم از ويژگيهـاي ايـن نـوعفلرها هستن د. به خاط ر نزذيك بودن استك اين نوع فلرها به زمين، براي سـوزاندن گازهـاي سـمي وبد بو مناسب نيست. هزينه طراحي و سرمايه گذاري اين نوع فلرها بالا است.
1-1-3- فلرهاي از نوع برنينگ پيت
ساختار ساده و هزينه كم سرمايه گذاري از ويژگيهاي بارز اين نوع فلرهـا اسـت و بـه انـدازه اي كـهبراي گازها كار آيي دارد براي مايعات نيز همان كارآيي را دارد. در جا هـا ئيكـه محـدوديت آلـودگيزيست محيطي وجود نداشته باشد و از نقاط دور نيز فابل كنترل باشد، قابل استفاده است.
    
                                                                                    

1-انواع فلر و كاربرد آنها                                                                                  4

1-1-1- فلر هاي مرتفع                                                                                        4

1-1-2- فلر هاي زميني                                                                                       5

1-1-3- فلرهاي از نوع برنينگ پيت                                                                        5

فصل دوم : اصول طراحي فلر     

 اصول اوليه طراحي شامل انتخاب ميزان فاصله ايمن از فلر، ارتفاع و موقعيت آن اسـت. فاكتورهـاييكه براي اين اصول تعيين كننده هستند عبارتند از:
الف) ميزان حرارت مشعشع ناشي از سوختن: فاصله بايد تا آن انـدازه مناسـب باشـد كـه نيـرويانساني حاضر به خاطر حرارت تشعشعي آسيبي نبيند.
‌ب) ريزش مايع در حال سوخت به سمت پايين: چنانچـه هيـدروكربنهاي مـايع در خـوراك فلـروجود دارد، امكان ريزش مايعات بايد حد اقل باشد.
‌ج) محدوديت هاي آلايندگي: دودزايي، تشكيل گازهاي بد بو و آلودگي هاي صـوتي در حـد اقـلمقدار خود باشد.

2-1-1- مباني اوليه طراحي فلر هاي مرتفع
ابعاد يك سيسـتم فلـر تـابعي از حـداكثر فشـار برگشـتي (Back Pressure) مجـاز در شـيرهاياطمينان و ساير منابعي كه در آنها آزاد سازي خوراك به سيستم هاي اضطراري صـورت مـي گيـرد،است. طراحي اندازه ابعاد استك فلر و افت فشار در برگيرنده محاسبه افت فشـار از طريـق شـيرهاياطمينان، هدرهاي فلر و Seal Drum ها و … است. نوك (tip) فلرهاي مرتفع كه معمـو لا” مجهـزبه نازلهاي بخار نيز هستند براي سرعت 120 متر بر ثانيه در حداكثر فلوي حجمـي طـوري طراحـيمي شوند كه قابليت پايداري شعله را داشته باشند و از ايجاد سر و صداي زياد نيز جلو گيري كند. افت فشار در نوك فلرها از نمودارهايي كه سازندگان ارائه مي دهنـد (شـكل1) قابـل بدسـت آوردناست. ممكن است يك افت فشار قابل قبول براي نوك فلر، حداكثر سرعت پايين تري تحميـل كنـد.
به هر صورت حداقل سرعت بايد 75 متر بر ثانيه باشد.
پارامترهايي كه براي موقعيت، فاصله و ارتفاع در نظر گرفته شود:
1- فلر در يك پلت فرم با طول 150 متر نبايد داراي ارتفاع كمتر از از 15 متر باشد.
2- مواد و هيدروكربنهاي قابل اشتعال نبايد درفاصله كمتر از 60 متر از پايـه اسـتك فلـر قـرارداشته باشند.
3- موقعيت و ارتفاع فلر بايد طوري باشد كه ميزان توليد آلودگي اتمسفري و صوتي آن مطـابقبا استانداردهاي زيست محيطي باشد.
4- فاصله تجهيزات و پرسنل از فلر نيز طوري باشد كه ميزان حرارت مشعشع ناشي از سـ وختن به پرسنل و تجهيزات آسيبي نرساند.
5- چگالي حرارتي در كنار تجهيزات و خطوط فرايندي نبايـد بـالاتر از 6/1 كيلـو وات بـر متـرمربع باشد و حداقل فاصله نيز 60 متر باشد.
طراحي فلر                                                                                                    7

اصول اساسي طراحی                                                                                    7

مباني اوليه طراحي فلر هاي مرتفع                                                           7

اصول طراحي فلر هاي زميني                                                               10

طراحي استك و ابعاد فلر مالتي جت                                                   11

طراحي برنر و فشار برگشتي مجاز براي فلر مالتي جت                                12

پايپينگ برنر ها                                                                                       12

اندازه ابعاد، فاصله گذاري و تعداد جت برنرها                                                   12

سيستم حفاظت فلاش بك در فلرها                                                                  15

سيل درام                                                                                           15

دور ريزي آبي كه براي آب بندي در سيل درام استفاده مي شود                       17

كاهش لرزش، نوسانات وصداي فلر                                                             18

حفاظت فلر در مقابل دماي پايين محيط يا دماي پايين گاز                                  19

2-4-5- تشعشع، فاصله از فلرها و ونت هاي مشتعل                                     20

2-4-6- تخمين حدود اشتعال                                                                  23

2-4-7- محاسبه شار حرارتي تشعشعي                                                     26

2-4-8- راندمان فلر                                                                            28

نمودار نسبت بخار لازم به هيدرو كربن هاي موجود در جريان سيال

نمودار نسبت بخار لازم به هيدرو كربن هاي موجود در جريان سيال

فصل سوم : يوتيليتي  

در باتري ليميت فلر امكانات زير در دسترس هستند:
هواي ابزار دقيق: فشار نرمال Psig 100 گاز پيلوت با مشخصات ذيل:
فشار: Psig 450 دما: F ° 140-08
ارزش حرارت: Btu/SCF 1023 يا 2240 مگا وات
الكتريسيته: 480 ولت، سه فاز و 60 هرتز براي موتور هاي با قدرت كمتر از 200 اسب بخار اصول طراحي متولوژيكال:
باد: ميزان وزش باد و سرعت آن و جهت آن در شرايط طراحي در نظر گرفته شـو د. سـرعت پايـه درارتفاع استاندارد 33 فوت ،100 كيلومتر بر ساعت است. ريزش بارا ن: در يك فضاي حلقوي به قطر 6/39 اينچ براي يك دوره پنج ساله ميانگين زيـر بايـد درنظر گرفته شود: ميزان ريزش باران در در مدت 15 دقيقه ،4 اينچ بر ساعت ميزان ريزش باران در مدت يك ساعت ،2 اينچ بر ساعت دماي هو ا: تجهيزات براي دماي 98 درجه فارنهايت طراحي مي شوند. دمـاي پايـه بـراي محاسـباتتلفات گرمايي 79 درجه فارنهايت است. حداكثر دماي طراحـي بـراي نصـب تجهيـزات 100 درجـهفارنهايت و مينيمم آن 60 درجه فارنهايت است.حـداكث ر رطوبـت نسـبي% 97 و ميـانگين آن% 78 است. زلزله: نيروي افقي وارد شده در اثر زلزله محاسبه گردد V0 = A0 * W (24) .ماكسيمم شيب افقي زمين است كه معمولا” حداكثر 25/0 در نظر گرفته مي شود :A0W: وزن كل استراكچر فلر ساير: ساير موارد از جمله فشار نرمال سايت با توجه به ارتفاع آن از سطح دريا در نظر گرفته شود. 3-1- ملا حظاتي در طراحي هدر فلر تعداد هدر هاي اصلي و همچنين تعداد ساب هدر هايي كه به هر كدام از آنها متصل مـي شـوند، بـهنوع بخاري كه از سيالات خطوط فرايندي آزاد مي شود، دماي سـيال مـورد نظـر و همچنـين فشـارBack-up كه جهت حفاظت از تجهيزات بالا دستي لازم است و ساير شرايط فراينـد، بسـتگي دارد. موضوع اين بخش ملاحظاتي در مورد تعداد هدر هاي اصلي فلر و ساب هدر و شـرايط طراحـي آنهـااست.
3-1-1- فشار در هدر اصلي و هدر زير شاخه
مقـدار فشـار در هـدر اصـلي فلـر، بـه نـوع و طبيعـت تجهيـزات آزاد كننـده فشـار ( Pressure Relieving ) كه جهت حفاظت تجهيزات بالا دستي در نظر گرفته شده است، بستگي دارد.

 

3-1- ملا حظاتي در طراحي هدر فلر                                                        30

3-1-1- فشار در هدر اصلي و هدر زير شاخه                                             31

3-1-2- محاسبه و تعيين تعداد هدر هاي فلر                                               33

3-1-3- ابعاد خطوط هدر هاي فلر                                                           33

. ساختمان شير هاي آزاد كننده فشار

. ساختمان شير هاي آزاد كننده فشار

فصل چهارم : نمونه مطالعاتي  

4- سيستم فلر شركت پتروشيمي كرمانشاه
واحد پتروشيمي كرمانشاه در 35 كيلومتري شهرستان كرمانشاه واقـع در جـاده هرسـين قـرار دارد. محصول اصلي توليدي اين واحد آمونياك مي باشد و اوره نيز به عنوان محصول پايين دسـتي توليـدمي شود واحد فوق داراي دو سيستم فلر است كه يكي از آنها در بر گيرنده مسير هايي اسـت كـه ازابتداي ورود گاز طبيعي تا ابتداي بخش سنتز آمونياك قرار دارند و دومي نيز مسـير هـايي از واحـدكه از ابتداي بخش سنتز آمونياك شروع مي شود و تا انتهاي بخش رفريج واحد ادامه پيدا مي كنـد،شامل مي شود. سيستم فلر توسط شركتITAS ايتاليا طراحـي شـده و توسـط شـركت كاواسـاكيژاپن اجرا مي شود. آنچه كه شركت طراح و مجري فلر واحد پتروشيمي كرمانشاه بر آن تاكيد مـي كننـد آن اسـت كـهعمليات ايمن و بي خطر در واحد كاملا” با ايمني پرسنل واحد مرتبط است. در نتيجه پرسـنلي كـهبا شرايط عملياتي يك فلر مرتفع آشنايي كامل داشته و به شـرايط طراحـي آن آگـاه باشـند و قـادرباشند كه فلر را كنترل كنند، آموزش داده شوند. قبل از شروع عمليات در ساير قسمت هاي واحد ابتدا لازم است كه فلر راه اندازي گردد تا در صورتوقوع شرايط اضطراري تخليه خطوط امكانپذير باشد.
       

سيستم فلر شركت پتروشيمي كرمانشاه                                               44

مصارف يوتيليتي                                                                          44

مشخصات فلر مرتفع شركت                                                              54

تنظيم سيستم فلر                                                                            54

ناك اوت درام                                                                                    64

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فصل پنجم : نتيجه گيري و پيشنهادات  

 هنگامي كه گاز هاي انتشار يافته از يك واحد غير قابل بازيافت شوند و نتوان از ارزش حرارتـي ايـناين گاز ها استفاده كرد، فلرينگ به عنوان يك گزينه كنترل كننده اجتناب ناپذير اسـت. اگـر ارزشحرارتي گاز هاي تلف شده به قدر كافي زياد باشد اين جريان گازي مي تواند به عنوان سوخت بـراييك دستگاه زباله سوز در كارخانه استفاده شود. به طور كلي فلر ها در موارد زير استفاده مي شوند:
1- از بين بردن گاز هاي پرج شده و گاز هاي تلف شده در نتيجه پالايش
2- گاز هاي غير قابل بازيافت كه همراه با نفت و فارورده هاي نفتي ظاهر مي شوند.
3- گاز هاي ونت شده از كوره ها
4- گاز هاي غير قابل استفاده كه از كك ها بيرون مي آيند.
5- گاز هاي تلف شده در صنايع شيميايي
چنانچه در يكي از بخشهاي اين واحدها شرايط اضطراري رخ بدهد، فلر مي تواند نقش كليدي بـازيكند. زيرا با وقوع شرايط فوق چنانچه شيرهاي اطمينان عمل كننـد و خـوراك از خطـوط فراينـدي آزاد و تخليه شوند و تخليه آنها در اتمسفر نيز خطرناك باشد، سـوزاندن آن از طريـق سيسـتم فلـر،ايمن ترين و بهترين راه ممكن است. در واقع فلر شرايطي را فراهم مي كنـد كـه جريانـات گـازي وحتي مايعات فرايند، تحت شرايط كنترل شده، بدون اينكه به تجهيزات واحـد و يـا پرسـنل آسـيبيبرسد و آلودگي اتمسفر نيز تحت كنترل باشد، مي سوزند. هر چند فلر بهترين روش براي كنترل آلودگي مي باشد اما در صنايع نفـت و گـاز بايـد شـرايطي رافراهم كرد كه در جاهاي كه احتراق وجود دارد، عمل احتراق حتي الامكان كامل صورت بگيرد و درصنايع پالايش نيز راندمان پالايش بالا باشد كه از هزينه هاي فلز نيز كاسته شود. زيـرا يـك فلـر بـهغير از سوزاندن گاز ها اتلافي هيچ سوددهي اقتصادي ندارد.

نتيجه گيري                                                                                      84

علائم اختصاري                                                                                94

منابع و ماخذ                                                                                     15

چكيده انگليسي                                                                                   25

فهرست نمودارها:

نمودار افت فشار در فلز ها                                                                                  8

: نمودار نسبت بخار لازم به هيدرو كربن هاي موجود در جريان سيال                9

3: عملكرد فلر مرتفع براي گاز پروپان                                                          10

4: نحوه قرار گرفتن سيل درام در خط فلر                                       12

5: ساختار يك سيل درام                                                              16

6: ابعاد سيل درام                                                        19

7: حفاظت سيل درام در برابر سرما                                     20

: نمودار تعيين ابعاد فلر                                                                     22

: نمودار تعيين مختصات فلر                                                               32

: ساختمان شير هاي آزاد كننده فشار                                               31

: نمودار فلوي جرمي واقعي بر حسب فلوي جرمي بحراني، مقاومت خط لولـه و

نسبت فشار پايين دستي به بالا دستي                                                         36

: نمودار افت فشار، برا ي موقعي كه فشار پايين دستي مشخص باشد                    38

: نماي كلي يك فلر در يك طرح شيميايي                                                          39

: نماي ظاهري يك سيستم فلر                                                            40

سيستم فلر مرتفع كه در يك حفاظ قرار گرفته است                                   41

فلر مرتفع كه بوسيله طناب ساپورت مي شود                                49

 

Abstract
Various impacts of direct venting of natural gas into the environment, both in the upstream and downstream petroleum operations often, compel the chemical engineer to specify air pollution control equipment for installation on new and existing platforms/facilities. Flares a special class of such equipment, are considered in this paper. The major types of flares used in the oil industry are reviewed and principles guiding their operation and performance discussed. Information which would aid the choice of flare system for new applications is also discussed.

 



مقطع کارشناسی ارشد

بلافاصاله بعد از پرداخت به ایمیلی که در مرحله بعد وارد میکنید ارسال میشود.

 


فایل pdf غیر قابل ویرایش

قیمت25000تومان

فایل pdf همراه با فایل word

قیمت35000تومان