Термин «закрытый факел» относится к типу факельной системы, предназначенной для сжигания отходящих газов у поверхности земли в закрытом сооружении, что обеспечивает явные преимущества в плане безопасности, снижения шума и контроля выбросов по сравнению с традиционными факелами на возвышенности. Ниже приведено подробное профессиональное объяснение:

Определение и основные характеристики

Закрытый наземный факел состоит из камеры сгорания (кожуха) и вспомогательных систем, в которых происходит воспламенение и сжигание отходящих газов в ограниченном пространстве. К его ключевым особенностям можно отнести:
  • Закрытая конструкция: Обычно состоит из цилиндрической или многоугольной стальной рамы с перфорированными металлическими панелями или жалюзи, позволяющими всасывать воздух и удерживать пламя и тепло.
  • Конструкция малой высоты: Работает близко к земле (обычно в пределах 10–30 метров), устраняя необходимость в высоких стояках или штабелях.

Ключевые компоненты

  • Камера сгорания:
    • Изготовлен из термостойких материалов (например, нержавеющей стали) для выдерживания высоких температур.
    • Перфорированные стенки обеспечивают контролируемую индукцию воздуха для полного сгорания.
  • Горелка в сборе:
    • Многоточечные горелки равномерно распределяют газ, обеспечивая стабильное пламя и минимальное задымление.
  • Система зажигания:
    • Электрические воспламенители или пилотные горелки для надежного запуска.
  • Система управления воздухом:
    • Жалюзи или вентиляторы регулируют подачу воздуха в соответствии с потоком газа, оптимизируя эффективность сгорания.

Преимущества

Аспект Закрытый заземленный факел Традиционная приподнятая факел
Безопасность Закрытая конструкция снижает радиационную опасность для персонала и оборудования. Открытое пламя на высоте может представлять опасность при сильном ветре.
Уровень шума Шум гасится корпусом (как правило,Громкий шум сгорания (до 110 дБ) требует больших расстояний отхода.
Видимое излучение Пламя локализовано, что сводит к минимуму световое загрязнение и визуальное воздействие. Видимое пламя в ночное время может вызывать беспокойство в городских или жилых районах.
След Компактная конструкция (требуется меньшая площадь земельного участка). Высокие штабеля и оттяжки требуют большего расстояния.
Контроль выбросов Улучшенный контроль выбросов NOx и CO за счет ступенчатого сгорания. Выбросы в большей степени зависят от атмосферного рассеивания.

Сценарии применения

  • Городские/промышленные комплексы: В тех случаях, когда строгие экологические нормы или близость к населенным пунктам ограничивают возвышение факелов.
  • Нефтеперерабатывающие и химические заводы: Для планового сжигания газа на факелах во время нормальной работы, остановки или сбоя.
  • Морские платформы: Среды с ограниченным пространством, где предпочтительны низкопрофильные конструкции.
  • Терминалы СПГ: Сжигание отпарного газа (BOG) с минимальным визуальным/шумовым воздействием.

Соображения по проектированию

  • Расход газа и свойства:
    • Точный расчет расхода газа, теплотворной способности и содержания H2S для определения размера камеры сгорания и горелок.
  • Эффективность сгорания:
    • Ступенчатая схема впрыска воздуха и горелки для обеспечения эффективности сгорания >98%, сводя к минимуму несгоревшие углеводороды.
  • Управление теплом:
    • Теплоизоляция корпуса для предотвращения перегрева смежных конструкций.
  • Защитные блокираторы:
    • Датчики давления, датчики пламени и системы аварийного отключения (ESD) для предотвращения избыточного давления или отказа пламени.
  • Соблюдение экологических норм:
    • Проектирование в соответствии с местными нормами по NOx, CO и непрозрачности (например,

Эксплуатационные проблемы

  • Риски засорения: Влага или твердые частицы в потоках газа могут засорять перфорированные стены, требуя регулярной очистки.
  • Сильный ветер: Сильный ветер может нарушить приток воздуха, что повлияет на стабильность сгорания (смягчается ветровыми перегородками).
  • Начальная стоимость: Более высокие инвестиции по сравнению с простыми факельными установками на возвышенности благодаря сложным системам корпусов и горелок.

Типовые конфигурации

  • Цилиндрический корпус с радиальными горелками: Характерен для средних газовых потоков (10–50 млн кубических футов в сутки), обеспечивая равномерное сгорание.
  • Многокольцевая горелочная система: Для систем с высоким расходом использование концентрических горелок для улучшения смешивания воздуха и газа.
  • Система впрыска воды: Опционально для снижения выбросов NOx распыление воды в зону сгорания для снижения температуры пламени.

Закрытые факелы представляют собой современное решение для отраслей, стремящихся к устойчивым методам факельного сжигания с минимальным воздействием на окружающую среду и эксплуатацию, особенно в чувствительных местах, где традиционные факелы нецелесообразны.