مقدمه:

فلرینگ یک روش متداول برای از بین بردن گاز های تلف شده قابل اشتعال در جریانات بـالا دسـتیصنایع نفت و گاز و تصفیه جریان های پایین دستی این صنایع می باشد. فلر یـک مشـعل در هـوایآزاد است که علی الخصوص در بالا ترین نقطه یک استک قرار داده می شود. فلـر معمـولا در جـایینیز قرار داده می شود که از پرسنل و استراکچر های طرح دور باشد و آسیبی به آنها نرسد.چنانچه در یکی از بخشهای این واحدها شرایط اضطراری رخ بدهد، فلر می تواند نقش کلیدی بازیکند. زیرا با وقوع شرایط فوق چنانچه شیرهای اطمینان عمل کننـد و خـوراک از خطـوط فراینـدی آزاد و تخلیه شوند و تخلیه آنها در اتمسفر نیز خطرناک باشد، سـوزاندن آن از طریـق سیسـتم فلـر،ایمن ترین و بهترین راه ممکن است. در واقع فلر شرایطی را فراهم می کنـد کـه جریانـات گـازی وحتی مایعات فرایند، تحت شرایط کنترل شده، بدون اینکه به تجهیزات واحـد و یـا پرسـنل آسـیبیبرسد و آلودگی اتمسفر نیز تحت کنترل باشد، می سوزند.فلر یک فرایند اکسیداسیون است که در دمای بالا اتفاق می افتد و جهت سـوزاندن گـاز هـای قابـلاحتراق که عمدتا شامل هیدروکربن ها و گاز های آلوذه ناشی از عملیات هستند، استفاده می شود. گاز طبیعی، پروپان، اتیلن، پروپیلن، بوتا دین و بوتان %95 گاز های آلوده را تشکیل می دهند که در سیستم فلر سوزانده می شوند. با وقوع احتراق هیدروکربن های گازی در نتیجه واکنش بـا اکسـیژناتمسفر، تشکیل دی اکسید کربن و آب می دهند.با توسعه استخراج نفت خام در دهه های اخیر، که با تولید گاز های آلـوده کننـده و مـزاحم همـراهبوده است، جهتحل کردن مشکل آلودگی، استفاده از فلر اجتناب ناپذیر شده اس ت. فلـر هـای گـازییک گزینه انتخابی برای کنترل کردن میزان هیدروکربن های نسوخته است زیرا این هیدروکربن هـابه خودی خود پتانسیل اشتعال دارند. در یک فلر باید احتراق کامل در کوتاه ترین زمان اقامـت گـازدر محفظه فلر صورت بگیرد.گرما و آلودگی صوتی از آثار نا مطلوب سیستم های فلر هستند. فلر ها معمولا در جائیکـه از منـاطقمسکونی دور باشند، احداث می شوند. انتشار ذرات کربن، هیدوکربن های نسوخته، مونوکسید کـربنو ناکس ها در فضا، آثار مخرب زیست محیطی دارند. در نتیجه شرایطی فـراهم کـرد کـه در نتیجـهاحتراق کامل مواد فوق الذکر فلر بهترین کارکر را داشته باشد.

 

 

 

 فهرست مطالب

چکیده                                                                                                      1

مقدمه                                                                                                       2

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

فصل اول : کلیات    

هرچند مبانی اولیه طراحی، هزینه و سرمایه گذاری هر کدام از انواع فوق متفاوت است ولی استفاده از هر کدام از آنها به شرایط مختلف و فضای آن از جمله میزان تولید دود، روشنایی، آلودگی هوا و صوتی و شرایط فاصله ای ایمن پرسنل و تجهیزات بستگی دارد. جدول 1 مزایا و معایب انواع فلرها را جمع بندی می کند.   این نوع فلرها با استفاده از تزریق بخار و طراحی مناسب نوک فلر (tip)، مـی توانـد تـا حـدودی بـادودزایی کمتر و با درخشندگی کم کارکرد داشته باشد. البته تزریق بخار منجر به ایجاد سر و صدایزیاد خواهد شد که نتیجتا” ایجاد تعادل بین آلودگی صوتی و آلودگی اتمسفر لازم خواهد شد. اگر این نوع فلرها به صورت مناسب و اصولی طراحی شوند، بهترین نوع برای سوزاندن گازهای سمی و بدبو هستند. با این حال مشکلات زیست محیطی همچنان پا بر جا می ماند. به رغم وجود برخی نکات منفی معمولترین انتخاب در طرحهای نفت و گاز، فلرهای مرتفع هستند
2-1-1- فلر های زمینی
معمولترین این نوع فلرها، نوعی از آن است که دارای چند نازل می باشد و بـه فلرهـایMulti-Jet معروف هستند. دودزایی کم، عدم ایجاد سر و صدای زیاد و درخشندگی کم از ویژگیهـای ایـن نـوعفلرها هستن د. به خاط ر نزذیک بودن استک این نوع فلرها به زمین، برای سـوزاندن گازهـای سـمی وبد بو مناسب نیست. هزینه طراحی و سرمایه گذاری این نوع فلرها بالا است.
1-1-3- فلرهای از نوع برنینگ پیت
ساختار ساده و هزینه کم سرمایه گذاری از ویژگیهای بارز این نوع فلرهـا اسـت و بـه انـدازه ای کـهبرای گازها کار آیی دارد برای مایعات نیز همان کارآیی را دارد. در جا هـا ئیکـه محـدودیت آلـودگیزیست محیطی وجود نداشته باشد و از نقاط دور نیز فابل کنترل باشد، قابل استفاده است.
    
                                                                                    

1-انواع فلر و کاربرد آنها                                                                                  4

1-1-1- فلر های مرتفع                                                                                        4

1-1-2- فلر های زمینی                                                                                       5

1-1-3- فلرهای از نوع برنینگ پیت                                                                        5

فصل دوم : اصول طراحی فلر     

 اصول اولیه طراحی شامل انتخاب میزان فاصله ایمن از فلر، ارتفاع و موقعیت آن اسـت. فاکتورهـاییکه برای این اصول تعیین کننده هستند عبارتند از:
الف) میزان حرارت مشعشع ناشی از سوختن: فاصله باید تا آن انـدازه مناسـب باشـد کـه نیـرویانسانی حاضر به خاطر حرارت تشعشعی آسیبی نبیند.
‌ب) ریزش مایع در حال سوخت به سمت پایین: چنانچـه هیـدروکربنهای مـایع در خـوراک فلـروجود دارد، امکان ریزش مایعات باید حد اقل باشد.
‌ج) محدودیت های آلایندگی: دودزایی، تشکیل گازهای بد بو و آلودگی های صـوتی در حـد اقـلمقدار خود باشد.

2-1-1- مبانی اولیه طراحی فلر های مرتفع
ابعاد یک سیسـتم فلـر تـابعی از حـداکثر فشـار برگشـتی (Back Pressure) مجـاز در شـیرهایاطمینان و سایر منابعی که در آنها آزاد سازی خوراک به سیستم های اضطراری صـورت مـی گیـرد،است. طراحی اندازه ابعاد استک فلر و افت فشار در برگیرنده محاسبه افت فشـار از طریـق شـیرهایاطمینان، هدرهای فلر و Seal Drum ها و … است. نوک (tip) فلرهای مرتفع که معمـو لا” مجهـزبه نازلهای بخار نیز هستند برای سرعت 120 متر بر ثانیه در حداکثر فلوی حجمـی طـوری طراحـیمی شوند که قابلیت پایداری شعله را داشته باشند و از ایجاد سر و صدای زیاد نیز جلو گیری کند. افت فشار در نوک فلرها از نمودارهایی که سازندگان ارائه می دهنـد (شـکل1) قابـل بدسـت آوردناست. ممکن است یک افت فشار قابل قبول برای نوک فلر، حداکثر سرعت پایین تری تحمیـل کنـد.
به هر صورت حداقل سرعت باید 75 متر بر ثانیه باشد.
پارامترهایی که برای موقعیت، فاصله و ارتفاع در نظر گرفته شود:
1- فلر در یک پلت فرم با طول 150 متر نباید دارای ارتفاع کمتر از از 15 متر باشد.
2- مواد و هیدروکربنهای قابل اشتعال نباید درفاصله کمتر از 60 متر از پایـه اسـتک فلـر قـرارداشته باشند.
3- موقعیت و ارتفاع فلر باید طوری باشد که میزان تولید آلودگی اتمسفری و صوتی آن مطـابقبا استانداردهای زیست محیطی باشد.
4- فاصله تجهیزات و پرسنل از فلر نیز طوری باشد که میزان حرارت مشعشع ناشی از سـ وختن به پرسنل و تجهیزات آسیبی نرساند.
5- چگالی حرارتی در کنار تجهیزات و خطوط فرایندی نبایـد بـالاتر از 6/1 کیلـو وات بـر متـرمربع باشد و حداقل فاصله نیز 60 متر باشد.
طراحی فلر                                                                                                    7

اصول اساسی طراحی                                                                                    7

مبانی اولیه طراحی فلر های مرتفع                                                           7

اصول طراحی فلر های زمینی                                                               10

طراحی استک و ابعاد فلر مالتی جت                                                   11

طراحی برنر و فشار برگشتی مجاز برای فلر مالتی جت                                12

پایپینگ برنر ها                                                                                       12

اندازه ابعاد، فاصله گذاری و تعداد جت برنرها                                                   12

سیستم حفاظت فلاش بک در فلرها                                                                  15

سیل درام                                                                                           15

دور ریزی آبی که برای آب بندی در سیل درام استفاده می شود                       17

کاهش لرزش، نوسانات وصدای فلر                                                             18

حفاظت فلر در مقابل دمای پایین محیط یا دمای پایین گاز                                  19

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

2-4-6- تخمین حدود اشتعال                                                                  23

2-4-7- محاسبه شار حرارتی تشعشعی                                                     26

2-4-8- راندمان فلر                                                                            28

نمودار نسبت بخار لازم به هیدرو کربن های موجود در جریان سیال

نمودار نسبت بخار لازم به هیدرو کربن های موجود در جریان سیال

فصل سوم : یوتیلیتی  

در باتری لیمیت فلر امکانات زیر در دسترس هستند:
هوای ابزار دقیق: فشار نرمال Psig 100 گاز پیلوت با مشخصات ذیل:
فشار: Psig 450 دما: F ° 140-08
ارزش حرارت: Btu/SCF 1023 یا 2240 مگا وات
الکتریسیته: 480 ولت، سه فاز و 60 هرتز برای موتور های با قدرت کمتر از 200 اسب بخار اصول طراحی متولوژیکال:
باد: میزان وزش باد و سرعت آن و جهت آن در شرایط طراحی در نظر گرفته شـو د. سـرعت پایـه درارتفاع استاندارد 33 فوت ،100 کیلومتر بر ساعت است. ریزش بارا ن: در یک فضای حلقوی به قطر 6/39 اینچ برای یک دوره پنج ساله میانگین زیـر بایـد درنظر گرفته شود: میزان ریزش باران در در مدت 15 دقیقه ،4 اینچ بر ساعت میزان ریزش باران در مدت یک ساعت ،2 اینچ بر ساعت دمای هو ا: تجهیزات برای دمای 98 درجه فارنهایت طراحی می شوند. دمـای پایـه بـرای محاسـباتتلفات گرمایی 79 درجه فارنهایت است. حداکثر دمای طراحـی بـرای نصـب تجهیـزات 100 درجـهفارنهایت و مینیمم آن 60 درجه فارنهایت است.حـداکث ر رطوبـت نسـبی% 97 و میـانگین آن% 78 است. زلزله: نیروی افقی وارد شده در اثر زلزله محاسبه گردد V0 = A0 * W (24) .ماکسیمم شیب افقی زمین است که معمولا” حداکثر 25/0 در نظر گرفته می شود :A0W: وزن کل استراکچر فلر سایر: سایر موارد از جمله فشار نرمال سایت با توجه به ارتفاع آن از سطح دریا در نظر گرفته شود. 3-1- ملا حظاتی در طراحی هدر فلر تعداد هدر های اصلی و همچنین تعداد ساب هدر هایی که به هر کدام از آنها متصل مـی شـوند، بـهنوع بخاری که از سیالات خطوط فرایندی آزاد می شود، دمای سـیال مـورد نظـر و همچنـین فشـارBack-up که جهت حفاظت از تجهیزات بالا دستی لازم است و سایر شرایط فراینـد، بسـتگی دارد. موضوع این بخش ملاحظاتی در مورد تعداد هدر های اصلی فلر و ساب هدر و شـرایط طراحـی آنهـااست.
3-1-1- فشار در هدر اصلی و هدر زیر شاخه
مقـدار فشـار در هـدر اصـلی فلـر، بـه نـوع و طبیعـت تجهیـزات آزاد کننـده فشـار ( Pressure Relieving ) که جهت حفاظت تجهیزات بالا دستی در نظر گرفته شده است، بستگی دارد.

 

3-1- ملا حظاتی در طراحی هدر فلر                                                        30

3-1-1- فشار در هدر اصلی و هدر زیر شاخه                                             31

3-1-2- محاسبه و تعیین تعداد هدر های فلر                                               33

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

. ساختمان شیر های آزاد کننده فشار

. ساختمان شیر های آزاد کننده فشار

فصل چهارم : نمونه مطالعاتی  

4- سیستم فلر شرکت پتروشیمی کرمانشاه
واحد پتروشیمی کرمانشاه در 35 کیلومتری شهرستان کرمانشاه واقـع در جـاده هرسـین قـرار دارد. محصول اصلی تولیدی این واحد آمونیاک می باشد و اوره نیز به عنوان محصول پایین دسـتی تولیـدمی شود واحد فوق دارای دو سیستم فلر است که یکی از آنها در بر گیرنده مسیر هایی اسـت کـه ازابتدای ورود گاز طبیعی تا ابتدای بخش سنتز آمونیاک قرار دارند و دومی نیز مسـیر هـایی از واحـدکه از ابتدای بخش سنتز آمونیاک شروع می شود و تا انتهای بخش رفریج واحد ادامه پیدا می کنـد،شامل می شود. سیستم فلر توسط شرکتITAS ایتالیا طراحـی شـده و توسـط شـرکت کاواسـاکیژاپن اجرا می شود. آنچه که شرکت طراح و مجری فلر واحد پتروشیمی کرمانشاه بر آن تاکید مـی کننـد آن اسـت کـهعملیات ایمن و بی خطر در واحد کاملا” با ایمنی پرسنل واحد مرتبط است. در نتیجه پرسـنلی کـهبا شرایط عملیاتی یک فلر مرتفع آشنایی کامل داشته و به شـرایط طراحـی آن آگـاه باشـند و قـادرباشند که فلر را کنترل کنند، آموزش داده شوند. قبل از شروع عملیات در سایر قسمت های واحد ابتدا لازم است که فلر راه اندازی گردد تا در صورتوقوع شرایط اضطراری تخلیه خطوط امکانپذیر باشد.
       

سیستم فلر شرکت پتروشیمی کرمانشاه                                               44

مصارف یوتیلیتی                                                                          44

مشخصات فلر مرتفع شرکت                                                              54

تنظیم سیستم فلر                                                                            54

ناک اوت درام                                                                                    64

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

فصل پنجم : نتیجه گیری و پیشنهادات  

 هنگامی که گاز های انتشار یافته از یک واحد غیر قابل بازیافت شوند و نتوان از ارزش حرارتـی ایـناین گاز ها استفاده کرد، فلرینگ به عنوان یک گزینه کنترل کننده اجتناب ناپذیر اسـت. اگـر ارزشحرارتی گاز های تلف شده به قدر کافی زیاد باشد این جریان گازی می تواند به عنوان سوخت بـراییک دستگاه زباله سوز در کارخانه استفاده شود. به طور کلی فلر ها در موارد زیر استفاده می شوند:
1- از بین بردن گاز های پرج شده و گاز های تلف شده در نتیجه پالایش
2- گاز های غیر قابل بازیافت که همراه با نفت و فارورده های نفتی ظاهر می شوند.
3- گاز های ونت شده از کوره ها
4- گاز های غیر قابل استفاده که از کک ها بیرون می آیند.
5- گاز های تلف شده در صنایع شیمیایی
چنانچه در یکی از بخشهای این واحدها شرایط اضطراری رخ بدهد، فلر می تواند نقش کلیدی بـازیکند. زیرا با وقوع شرایط فوق چنانچه شیرهای اطمینان عمل کننـد و خـوراک از خطـوط فراینـدی آزاد و تخلیه شوند و تخلیه آنها در اتمسفر نیز خطرناک باشد، سـوزاندن آن از طریـق سیسـتم فلـر،ایمن ترین و بهترین راه ممکن است. در واقع فلر شرایطی را فراهم می کنـد کـه جریانـات گـازی وحتی مایعات فرایند، تحت شرایط کنترل شده، بدون اینکه به تجهیزات واحـد و یـا پرسـنل آسـیبیبرسد و آلودگی اتمسفر نیز تحت کنترل باشد، می سوزند. هر چند فلر بهترین روش برای کنترل آلودگی می باشد اما در صنایع نفـت و گـاز بایـد شـرایطی رافراهم کرد که در جاهای که احتراق وجود دارد، عمل احتراق حتی الامکان کامل صورت بگیرد و درصنایع پالایش نیز راندمان پالایش بالا باشد که از هزینه های فلز نیز کاسته شود. زیـرا یـک فلـر بـهغیر از سوزاندن گاز ها اتلافی هیچ سوددهی اقتصادی ندارد.

نتیجه گیری                                                                                      84

علائم اختصاری                                                                                94

منابع و ماخذ                                                                                     15

چکیده انگلیسی                                                                                   25

فهرست نمودارها:

نمودار افت فشار در فلز ها                                                                                  8

: نمودار نسبت بخار لازم به هیدرو کربن های موجود در جریان سیال                9

3: عملکرد فلر مرتفع برای گاز پروپان                                                          10

4: نحوه قرار گرفتن سیل درام در خط فلر                                       12

5: ساختار یک سیل درام                                                              16

6: ابعاد سیل درام                                                        19

7: حفاظت سیل درام در برابر سرما                                     20

: نمودار تعیین ابعاد فلر                                                                     22

: نمودار تعیین مختصات فلر                                                               32

: ساختمان شیر های آزاد کننده فشار                                               31

: نمودار فلوی جرمی واقعی بر حسب فلوی جرمی بحرانی، مقاومت خط لولـه و

نسبت فشار پایین دستی به بالا دستی                                                         36

: نمودار افت فشار، برا ی موقعی که فشار پایین دستی مشخص باشد                    38

: نمای کلی یک فلر در یک طرح شیمیایی                                                          39

: نمای ظاهری یک سیستم فلر                                                            40

سیستم فلر مرتفع که در یک حفاظ قرار گرفته است                                   41

فلر مرتفع که بوسیله طناب ساپورت می 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