Совершенствование факельных установок

• Автор: Назаров, Антон Александрович
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 168 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

Глава 1. Обеспечение промышленной безопасности химических производств

при применении факельных установок.

1.1. Общие положения

1.2. Основные требования, предъявляемые к факельным установкам, их

классификация и устройство

1.3. Классификация и конструкция основных элементов факельных

оголовков.

1.4. Конструкции источников воспламенения и средств контроля,

сигнализации наличия пламени дежурных горелок.

1.5. Моделирование процессов горения.
1.6. Выводы
Глава 2. Разработка и экспериментальное исследование ветрозащитных
устройств.
2.1. Разработка и описание новых экспериментальных моделей
ветрозащитных устройств.
2.2. Описание экспериментальной установки
2.3. Методика экспериментальных исследований.
2.4 Оценка погрешности эксперимента.
2.5. Результаты экспериментальных исследований ветрозащитных
устройств.
2.6. Выводы
Глава 3. Разработка, аналитическое и экспериментальное исследование запально сигнализирующего устройства
3.1. Разработка и описание новых экспериментальных моделей средств
контроля, индикации и сигнализации пламени дежурных горелок
3.2. Описание экспериментальной установки
3.3. Методика экспериментальных исследований.
3.4 Оценка погрешности эксперимента.
3.5 Аналитическое исследование запальносигнализирующего
устройства.
3.6. Обработка результатов аналитических и экспериментальных
исследований запальносигнализирующего устройства.
3.7. Методика расчета избыточного давления в линии топливного газа
при использовании метана и смеси метанпропан в качестве топливного газа на дежурной горелке.
3.8. Выводы
Глава 4. Математическая модель горения факельной установки.
4.1. Математическая модель горения факельной установки
4.2. Расчетная область и граничные условия
4.3. Выводы
Заключение
Список используемой литературы


Поскольку факельные системы являются последним защитным рубежом, предотвращающим выброс опасных веществ в окружающую среду, то им не придают особого значения или зачастую забывают об их существовании до тех пор, пока они не напомнят функциональным отказом о себе. Рис. Для более четкой картины необходимо провести небольшой экскурс в историю возникновения и развития факельных систем, берущую начало в годах прошлого века. В -е годы основным предназначением факела был сброс лишнего газа и разгрузка давления, нараставшего в нефтяных скважинах и в химических установках. Факелы того периода являлись простыми отрезками труб с примитивными запальными системами - эго были промасленные тряпки, которые в самом начале бросали зажженными к верху дымовой трубы. Эту функцию выполнял человек, которого называли запальником. Вследствие частых летальных случаев начали применять систему из тросов или лебедок, к которым привязывали промасленную горящую тряпку, затем её поднимали лебедками к верхнему срезу факельной трубы. Дальнейшим шагом развития факельных систем являлось ракетное поджигание факельного газа. В этом случае роль запала горючей сбросной смеси представляла сигнальная ракета, выпускаемая в направлении среза факельной грубы в момент сброса порции газа. Конечно даже при незначительных порывах ветра, ядро газовоздушной смеси отклонялась от вертикальной оси и число попыток воспламенения смеси могло изверятся десятками. Факела того периода отличались крайней неэффективностью и дымностью. Главными проблемами для таких ранних конструкций факелов являлись запах, шум, недопустимая яркость, тепловое излучение, дымность. В -е годы были сконструированы такие элементы факельных систем, как дежурные горелки, запальные устройства и различные парой нжекционнме наконечники, которые позволяли повысить эффективность горения и безопасность установок и снизить дымность. В -е годы были приняты новые законодательные акты в области охраны окружающей среды, что повлекло за собой последующую разработку новых деталей и узлов факельных установок. Также при помощи новейших вычислительных программ были разработаны канлеотбойники и гидравлические затворы. Усилия инжснеров-специалистов обусловили значительный технический прогресс в этой области. Самым значительным нововведением -х годов в области оборудования аварийного сброса газов явилась разработка новых кинетических затворов без движущихся частей, которые позволяли предотвратить обратный проскок газовоздушной смеси в факельный ствол и последующую детонацию. Данные многосопловые кинетические затворы позволяли не только продлить срок службы факельной системы, но и обладали незначительной массой. Так же появилась возможность избавиться от причиняющей проблемы огнеупорной футеровки и газовых ловушек. Поскольку в правильно отрегулированном состоянии дежурной горелки ее пламя не должно быть видимым для глаза в дневное время, для слежения за ее работой начали применять термопарный датчик, который устанавливался на дежурной горелке. Но в процессе применения термопары оказались мало эффективными и ненадежными, в связи с тем, что ни постоянно перегорали под влиянием высоких температур, хотя, они применяются и но настоящий день. Наиболее перспективным и безопасным в настоящее время является факел закрытого типа. Его преимущество заключается в следующем: шум факела и тепловое излучение обычно не вызывают значительные проблемы с точки зрения безопасности, шум, разве что, является недопустимым в густо населенных районах, но как правило он не создает проблем безопасности. Данная технология позволяла снизить уровень шума приблизительно до дБ на расстоянии м. Закрытые же факелы работают с максимальными уровнями шума дБ, которые могут быть значительно снижены при использовании дополнительных технических решений. Тепловое излучение может быть опасным для заводского персонала, если высота трубы невелика и факел расположен вблизи рабочих площадок. По этой причине для применения на шельфовых объектах обычно применяют факелы закрытого типа [-]. Основные требования, предъявляемые к факельным установкам, их классификация и устройство. Приведем классификацию факельных установок по нескольким параметрам. Хотя очень часто можно встретить факелы смешанного типа. Рис.