A 플레어 시스템 압력 릴리프 밸브, 블로우다운 밸브 및 공정 통풍구에서 배출되는 가스를 수집하고 이를 사람과 장비에서 멀리 떨어진 제어된 높은 지점에서 소각하여 안전하게 폐기하는 배관 및 장비 네트워크입니다. 가연성 또는 독성 가스를 대기로 직접 배출하는 것은 거의 허용되지 않기 때문에 존재합니다. 플레어 시스템은 그렇지 않으면 제어할 수 없는 방출을 모니터링되는 연소 이벤트로 변환합니다. 적절하게 설계된 시스템에는 최소한 다음이 포함됩니다. 수집 헤더, 액체를 제거하기 위한 녹아웃 드럼, 역화를 차단하기 위한 워터 씰, 실제로 연소가 일어나는 플레어 팁 또는 스택 .
그것은 짧은 대답입니다. 아래 섹션에서는 설계에서 각 구성 요소가 어떻게 자리를 잡는지, 크기 조정을 실제로 결정하는 표준은 무엇인지, 무연 작업에 추가 장비가 필요한 이유, 가스를 태우는 대신 가스를 회수하는 것이 경제적인 측면에서 유리한 경우에 대해 자세히 설명합니다.
플레어 시스템은 단일 장비가 아닙니다. 이는 일련의 구성 요소이며, 그 중 하나를 건너뛰면 잘 문서화되어 있는 특정 오류 모드가 생성됩니다. 각 부분이 담당하는 일은 다음과 같습니다.
| 구성 요소 | 기능 | 누락되었거나 크기가 작으면 어떻게 되나요? |
|---|---|---|
| 컬렉션 헤더 | 밸브와 통풍구에서 플레어까지 릴리프 가스를 라우팅합니다. | 릴리프 장치, 데드 레그, 액체 트랩의 과도한 배압 |
| 녹아웃(KO) 드럼 | 가스가 플레어 팁에 도달하기 전에 동반된 액체 방울을 제거합니다. | 액체가 끝까지 묻어 불안정한 불꽃, "불타는 비" |
| 워터씰 드럼 | 화염이 헤더로 다시 전파되는 것을 차단합니다. | 공정 배관 시스템으로의 역화 위험 |
| 플레어 스택 또는 팁 | 안전한 복사열 거리를 위해 연소 지점을 높였습니다. | 인원에 대한 과도한 지상 방사선 노출 |
| 파일럿 및 점화 시스템 | 지속적인 불꽃을 준비하여 릴리프 가스가 안정적으로 점화되도록 합니다. | 긴급 구호 행사 중 점화되지 않은 가스 방출 |
| 퍼지 가스 공급 | 내부 폭발성 혼합물을 방지하기 위해 헤더 밖으로 공기를 차단합니다. | 시동 또는 저유량 기간 중 내부 폭발 위험 |
녹아웃 드럼은 선택적 업그레이드가 아니라 모든 플레어 시스템에 필수이기 때문에 특별한 주의를 기울일 가치가 있습니다. 업계 지침에서는 가스가 팁에 도달하기 전에 정의된 입자 크기까지 액체 방울을 제거할 것을 요구합니다. 300~600미크론 범위 — 더 큰 물방울은 깨끗하게 타지 않고 대신 화염 액체로 떨어지기 때문에 업계에서는 이러한 위험을 "불타는 비"라고 부릅니다. 설계 표준은 일반적으로 다음을 요구합니다. 20~30분의 액체 보유 용량 드럼이 채워지기 전에 운영자에게 문제 상태를 진단하고 시정 조치를 취할 수 있는 실제 창을 제공합니다.
모든 플레어가 대부분의 사람들이 생각하는 높은 스택처럼 보이는 것은 아닙니다. 높은 공간과 지상 설치형 디자인 사이의 선택은 공간, 가시성 요구 사항 및 시스템이 처리해야 하는 가스의 양에 따라 결정됩니다.
이는 높이 자체를 주요 안전 제어로 사용하여 연소 지점을 지상보다 높게 배치합니다. 화염이 지면에서 멀어질수록 아래에 있는 사람이 느끼는 복사열 강도는 낮아집니다. 지지 구조물은 높이에 따라 확장됩니다. 자체 지지 스택은 일반적으로 최대 약 250피트까지 사용되고, 데릭 지지 구조물은 약 400피트까지 유용하게 확장되며, 가이드 설계는 전체 콘크리트 지지 구조물이 필요하기 전에 최대 약 600피트까지 도달할 수 있습니다.
이는 일반적으로 인클로저 내부에서 연소를 등급 수준 또는 그 근처로 유지하며 일반적으로 주거 지역, 공항 또는 엄격한 시각 또는 소음 규제가 있는 장소 근처에서 화염을 공개적으로 보지 못하는 곳에서 선호됩니다. 다중 지점 지상 플레어 설계는 하나의 대형 화염이 아닌 여러 단계의 버너 어레이에 걸쳐 연소를 분할하여 대량의 가스를 처리하며, 이는 또한 더 넓은 유량 범위에서 무연 성능을 향상시킵니다.
특히 더 무거운 탄화수소의 경우 자체적으로 연소되도록 방치하면 플레어가 연기가 나는 경향이 있습니다. 불완전 연소로 인해 연기에 눈에 띄는 검은 탄소 입자가 남습니다. 가시 방출에 대한 규제 제한은 대부분의 최신 플레어가 전체 흐름 범위에서 깨끗하게 연소되기 위한 보조 메커니즘이 필요하다는 것을 의미하며 세 가지 확립된 접근 방식이 있습니다.
지원 방법은 단순한 배출 확인란이 아니라 시스템 수명 동안 소음, 유틸리티 요구 및 유지 관리 부하에 영향을 미칩니다. 증분 비용이 낮기 때문에 현장에서 이미 다른 프로세스 요구 사항을 위해 증기 네트워크를 실행하고 있는 경우 증기 지원이 일반적입니다. 전용 송풍기 및 압축기 장비의 추가 비용에도 불구하고 증기 기반 시설이 없는 현장에서는 공기 보조 장치가 더욱 매력적입니다. 사이트에 이미 여유 용량이 있는 유틸리티를 고려하지 않고 초기 자본 비용만을 기준으로 선택하는 것은 가장 일반적인 설계 실수 중 하나입니다.
플레어 시스템 설계는 개별 엔지니어링 판단에만 맡겨져 있지 않습니다. 이는 물방울 제거 목표부터 헤더의 최대 허용 가스 속도까지 모든 것을 지정하는 확립된 산업 표준에 의해 관리됩니다.
API 521의 두 가지 수치 제한은 실제로 지속적으로 나타납니다. 헤더 가스 속도는 일반적으로 마하 수는 최대 0.7(0.5 권장) 시간이 지남에 따라 배관의 음향 피로를 방지하기 위해 플레어 헤더 자체는 일반적으로 약 1:450 따라서 응축된 액체는 주행 중 낮은 지점에 고이는 대신 녹아웃 드럼을 향해 지속적으로 배출됩니다.
플레어 시스템의 임무는 안전한 폐기이며, 매번 연소하여 폐기할 필요는 없습니다. 실제 비상 상황과 달리 지속적이고 일상적인 구호 흐름을 위해 많은 시설에서 플레어 가스 회수 장치(FGRU) 이는 가스를 포집하여 압축한 후 연소시키는 대신 발전소의 연료 가스 시스템으로 다시 보내는 방식입니다.
경제적인 사례는 서류상으로 간단합니다. 회수된 가스는 시설에서 구매하거나 생성해야 하는 연료 가스를 직접 상쇄하고 지속적인 연소를 줄이면 점점 더 엄격해지는 지역 대기 질 및 배출 규제에 대한 노출도 줄어듭니다. FGRU가 비용을 지불하는지 여부는 관련된 일상적인 플레어 가스의 양과 일관성에 크게 좌우됩니다. 따라서 모든 현장에서 복구가 자동으로 가치가 있다고 가정하기보다는 투자를 결정하기 전에 적절한 타당성 조사(회수된 가스의 가치에 대비하여 시스템 비용을 평가)가 표준 관행인 이유입니다.
플레어 시스템은 실제로 필요한 순간, 종종 최소한의 장기간 사용 후에 올바르게 작동해야 하는 안전 인프라입니다. 이로 인해 지속적인 유지 관리는 지속적으로 작동하고 점진적으로 마모되는 장비를 유지 관리하는 것과는 다른 규율이 됩니다.
새로운 설계를 검토하든 기존 설치를 감사하든 이러한 질문은 과소 지정되거나 간과될 가능성이 가장 높은 사항을 다룹니다.
