Текст
И. И. СТРИЖЕ ВСКИЙ, А. И. ЭЛЬНАТАНОВ
ФАКЕЛЬНЫЕ
УСТАНОВКИ
Москва
.Издательство «Химия*
1979
«Л7. ।
С 85
УДК 66,074.8:665.194
Стрижевский И. И., Эльнатанон А. И.
Факельные установки.—Мл Химия, 1979. —
184 с., ил.
184 с.; 68 рис.; 12 табл.; список литературы 96 ссылок.
31402-123
050(01)-79
© Шдатс-лаетзо «Хнииэ?, 1979 г.
С ОД £ Р Ж А И И £
Предисловие ...........................................
Глава .1. Горение, газов. и паров ......
1. Ощовиые понятия........................ . . '
'2. Пределы воспламенения..........................
3. Пределы детонации . . .................
4. Температура и давление продуктов сгорания
5. Нормальная скорость нламепп ....
б. Скорость распространения пламени ....
7. Проскок п отрыв, пламени ......................
Глава II. Общие снедении о факельных установках
I. Требования к факельным установкам . . ...
2. Тилы факелов , ........................
3. Классификация факельных установок
4. Состав и' технологические схемы факельных установок
5. Факельная труба..........................
6. Факельпые трубопроводы . . , .
7. Системы нажигании факельных установок
8. Факельные горелки . .' . 1 .
9. Сепаратор . . .........
10. Мокрые газгольдеры и их безопасная эксплуатация
Глава 111,. Бездымное сжигание ... . . . 48
1. Процессы, протекающие п пламени . . . . . 48'
2. Факторы, влияющие на полноту сторання . . . 50
3. Распет равновесного состава продуктов реакции 54
4. Способы обеспечения бездымного сжигания . ... . 56
5. Горелки для бездымного сжигания ..... 60
6. Контроль полноты сжиганая на факельной установке 65
Г л ан а IV. Расчет факельных систем . - • . ' . • 68
1. Условия стабильного горения......................68
2, Расчет диаметра факельной трубы ..... 71
3. Расчет сепаратора....................................73
4. Влияние тепловой радиации на оборудование п перес-
пал ....................................................76
•5. Расчет пысоты факельной ...................80
6. Пример расчета факельной трубы.......................'83
7. Выбор места расположения факельных установок . 86
'лава V. Факельная система для сжигания ацетилена . 96
1. Распространенно пламени распада ацетилена в трубах 97
2. Ислыталпя башенных огнелрегралвтелей .... 98
3. Разрывные мембраны...................................105
4. Лоарнн дцетплеиопроводов ........ 106
5. Рекомендации но устройству аистнлечопровочов низ-
кого п среднего давлении ............................. 108
Глава VI. Факельная установка современного нефтеперера-
батывающего производственного объединения . 112
1. Состав факельной установки................... . 112
2. Контроль сбросав...................................113
3. 1 фоектпрование факельной установки . . 4. 114
4. Эксплуатация факельных установок ... . 116
Глава VII. Снижение шума, создгваемого факельной уста-
новкой .............................................. ... .120
1. Шум и его последствия . . . . . . . . . 120
2. Шум лрв сбросе газа..................................120
3. Шум при roperinn . . . ....................121
4. Глушители шума . . . .......................125
Глава VIII. Сброс газов из технологических установок без
сжигания . , . ...................132
). Сбросы нз предохранительных устройств ... 132
2. Меры безопасности при заоповоь i вьб росе газов' . 140
Глава IX. Безопасная эксплуатация факельных установок 142
J. Аварии на факельных установках...................... 142
2. Общие требования техники безопасности . . . . 147
3. Инертные газы ......................................148
4. йродувка факельных труб.............................156
5. Ирпыепеипе лабиринтных уплотните ген .... 162
6. Применение огиетреградятелей на факельных линиях 168
7. Водпные (жидкостные)' предохранительные затворы и
гпдрозатворы............................................170
8. Системы подавления взрыва . . ...... 173
Литература ..............................................176
ПРЕДИСЛОВИЕ
На многих крупных предприятиях химической, неф-
техимической и нефтяной отраслей промытченности
эксплуатируются факельные установки , которые пред-
назначены для сжигания образующихся при пуске обо-
рудования и в процессе производства некондиционных,
газов, дальнейшая переработка которых экономически
нецелесообразна или невозможна.
Сжигание сбросных газов на факельных установках
позволяет предотвратить загрязнение окружающей сре-
ды токсичными и горючими веществами.
Несмотря на относительную простоту факезьиых ус-
тановок. возможность аварии па ппх более вероятна,
чем на технологическом оборудовании .Это обусловлено
главным образом тем. что через открытый конец фа-
кельной трубы может попасть воздух, которым приведет
к образованию взрывоопасной смеси в фткельнон систе-
ме. Около открытого нонца трубы всегда имеется источ-
ник поджигания — дежурные горелки Это обустлвчива-
ет повышенную взрыво- и пожароопасность факельных,
установок и требует принятия ряда lexmmeCKiix и орга-
шьащюпннх мор, обеспечивающих безопасные условия
эксплуатации.
С увеличением единичных мощностей установок воз-
росли объемы сбросов, а вместе с тем п требования по
защите окружающей среды,
В последние годы выполнен ряд работ по изучению
причин аварий н созданию средств безопасности .Одна-
ко эти материалы не систематизированы и не обобщены,
что затрудняет их использование.
В предлагаемой книге впервые обобщены материалы
по обеспечению безопасности факельных установок.
В ней нашли отражение работы, проведенные в ГИЛПе
п других организациях, а также за рубежом. Оппсаны
инженерные решения и практические рекомендаипп по
проектированию и безопасной эксплуатации факельных
установок:
Все .замечания читателей, касающиеся данной книги,
будут приняты авторами с благодарностью.
И. И. СТРИЖЕВСКИГ1
А. И. ЭЛЬНАТАНОВ
ГЛАВА 1
ГОРЕНИЕ ГАЗОВ И ПАРОВ
1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
Горением принято считать быстро протекающую хи-
мическую реакцию, сопровождаемую выделением тепла
и света. В обще случае газовая систем а, спосо 61 ая
к горению, состоит из горючего вещества и окислителя,
которые в процессе горения взаимодействуют одно с
другим. Исключение составляет горение некоторых одно-
ком понситных систем, также обнаруживающих способ-
ность к воспламенению и горению. Например, вврывнон
распад ацетилена и его гомологов, pavm д озона и др.
Горение или распад веществ является прежде всего хи-
мическим процессом, сопровождаемым образованием
в зоне горения активных центров, таких, как атомы и
радикалы, а также увеличением температуры. Поток
тепла и активных центров инициирует химическую реак-
цию в следующем слое и т. д. Таки;, образом, распрост-
ранение зоны горения по смеси обусловлено тепло- и
массоперенэсос1 Поэтому горение в о бцем случае необ
ходцмо рассматривать как сложный физнко-хнмтескнй
процесс, скорость которого определяется интенсивностью
протекания физических н химических процессов.
В практике еждгания сбрасываемых газов встреча-
ются два вида горения', гомоген ное и диффузионное. При
сжигании газов на факельных установках наиболее рас-
пространены процессы диффузионного горения. В этих
процессах все реагирующие вещества находятся в гаао
вой фазе,но предварительно не перемешаны, и процесс
смешения происходит одновременно с процессом горе-
ния. Скорость горения определяется скоростью смеше-
ния компонентов. Поэтому механизм горения газа удоб-
нее рассмотреть для гомогенной системы, состоящ ей хэ
предварительно неремешанных газов.
Горение гс.’огенпых смесей может протекать в виде
самовоспламенения, дефлаграционного («медленного»
е дозвуковой скоростью) горения в детонации.
Самовоспламенение можно представить следующим
образо>1. Пусть некоторый объем горючей газовой’ смеси
заключен в сосуд, ci емка коюрого нагреты до опреде-
ленной температуры. Если теплоотвод через аеикн со-
суд превышает текло выделение в результате медлен-
ной реакции, то смесь пс будет разогреваться. Цзедель-
Е1ЫМ случаем стационарного прокчеапия реагцш г являет-
ся равенство количеств тепла, выделяющегося it отводи
.мого в едипрду времени. При пренышешш скорости теп-
ловыделения над скоростью «вплоотвода температура
смеси превышает температуру сосуда, а эю приводит
к увеличению скорости реакции и, следовательно, тепло-
вк ic ленда. В агад случае процесс становится нестацио-
нарным (самиразгопяшшпмея) и происходит самовос-
пламенение смеси.
Темпер, уру, при которой скорость выделения тепла
превышает скорость отвода тепли* в окружающее прост-
ранст во, пазынают температурой самовоспламенения
Состав горючей смеси является основным фактором,
определяющим температуру самовоспламенения. Для
одной и той иче смеси температура самовоспламенения
является функцией давления, Кроме того, температура
са. (оваспламенешгя в большой степени зависп т от осо-
бенностей способа ее определения, формы, размеров и
.laTcpnaia сосуда, а также от физических свойств газов,
например о г коэффициента теплоотдачи,, поэтому ее
нельзя рассматривать как физико-химическую копстап-
гу. Этим обусловлены наблюдаемые расхождения в оп-
ределяемых температурах са - >воепламенеппя
При определении температуры. самовоспламенения
следует стремиться к тому, чтобы условия, в готорых
проводят опыт, были близки условиям производственны 1
процессов, для которых определяют этот параметр
Для дефлаграционною горения характерны: образо-
вание узхон зоны (Q( —1,0 мм) химической реакции
(фронт плалепп) . которая разграничиваем исходные ве-
щества и продукты сгор-шпя; малая (дозвуковая) ско-
рость распространения пламени по сравнению со скоро-
стью исходной смеси. При дефлаграционном горении он -
ределяюпгее влияние па скорость ллаъ гни оказывают
процессы дпффу- яп и теплой едачп; крох ! того, ско-
рость пламени зависит от параметров состояния вещест-
ва я аппаратурных условий.
Диффузионное факельное горение, скорость которого
поцкомыо определяется скоростью обрааовапия горю-
чей смеси, в значительной мере зависит or степени тур-
булентное га ню-воздушного пот <ка . С гевепь тур у-
леитпостм в свою очередь зависит от скорости потока и
от способов смесеобразования.
При воспламенеипп горючей смеси п длинно!! трубе
образовавшееся плаля движется с нарастающей скоро-
стью. Это объясняется увся тченпем поверхности илдме-
ни. обусловленным турбулизацией потока в результате
расширения продуктов сгорания. Горючая смесь перед
фронтом пламен! сжимается, что сопровождается по-
вышением температуры и приводит к увеличению ско-
рости горения в сжатой смеси. Перед фронтов и'вмени
возникает волна сжатия, которая н свою очередь турбу-
лнзууг горючую смесь, и т. д. Каж дс. ; новому прираще-
нию скорости горения соответст вует новая вптна сжа-
тия. Волны сжатия сливаются и образуют ударную вол-
ну. При определенных условиях во фронте ударной ноч-
иы происходит самовоспламенение горючей смеси.
Устойчивый комплекс, представляющий собой удар-
кую волну и зону химической реакции, называекя де-
тонационной волной,а само я вление —детонацией .Д е-
тонация характеризуется высоком стабильностью скоро-
сти распространения зоны химической* резкшл (ско-
рость детонации) и малой чувствительностью к измене-
нию параметров состояния вещества и annapaiypnux ус-
j эвий. Распространение детонации обусловлено воздей-
ствием ударной волны на смесь, приводящим к ее быст-
рому нагреву и самовоспламенению .Скорость детонации
газовой смеси в широкой гладкой трубе слабо зависит
от диаметра -фуоы. начального дав.' пня и температуры,
а также от скорости процессов тепло- н массообмеиа.
Она определяется тепловым эффектом реакции и сост>
вс< смеси. Скорость детонационной волны в газовых
смесях составляет 1,4—3,5 км/с. Д.ища преддегонациои-
1юго участка, т. е. расстояние-от точки захигапия до ме-
ста возникновения»детонации, определяется в основном
отрезком пути, необходимым для развития пограничного
слоя п турбулизации газа в волне сжатия. Преддетона-
чпониое расстояние уменьшается с увеличением давле-
ния горючей смеси и возрастает с увеличением дчивы и
диаметра трубы. При большой длине трубы перед фрон-
том пламени имеется большой объе., едча, что замедля-
ет рост давления и температуры свежей смеси при под-
жатии се продуктами сгорания.
Необходимым условием для детонации горючей сме-
си является полное иля почти полное ее сгорание в зона
химическом реакции, следующей за ударибд волноЧц1
Легче всего детонация возникает в трубах при сгорании
CMfcccfi ацетилена я водорода с кислородом или возду-‘
хам, смесей углеводородов с кислородом, а тацже при.
взрывном распаде ацетилена.
2. ПРЕДЕЛЫ ВОСПЛАМЕНЕНИЯ
Горение газовых смесей происходит в определенной
области концентраций компонентов смеси. Макснмаль- j
ные и минимальные граничные концентрации горючего!
ксх юнента в газовой смеси, при которых смесь чокет.’
воспламениться, называются соответственно верхним nil
нижним концентрационнь ми пределами воен изменения
(ВИВ и НПВ). Распространение пламени шановится
невозможным, если температура горения оказывается 1
меньше эффективной температуры воспламенения. Тчг
кое явление наблюдается вне концентрационных преде-
лов воспламенения и обусловлено мчи недостатком го-
рючего, или недостатком окислителя.
С повышением температуры пределы воспламенения
несколько расширяются. С увеличением давления пре-
делы воспламенения также расширяются, причем ниж-
ним предел сдвигается незначительно, а верхний во мно-
гих случаях сдвигается на существенную величину'.
В производственной практике для сухсеиня пределов
воспламенения горючих смесей вводят добавки химичес-
ки инертных веществ — ф.тегматизаторов. -Действие
флегматпзаторов тем больше, чем выше их удельная
теплоемкость. При введении флегма газирующей добав -
кп существенно уменьшается верхний предел воспламе-
нения, нижний предел возрастает незначительно.
Если горючий газ состоит из ряда простых горючих
ко. пюнентов, то концентрационные пределы восплаиене- ‘
ния можно приблизи1ельно определить по формуле Ле- '
Шателье.
Формулы для определения пределов аоснламеяеыпя 1
снеси горючих газов с воздухом имеют вид
10
НПА =
ВПВ =-
100
(1.1)
(1.2)
НПВ1 НП0а •г нив,-
ТОО
-Ъ ц_ ,_____ «•<
ВПВа ВПВз ВПВ/
rie -Y. — содержание горючего га- i □ смеси (без добавления воз-
духа). % (об.).
3. ПРЕДЕЛЫ ДЕТОНАЦИИ
Детонация газовой смеси возможна тогда, когда ско-
рость сгорания настолько велика, что реакция заверша-
ется пли почти завершается во фровте волны, а количе-
ство выделяющейся анергии достаточно для поддержа-
ния стационарной ударно! волны. При некоторых кон-
центрациях горючего (нижний и верхний продеты) ско-
рость реакции п тепловыделение уменьшаются, а шири--
па эоны реакции возрастает, что в р вводит к увеличению
потерь энергии. Пр« этом уменьшается скорость движе-
ния детонационной* волны в снижается теь. тер а тур а
сжимаемой смеси во фронте ударной волны, п распрост-
ранение стационарной детонационной волны становится
невозможным. Концентрационные пределы детонации
расширяются с ростом давления. Они уже, чем пределы
воспламенения.
4. ТЕМПЕРАТУРА И ДАВЛЕНИЕ ПРОДУКТОВ
СГОРАНИЯ
В соответствии с законом Гесса, температура горения
зависит только от начального п конечного состояния ве-
ществ.
Если окислителем является кислород воздуха, то
температуру горения т. е. температуру продуктов
сгорания, можно определить пз уравнения
Псг<2« = % <1 + ava) (Tv — Т„) (1.3)
где Qa~t взшая теплота сгорания горючего;
fficp—средняя теплоемкость ародучтов сгорания в да. яааоне
темпера?! р Та — Тг;
а — коэффициент избытка воздуха;
v,. — eTextnj,4eipj>4Liiiiit колфф(1)1к*1|Т. показывающий, к> <ое га -
дичесию икпезлтеля требуется для стехиометрического
ся'кг.чикя I кг юрючего, кг:
Га —илчадыыя температура нежадных веществ;
|)гг — коэ([кЬ|(цпет1т полноты сгорания;
i.+<xv,j—количество продуктов cropai и ' образующих? я ш1 кг
горючего, кг.
В расистах начальные температуры воздуха н горо-
чего принимают одинаковыми п пренебрегают разно-
стью их теплоемкостей. Среднюю теплоемкость рассчи-
тывают по составу охлажденных продуктов реакции. По-
скольку с,.ср —f(Tr). расчет ведут методом последова-
тельных приближении. В этих расчетах пренебрегают
завис1мостыо теплового эффекта .от температуры и от-
клонсияем деистьптетыою состава горячих продукта
crop а п in от состава охлажденных проектов .рассчигаг -
ного по стехиометрическим формулам.
Для ориентировочного одредетения температуры ю -
рения можно использовать формул1
Tr=T.H-Q.'cPi.p« (1-4)
где Q— тепловой <ффскт ыпшмескгЛ реакции;
т — масса о-.муккж
Необходимо учггыь» но при высоких значениях
Тг равновесный состав продуктов сгорания может суще-
ственно отлпчалься от состава холодных продуктов.
При сгорании без измерения сбъема конечное давле-
Hie можно определить на уравнения состояи1я газовой
смеси
пи
Рг'Рп •- r'riilll/V’u.Uiip
U.S)
Pi 'P.i — Тг'Ър/ПЛг
(I 6)
1де ih и Г, —;i3'o.'7.4ue дли. еле и тс, ’р.тгурл гид;
.11, и v,i —мо-хг «гарпия масса и число молей псхохиой cieui;
Uii,i “ Vip — молекулярная лесса и число моле'* гаи абризныч»
продуктов;
Рг и Г, — дааш 'с и температура при горе и ж п закрытом
объеме.
Во многих случаях М</Мар i.th v^j/vr* оказываются
величинами, блчзкичи единице. Поэтому конечное дав-
ление оказывается прямо пропорциональным темпера-
туре юреиия.
Ц. НОРМАЛЬНАЯ СКОРОСТЬ ПЛАМЕНИ
Скорость движения фронта пламени относительно ис-
ходно» смеси, измеренная по нормали к его поверхнос-
ти. представляет собой константу для горючей спеси
данного состава при заданных давлении и температуре.
Эта скорость называется нормальной (фун^менталь-
ной) "скоростью распространения пламени «и. Нормаль-
ная скорость является минимально j скоростью распро-
странения пламени. В идеальных условияхф ронт пламе-
ни должен оставаться в покое при продувании через него
горючей смеси в направленн г. нормальном к поверхно-
сти фронта, со скоростью, равной нормальной скорости
пла* енп. При меньшей скорости движения горючей сме-
си пламя будет двигаться навстречу потоку, при боль-
шой скороста должен происходить срыв пламени.
Скорость движения продуктов сгорания иР связана
с нормальной скоростью пламени простым соотношением
«г = и.Тг/Тн (1.7)
Обычно Тг в 6—10 раз больше Т„, поэтому в ряде
случаев скорость движения продуктов реакции в 6—
10 раз больше нормальной скорости распростраигния
пламени.
6. СКОРОСТЬ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПЛАМЕНИ
Если направление движения газа не совпадает с нор-
малью к поверхности utauetiu, то скорость распростра-
leitHi пламени подчиняется двгм законам; закону коси-
нуса для плоского пламени и закону площадей" для ис-
кривленного пламени.
Скорость распростраиенця пламени равна порма.гь-
иои скорост!, деленной иа косинус ггла менаду нормалью
к поверхности пламени и направлением газового потока
^г'л =*
COS'Z
В соответствии с законом площадей скорость горе-
ния пропорциональна его поверхности
»пл=«нР/5 (1-8)
где F—пол: ая поверхна.-ть фронта пламени;
S — площадь поперечного се< еияя труби.
13
Таким образом, чем больше поверхность фронта пла-
мени, тем больше скорость его распространения. Суще-
ственное значение имеет наличие поджигающей точки,
в которой обеспечиваются условия для начальною под-
жигания смеси. От скорости потока и, в котори движет-
ся поджигающая точка, зависит только наклон фронта
пламени по отношению к вектору скорости: угоэ накло-
на будет тем меньше, чем больше (w-|-u)/nh, где а» —
скорость поджигающей точки оттюептельно стенок.
7. ПРОСКОК и ОТРЫВ ПЛАМЕНИ
Устойчивый процесс горения в горелке возможен
лишь н определенных, не слишком широких пределах
скоростей истечения. Если скорость истечения горючей
смеси в сдое, прилегающем к стенкам трубы, окажется
больше скорости воспламенения ,то ядро пдимсяп отор -
вется от среза горелки. Пламя может проникнуть внутрь
трубы, если толщина сдоя гори чей смеси, в котором ско-
рость истечения меньше скорости восяаамененпд не
слишком мала. Явление проникновения пламени внутрь
трубы и распространения горения навстречу движению
потока газа называется проскоком пламени или обрат-
ным ударом пламени.
В случае диффузионного сгорания также наблюдает- *
ея явлоипе отрыва пламени, тогда как проскока пламе-
ни пс происходит, что обусловлено ра дельной подачей
газа и воздуха. При диффузионное сжигании на факеле
проскок пламени возможен только в случае подсоса воз-
духа в трубу и образования в ней горючей смеси.
гл ли Л II.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
О ФАКЕЛЬНЫХ УСТАНОВКАХ
Па многих предприятиях химической и нефтехим I-
чсскои про. ы тленности эксплуатируются факельные ус-
га нонки для сжигания газовых выбросов, технико-эконо-
мическое использование которых нецелесообразно. Обыч-
но к газовйм выбросам относятся некондиционные газо-
вые смеси, в состав которых входят углеводороды, водо-
род, окись углерода, ацетилен и другие газы, образую-
щиеся при пуске производства, аварийных остановках и
нарушениях технологическою режима. Количество и сос-
тав сбрасываемых на одну факельную’установку горю-
чих и токсичных газов могут быть всеьма различными.
Сбросы токсичных веществ также направляло г
па факельные установки. При сбросах без сжигания да-
же небольших количеств таких [азов мо<уг создаться
недопустимые санитарные условия в близлежащей зоне.
Например, при сбросе через трубу высотой 33 м газов,
содержащих 10 мг/м3 окиси углерода, радиус опасной
зоны составит 330—660 м.
Все это обусловливает высокие требования к конст-
рукции факельной установки, которая должна обеспе-
чить полное ежнганве гаэорой смеси без дымо- н саже-
образования.
1. ТРЕБОВАНИЯ к ФАКЕЛЬНЫМ УСТАНОВКАМ
К факельпь установкам предъявляют следующие
требования:
полнота сжигания, исключающая образование альде-
гидов, кислот и других вредных промежуточных продук-
тов;
сжигание, исключающее Образование дыма и сажи;
устойчивость фак .а прн изменении расхода и сос-
тава сбрасываемых газов;
15
безопасное воспламенение;
отсутствие яркого свечения;
бесшумность.
На химических и нефтехимических предприятиях но
стоянио сбрдсыва<^ ые горючие и горючетоксичиые газы
и пары (из технологического оборудования п коммушь
кадий, а также сдувки пл предохранительных клапанов
и других предохранительны^ устройств) направляют на
сжигание в факельную установку, если эти сбросы не-
возможно использовать в качестве топлива в сп ецпаль .
пых печах пап котельных установках .Кроме то го, на фа-'|
кел направляют также горючие и горючетоксичиые газы I
и пары в аварийных случаях, в период пуска оборудова-
ння в работу, при • тановках оборудования на решзгг и I
наладке технологического режима (периодические сбро-у
сы). *
?. ТИПЫ ФАКЕЛОВ
Стационарные факел*! можно классифицировать в
зависимости oi скорости потока, которая оказывает зна-
чительное влияние па процессы горения [1]. 11 яамена
можно разделить на ламинарные в турбулентные .Ламч-
парное горение наблюдается, например, в горелках Бун-
зена, кухонных горелках п т. д. В промышленных уст-
впях нее процессы сгоранвя протекают в турбулентной
области, что обусловлено большими скоростями потока. :
п значительными размерами установок. Критерием тур-
булентности служит, как известно, число Рейнольдса
(Re), зависящее от скорости потока, диаметра н кинема-
тической вязкости газа. Переход от ламинарного к тур-
булентному движению характеризуется критический зна - ,
чением ReHf. Так, при Re<2320 течение обычно является
ламинарным, ikjb ому данную область значений Re па- |
зывают областью устойчивого ламинарного режима тс- I
ченпя. При Re>2320 чаще всего наблюдается турбу- ]
лентпыв хар^сгер движения. Ощако прп 2320<Re<
<10 000 режим течения еще пеустойчцр. турбулентны! i |
(эту область изменения значений часто называют пере-
ходной). X отя турбулентное движение прп таких условп- |
ях более вероятно, но иногда при этих значениях Re i
может наблюдаться и ламинарный поток. 7 цць при I
Re>10 000 турбулентное движение ct ановптся устбпчи- '•
вым (развитым).
16
В *ависимости от характеру пос-туплеиия к юрючс-
tv rasv кистпрода (виздуха), необходимого для сжига-
ния, факелы подразделяют на факелы Бунзена (сжига-
емый газ । воздух предварительно смени я аются вне за
пи горения, п в горелку поступает уже готовая смесь) и
диффузионные .которые иногда называют предваритель-
но ь'л” длинными. В этих факелах смешение горючего
ta*a и воздуха достигается диффузией; кислород соеди-
няется с горючим только в, момент горения. Процесс го-
рения определяйся скоростью смешения горючего газа
с воздухом; скорость же химической' реакции играе г не
и* чin ел ь ную роль. Z\
На" практике >гут встречаться и лере.ходиъю формы
факелов: в слуме частично перемета и нойХмес&.и^\го-
реппн образуется внешний диффузионный хЬачел,
рык недостающий кислород поступку из &(од\м^'гу.цёнх
среды. 7 С
Факелы с предварительным тмсшениелК '
Примером предварительно смешанного факела
шея факел, создаваемый я широко известной бунзепцаг*
екиЁ горелке. Последняя представляет собой вертикаль^,
ную грубку, к нижней/ концу которой'подается 10рючп“п'
газ. Поток газа засасывает воздух в грб у. П ротекая по
трубке, газ и воздух перемешиваю гея, и нз верхнего кон-
ка трубки вытекает однородная горючая смесь. При под-
жигании струн образуется характер! тын факел.
Горение смеси происходит во ф| юнте ламинарною
пламени, имеющем коническую форму. При a<i (а —
коэффициент избытка воздуха) в этом фронте расходу-
ется весь кпезород, содержащийся в топливной сиссн.
Догорание остатка горючего происходи? во внешнем фа-
келе, проникновение кис юрода в который обеспечивает-
ся диффузией его из атмосферы.
Нижняя точка бунзеновского конуса яэлясягся под.си-
гающей п с ее помощью осуществляется стабилизация
пламени. Пламя можно стабилизировать н другими спо-
собами, например поместить в ламинарную струю го-
рючей CiliPCll кольцо нз толстой проволока.В этом сзучае
буизеповскни конус будет сдержаться?* за зону затормо-
женного проволокой потока.
При постоянной скорости истечения п равномерном
распределении газа по сечению отверстия горелки молс-
17
на определять длину ламинарного факела по уровнем <
где I —длина факела: •
/I — < иамстр сопла;
ш и и/—скорости потони и горзнпя.
Длина факела пропорциональна диаметру сопла d й
отношению скорости потока к ламинарной скорости Гог’
рения &lut.
При небольшом недостатке воздух-1 факел являете^
очень коротким, при значительном недостатке или из-J
бытке воздуха он становится длиннее. С уве.шчеппем*
скорости истечения длина факела возрастает. В счучаг*'
. (алого заат ния ко_фф пциента избытка ‘ воз* уха тд
предварительно смешанным факелом, образуется ддффу -
знойный факел, в который рездух поступает из окруя-аю-*
щен среды.
Длину турбулентного предварительно с сешанного
факела рассчитывают ио то’1>' ;ке уравнению, но вместо ,
ламинарной - используют турбу.ге иную скорость горе-
ния lit _________
'-41/В1-
где
щ=О,|&/^-2СВеа’2'* (II Л)'
По этим формулам можно рассчитать длину и других
видов стабильных факелов, если известны распределен
пне скорости потока и турбулентная старость горения .
Диффузионные факелы
Как у>це говорилось, в диффузионных факелах, сме-»«
шение горючего и окислителя обеспечивается их моле-|
кулярпой пли тур (улентно иди ф$уз гей. Процесс горения’
определяется главным образом скоростью смешения га-'
зов, а не скоростью химической реакции.
На рис. IIЛ показана завпси’.ость длины газового
факела, выходящего из отверстия в окружающую среду, 1
от расхода (скорости выхода) газа. Как видно из рисун- ;
ка, после переходи ой зонд в которой поток из ламинар-
ного становится турбулентным .длина вл амеин стй пли--'
зируется.
18
Рке. H-I. Заиисиаосгь дл«-
н чиффезпапшго факел»
1П спорости яыхода газа:
j__ч^го .ia,*i»iv .ыал область;
•-ч, .i.-CIfVt-Ofi.
Pjr.txiJ
Большая разность плотностей продуктов сгорания и
ок1»ь.какнце1-о воздуха обусловливает появление подъем-
|u-i силы, которая способствует быстрому (импу.тесво-
Mvj увеличению массы факела (в результате значитель-
но1,п подсасывания воздуха) и уменьшению его длины.
С Ес-сышеппсЛ! скорости истечения горючего газа и упс-
дочишем силы инерции струп влияние подземной силы
па длину факела уменьшается. Такая картина наилюда-
eiri при использовании сопла с хорошим округленным
выпускным отверстием. При выпуске газов из трубы вли-
яние?* подъемной силы можно пренебречь. Расчетные
данные показаны на рис. II.I штриховой лшшеп.
При расчете длины лаиигарйых диффузионных фа-
келом можно исходить из соотношений для выходящих
свободных -.ампнарных струп. Если в уравнение для рас-
чета концентрации на ос г ламинарной струп ввести сте-
хиометрическую концентрацию газообразного горючего
и решить его относительно продольной координаты, ко-
торая является длиной факела, то получим
l/d = 4(1 + Lnun) Rej (11.4)
гик t — ячпна факела;
if—ди» тетр RUKMiRiro отверстия;
Л — чоетоииаая веичииа (для природ ого гтаа 4=0,018);
— лшпиально необходимое количество воздуха;
Нес — число Рейнольдса.
Поскольку в критерий Рейнольдса скорость входит
в верной степени, длина факела липет'кю возрастает
с уцелпчеплем скорости выхода снеси.
Для практических расчетов можно пользоваться вы-
ражением
„ /-а(1+£т1п)и (п.5)
где I — капичестао газа;
В — йньчиаи пощади ая пел!чнаа (д<я метана 3=0,38).
10
Это выражение получено умножением обеих чаете
уравнения (II.4) на диаметр выходного отверстия. Иа
уравнения (II.5) следует, что длина ламинарного диф<‘
фузионного факела пропорциональна расходу воздуха
и газа, а при постоянном расходе газа не зависит от ди
а метр л выходного отверстия. Для расчета длины плар
меня турбулентного диффузионного фа ксла можно ж
нользонлть уравнение |
/-Ы<| <«Ч
где Л1и, JfP — молекулярные iccu воздуха и газа, кг,Лвдоль; Л
Тц. Т„ — с^шняя темпера гура пламени -j температура гаад, K?j
В соответствии с уравнением (11.6) длина факела
пропорциональна диаметру выходного отверстия, мпшь?
мально необходимому количеству воздуха и квадратно!
му корню из отношения молекулярных масс и темпера-»’
тур продуктов сгорании и сбрасываем лх газов. Козффи-1
циент k зависит от отношения плотностей горючего газа
и продуктов сгорания (для природного газа 6=6,3).
Для юрелок со сложным расположение!! сопла и го-
релок с параллельным потоком следует учитывать фак-)
тпческое распределение массы сжигаемого газа и плот-а
пости импульсного потока. *
Длину верт 1ка.1Ы1Ого диффузионного факела в слу-
чае действия подъемной силы можно рассчитать по трав- .
непшо
G^O.HWr'0’2 <IL7|
где /л — листа факейас водызд эп сялоЖ к
I—дина факета, рассчшывасмая го . аешю (IIS)’, 4
Frr—.юдифпцнровапный критерий Фруда: при Fr<35-l(ri
он равен
UP Г ра tPrJ'a
"V' = V У f 0,-^т-тл "|в'|
’ -спорость газа, м/с;
й — ускорение силы тяжести, м/с2; i
d—диаметр трубы, м; i
□в « р<—пчотноегь воэдука п газа. кг/м3-, 1
с,, ц п с, г— теплоемкость воядуха п газа, Дж<г(кг-К); '
Ти п Тг— гемперагура «вадуха и газа, К,- <
<2г—теплота сгораюя газа, Дж/Йг. J
20 1
з. КЛАССИФИКАЦИЯ ФАКЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК
Факельные уыамовкп могут быть в составе отдельно-
го производства, цеха ii.hi тсхпозогпческоп установки
плп к составе всего предприятия. По лому признаку*
п.\ можно разделить па цеховые и объединенные факель-
ные истановки предприятия. На обше.заво. 'хие факель-
ные установки сбросные газы поступают or нескольких
цехов. Составы этих сбросов должны быть примерно
одинаковыми и не должны содержать кс» юненты, взаи-
модействующие одни с другим. Например, недопустимо
смешение двух сбрасываемых гадов. один из которых
содержит двуокись углерода, а другой’ аммиак, так как
в этом случае в трубопроводе будет оз.чипттся двуугле-
кислый чммопип.
По месту расположения факельной горстка факель-
ные установки разделяют па высотные и наземные. В вы-
сотных факельных установках факел ьная горелка распо-
ложена в Bcpxi ieii части факельной трубы; продукты
сгорания посту! laior сразу в Атмосферу. В наземных ус-
тановках горелка расположена на псоолыиом расстоя-
нии от земли,а продукты сгорают отводятся.в атмосфе-
ру через дымовую трубу.
При выборе типа факельный установки следует учи-
тывать- возможность токсического действия сбрасывае-
мых газов. Газы, которые уже при пег (ачптеЛыимГ кон-
центрации представляют опасность {например, серово-
дород, окись углерода, пптрозные отрабозапные газы
и др.) нужно сжигать в высотных установках, позволяю-*
щнх при погасании иламени в течение короткого времени
безопасно отводить их в атмосферу. Особые меры без-
опасности требуется принимать при сжигании углеводо-
родов в наземных факельных установках. В этом случае
факельную горелку устанавливают в чашу высотой**око-
ло 2 м и организуют постоянный контроль состава со-
держащегося в ней газа, чтобы предотвратить вытекание
углеводородов в окружающую среду.
Для исключения опасности воспламенения газов п
пэров, выделяющихся из предохранительных Папанов и
технологических установок, а «акже вредного воздейст-
вия нл персонал теплового излучения иламени вокруг
факельных установок предусматривают свободную зо-
21
иу. Обычно для наземных факельных установок треб®
с-гея свободная эона радиусом не менее 50 м, а для вы)
сотых — радиуса» 30- -40 м. -1
Высотные факельные установки можно разделить н|
средние (4—25 у) и высокие f >25 у.) [2]. В иекотори
факельных установках высот а'факельной трубы состав .
ляс-г Я0—120 м.
В практике SKcirryaianjni неф г елерсряЗагывающи
п нефтехимических предприятий при пеня ют сл^дующи
факельные установки [3]
низкого давления — для обслуживания цехов и уста
цовок, работающих под давиенпеа до 0,2 .НПа;
высокого давления — для обслуживания цехов и у (J
та повой, работающих под далчевмем выше 02-\Ша;
локальные аварийные — для обслуживания уста но
вок, работающих под низким давлением, исключающий
прием газов в газгольдер, а также для сжигания сбра<ы!
вае.мых газов, содержащих агрессивные газы Т
На большпнстье нефтехимических предприятий деи-1;
ствуюг одновременно факельные установки илзкою ц’
высокого давления. Факельные установки низкого давлен*
пня практически обслуживают установки дегидрировА
нпя углеводородов в аварийных случаях. Следовательно!
они играют роль локальных ч. 1рпйных факельных .ус -1
ганонок. |
Газы, сбрасываемые в факельные установки, .пред-1
приятия, могут сильно различаться по . лекулярнойА
массе, температуре, давлению и содержанию воды. По*а
этому целесообразно отделять холодные сухие иарьЫ
(обычно под высоким давлением) от бозсе теиэых вля
госодержащих паров низкого давления дая предотвра-
щения обледенения и закупорки разгрузочных трубопро-Г
ВОДОВ. I
Сухая факельная установка предназначена для pal
боты е сухими парами углеводородов молекулярной мас-
сой менее 45 при температурах ниже 0 СС. Главный кол-
лектор такой установки оканчивается сепаратором, ко-
торый оборудован испарителем. Испаритечь служит для
удаления жидкости,которая может скапливаться в сепа
* Сероводород и другие агрессивные газы, при ежт гания ьото.,
рых поэм'' но образование ьреллых вешеств, должны подвергаться,
лреднартыьиой о летке
22
раюре при пуске установки. В качестве сепаратора пс-
„□льзуют горизонтальный сосуд с впускным п выпуск-
ным патрубГЕ* 1 в верхней чаегч, в которой происходя г
сбор 11 отлезшие содержащейся в парах жидкости перед
их пиС!тпленп< 1 а факельную систему. Он служит так-
же в качестве емкости для быстрого опорожнения «ид-
кос rut ik дренажных коллекторов.
Мокрая факельная установка предназначена для
работы с горячими газами, содержащими водяные нары,
а также тяже тыс углеводороды Эта факельная установ-
ка окэпчивается отдельным сепаратором, который дол-
жен. быть оборудован откачивающим устройством авто-
матического или ручного действия для удаления жидкос-
ти, конденсируемой" из паров.
Ко эжекторы факельных,установок должны иметь по-
стоянный уклон в сторону сепаратора без ловушек it.,
карманов, в которых может сктиливаться жидкость. Ес-
ли установка ловушек неизбежна, то в каждой низ ко п'
точке необходимо установить сепараторный горшок.
Факельные установки мотут быть периодического
дейгтапя и полюя/ *,э действующими. При период!ве-
ский работе факельной установки отдельные периоды
мшу» составлять несколько суток и более.
По месту расположения факс юные установки де-
лятся на oi дельно стоящие (па расстоянии десятков пли
сотен метров от сооружений и технологических аппара-
юв) п размещенные ни технологических установках, ан-
парашх плп вб.щзи них
Как правила к последней группе относятся периоди-
чески действующие цеховые факель 1ые установки. До-
поллпсльные затраты на коммуникации для отдельно
стоящих факельных установок зкоиочп чески оправданы
Юльки в условиях их постоянной Jtcn.i уятании Преиму-
ществом отдельно стоящих факетьных. установок явля-
ется их меньшая высота и меньшая вероятность повреж-
дения основного технологического оборудования в слу-
чае аварии на факел ьной установке.
При выборе места расположения факельной установ-
ки следует учитывать три основные-опасности: радиацп-
онцо-тспловое воздействие пламени на персонал п о (а-
рудованпе; пскрообразованпе; возможность воспламе-
нения отдельных очагов взрывоопасных сцессй с возду-
хом, образовавшихся при-утечке горючих газов.
М
4. СОСТАВ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ
ФАКЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК
В состав факельной установки обязательно входя]
факельная труба (ствол), трубопроводы сбросных юзоя
спсгеща зажигания и лаоТфннтиыи*'уплотнитель .' Криа*®
ме того, в фа1<&,пнуо v’(ranoBK\.o.ioFyi входить средевд
автоматизации п контроля, дренажный устройства .газ
гольдеры. коч.рессоры и пэсосы, ornenpei радитель, ги^г
розатвор.а та rite ноч-Ц ев к е для установки вспомсма
тельного оборудования . Пер иодцчсскн работающие ф| '
ксльные установки должны быть оборудованы электро^
задвитгахш qv.-чпым п.ш автомат «ческам включением/
при сбросе газов. 1 *
В производственно‘i практике применяют следующий
основные системы факельных установок [3]: |»
I) система со сбросом газов в факельный ствол
(рис. II.2). Сбрасываемы? газы нз трубопровода на«
прзвляют через сепаратор / на сжигание в факельную
трубу 2. Кондеистг пу.еецарчтора возвра щакп в пройди
водсгво пли сливают в канализацию. Факельную трубу,
оснащают дежурными горелках,: 3. к которым, подводит-?
ся топливный (природный) газ для соз гания дежурному
пламени. Схему с прямым сбросом газов па-флксльную
установку применяют в тех случаях, когда "(деление в'4
технологических установках недостаточно дла подачи
факельного г;*за в газгольдер или когда газы не подте- .
жат утилизации. а также тогд-ii, когда объем сбрасывас- |
мых из цехов или установок газов значительно превыша- а
ст объем газгольдеров. При такой схеме факельная тру-г
ба может быть смот-иров^ а на технологической ycia*- i
новке; 1
2) система для газов высокого давления с отборов j
факельных газов на переработку; или дли сжигания в ко-']
тельных установках (рис. 11.3). В таких системах газы,«,
постоянно сбрасываемые из техтолошческпх \’етановок |
поступают в сепаратор /, в котором опп освобождаются],
от конденсата. Основная масса углеводородного газа из ’
" При сбросе газов, содержащих большие количеств твердых
частиц и смолп-тчх веществ, лабиринтные уплотнители не устшав-
лшпки.
24
Рис. 11.2 Слепа факельной установки со сброса r-«soa в факельную
трубу:
1 - izva.ipjT р: ' ijjoeibt, tjjiSi: ‘ - Др xjpik» inpjdi. 1 isnant.i uc
rotro-v. а тдаивви«1ыы , ' — те awauuii v. 7 — <-4>zt Ш1« .•
vcrp’.^H : 4 —с *ч». S—{•’'ДГЧ « — TUrt Т-ч продали.- • ф лстьвнЛ
г»>-. !1 -сйрзе йрндслсг-м.
Рис. II.3. Схема факе тылы установки с сепаратором:
pen'. iin-kiuy F-
ссиаратора направляется потребители, например воз-
вращает ел на технологическую переработку или сжига-
ется в котельных установках В стгчае сокращения пот-
ребления газов пзиишек сбрасывайся в факельную тру;
бу ПК для зтого открывают регулирующий клапан о7
Чтобы предотвратить образование в факельной трубе
взрывоопасной смеси при попадании воздуха при пол-
ностью закрытом клапане 5 (при сокращении сброса
шзов из технологических установок пли увеличении по-
требления газов), в схеме предусмотрен автоматичес-
кий перепуск газов через регулирующий’’ клчиаи - /
Иногда па перепускном г 5 эпроводе вместо клапана 4
устанавливают калиброванную шайбу для обеспечения
постоянного расхода горючего газа через факельную
трубу-,
3) комбинированная система. Эта система’ разрабо-
тана Всесоюзны: иаучпо-псследова1е.ш.скпм п проект-
ным нистптутом нефтеперерабатывающей нромышлеп-
ччетп (ВНМИПИиефть). Этой системой (рис. 11.4) преду -
оогрсно поступление сбросных газов в факельную ус-
тановку па треи .основным линиям: газопроводам ннз-
-aro I 11 высокого II давлений л специального назна-
чёиня П'. Первые два газопровода взаимно заменяемы.
3 этой схеме возможно также включение газопровода
1П для сброса газов, давление которых недостаточно
для подачи их в газгольдеры, а также газопровода IX
для сброс.» газов, содержащих сероводород и другие
агрессивные газы \ эти газы направляют на сжигание
ь факельную трубу.
После отделения конденсата в сепараторах 2 газы
поступают в общий коллектор, а затем черев гидрозат-
зоры 1 одни из мокрых газгольдеров 1, который слу-
жат промежуточной емкостью (буфером), обеспечива-
ющей равномерную подачу газа низкого давления
(нршисрио до 4 кПа) потребителю. Мокрые газгольде-
ры используют и как смесители газов разных циклов
с раз. иными концентр алиями компонентов дтя вь ipaa
ннвачия п усреднения их. концентраций: п обеспечения
постоянного расхода выходящего из аппаратов газа.
При прекращении подачи газа из технологических от-
делений мокрые газгольдеры позволяют безаварийно
остановить производства, применяющие газ.
Газгольдер может быть вка чен в схему на «про-
ход- илп на «тупик». Нормальным является положе-
ние. когда газгольдер нс заполнен и готов к приему фа-
кельных газов.-При поступлении газов колокол газ-
гольдера поднимается, в при достижении им определен-
ного положения в-работу включаются компрессоры или
газодувки. Число одновременно включаемых газодувок
пли компрессоров зав лепт от высоты, на которую под-
нят колокол. При поступлени i газов в предельно за-
полненный газгольдер, т. е. кои . компрессоры не
справляются с откачкой поступающих газов, избыток
газа направляют па ежпга тие в факельные * трубы 9.
По и»срс опорожнения газгольдера компрессоры отклю-
чаются. При достижении колоколом газгольдера ниж-
него положения отключается послед шй компрессор.
Факельные трубы 9 сблокированы с газюльдерамп
гак, что при максимально допустимом верхнем поло-
жении колокола автоматически включается сброс пэ-
С*. сноску па с. 22.
27
быткя газов в факельные трубы, а -при опускании ко &
кола газгольдера ниже заданного предельного полон»
иля сброс на факельные трубы автоу ничсски прекиЙ
щается. Для предотвращения подсоса воздуха в ф|
кедьные трубы, что может привести к образована
взрывоопасных смесей, к факельным трубам подвод.и|
ей топливный гчз по алии4 Г//.К|гльс тоги, топ.шннд.
I.-13 подастся к дежурным горелкам. Для продувки га|
гольдеров и компрессоров претусмотренч подводи
инертного газа по линии VIII. я
После компрессоров п газодувок 7 гтз через, воя
душный холодильник II и отбойник конденсата 4 щг
ступает в заводскую сеть неочищенного газа V . Дм
сбора конденсата нз газгольлеров имеется емкость 5д|
которой конденсат по линии VI откачивается пасосаш
Я для дальпе11Шего использования. |
На рис. 11.5 ирпнедиг, технологическая схема типа
вой факельной установки, разработанной институток
Гипрофозпефгь [3]. Поступающие в факельную усга
иовку газы освобождаются от конденсата в отбойника;
конд-исата (сепараторах) J и направляются чибо f
газго,- »дер, подключенный па «тупик° .либо во всасе?*
вающую линию компрессоров через аккумулятор гЛГ
за 2. Есцд емкости газгольдера и мощности коча росса4
Jia недостаточно д,»*: приема газа, то его направляют п|
аварпйнуа ([якельную установку для сжигания . Дл!
отвода газогого конденсата из факельной установку
предусмотрены насосы 11. ।
Ленгппрогазом выполнен проект факетьнов устав'
новкп для нефтеперерабатывающего предприятия зац
лпво-маслякого профиля мощностью 15—20 млн. 1
кефтл в гот. Принципиальная схем аф акелыюп .усад*
ловки приведена па рлс. П.б [3]. |
Углеводородные газы, сбрасываемые из технолог г|
веских установок л парков сжиженных газов, по oti
дельным трубопроводам, поступают в сепараторы/ да ’
отделения конденсата. Из сепараторов юз направляет®
в газгольдеры 6, подключенные *на проходу, а коим'
деисат поступает в емкость 9.
Если количество сбрасываемого газа превышаем
расчетное, а газгольдеры уже заполнены, то газ лэ сеч
нараторов /. минуя газгольдеры 6, направляют на ежи 4
ганне л факельную трубу 11. Из хазгольдеров б га^
S3
{iQ^OTI
J J
Рис. 11.6. Принципиальная технологическая схема факельной системы
Леигипросаэа:
от тс.-'нолол/чеекит уставом*; /7— газ от пари ся/ижиппых гвзоп;
{, — Г,1Э от уст.тногюк К41тал|ттцг|сского крекингу- /I'— ;вз в топливную сеть;
1 — газоиыр конденсат на переработку; I. 7—сепараторы; 2, 3, 3, — сбор
"пки конденсата-, 4 -компрессоры-, 5 — юндеисаторы-хслодилыптп- . б —газ
польдеры; 10 — насосы; II — факельная трубв.
подается в колгпрьссоры в коъорых сжимается
давлении 1,6 МПа. Скалли ia.« охлажгдется п 1ОДэд
них копдсисвторвх -холодильниках 5. частично конд|
сируется н поступает л сепараторы 7 для отделения i
аа or конденсата. Из сепараторов 7 газ направляет
на очистку от сероводорода, а затем в поп хинную се
знвода. Конденсат из сепараторов 7 поступает в сбт|
ник конденсата 8. Газовый конденсат выделяется |
только а сепараторах 1 п 7, но и в гпдрозатгорах га
гольдеров, трубопроводах факельного газа перед ка
прсссорамп, после первой ступени сжатия компрсед
ров. Из гидре- твора конденсат поступит в подземн^
емкость 2. из которой газон передлваизается в ciiiapj
Конденсат пз трубопроводов факельного газа,'
после первой ступени сжатия относится в подземну
емкость пз которой также передавливается газом у*
сепараторы 1. Конденсат факельного газа пз сбор^
ков 8 и 9 забирается насосами 11) и подается на дал1
пейшуга переработку. Дня обеспечения нормальной р>
боты насосов, откачивающих конденсат, предусмотрев
подача газа п сборники 3 и 9- для создания повыше!
ного давления.
Описанная факельная система позволяет отключай
на ремонт отдельные аппараты, не нарушая ее работа
Управление факельной установкой централизовано. |
Одним из важных требовании технологии ежнгани
газов на факеле является наиболее полное удаление ц
сбрасываемого газа сопутствующей жидкости. Для пр!
вращения жидкости в пар перед факельной уставов
кой предусматривают емкость с вмонтированным в на
нагревательным змеевиком. Не испарившуюся жп; соси
отводят насосом. '1
а. ФАКЕЛЬНАЯ ТРУБ,\ ?
Факельная труб.- (ствол), цредиэвиачепнат» д.
сжигания сбросных газон, является основной частды
факельной установки. Она снабжена дежурными горе И
кали постоянною действия, факельной головкой (гв
редкой) п запальным устройством. На факельной тря
бе могут быть установлены лабиринтный уптотшгте я
30
екгпойстао для б«иы.мпосо.сжпга1И1и сбросных газов,
'гНепреградпты1Ь, гидрозашор н сепаратор.
J Диаметр факельной требы (ствола), особенно го-
елкп. должен обеспечивать стабильное горение без
срыва пламени при изменяю-
щейся нагрузке. Скорость га-
зов в устье факельной труой
(ствола) до жил привпмап ся
с учетом соттавл сирмсыддемо-
го газа на факел. Обычно хна-1
метр факельной трубы прнни-1
маю с не менее диаметра фа-/
кельлпго трубопровода, с до1
торым она соединена Верх-
нюю часть факелшбй трубы
(факельную горелку) рено. н-
"ауегси выполнять и з жаро-
стойкой стали или ф утеровать
ударостойким бетоном. Высота
факельной горелки t бычно со-
ставляет 2—5 м (рпс. II. 7).
Факельную трубу* обычно
укрепляют в металаоконструк -
цпп, которая обеспечив аег ее
устойчивость и лозвоая ст осу-
ществлять техническое обслу-
живании Факельные трубы не-
большой высоты и малых диа-
метров иногда выполняют са-
[ моиесупиг.ш, а вертикальная
устойчивость обеспечивается
растяикамп.
Дли обеспечения полно*, ы
Факельная го-
релки:
сжигания. особенно прп сжи-
гании углевою родов, а также для получения бездымно-
го (иекоптяшего) пламени факела предусматривают
ьлод пара или распыленной волы в зону плам£ни. Пар
пли поду иьодят прп помощи сопе.к расположенных по
периферии факельной горелки. Подаваемые пар или
респылепная вода не должны вызивьть погасания де-
журных горелок. Подачу воды пли пара регулируют в
'ависнмости от количества сбрасываемого газа; для зто-
п- ирсдуг’. атрепы регуляторы соотпошенп пр иходоп.
Ь. ФАКЕЛЬНЫЕ ТРУБОПРОВОДЫ
Фокальные трубопроводы предназначены для сбор
факельных газов и транспортировки их к месту сжяп-
нпя. Трубопроводы сбросных газов должны прокладь
ваться на стойках или эстакадах. Трасса мсащеховЦ
трубопроводов факельных газов должна быть как мем
но короче, е .шнлмалыгым числом поворотов. На факеда
вых трубопроводах обычно гапавлнвапт П-образнй
компенсаторы. Сальниковые компенсаторы применял
нельзя, чтобы исключить ноэможпость подсоса воздух!
Тепловую компенсацию трубопроводов рассчитывают га
максимальную температуру сбросных газов . Ести э-Я
’ температура ниже температуры пара, подаваемого д.д»
пропарки, то ври расчетах следует учитывать параметр?
этого пара. Если ie температура соросных газов никЯ
нуля, то в расчетах должна приниматься самая низки
температура. й
Трубопроводы сбросных газов для общецеховой фа
кельной установки, находящейся в пределах произвол]
ства. цеха или технолопгческой установки, долж.-в
иметь уклон в сторону факельной трубы с тем, чтобй
капли жидкости ве скапливалась я трубопроводе, а от-
делялись в сепараторе. Уклон должен составлять ц;
менее 0,002 во ходу газа или не менее 0,003 и рот
ткв хода газа. В тех случаях, когда в е|
возможно выдержать односторонний уклон , необходп м«
в ппзшах тачках трубопровода предусматривать др й|
важные устройства для сбора жидкости.О тбор жпдксшГ
та следует производить передавтпвапнем пли насосах!
через тпдрпэатвор. Объем сборника выбирают в ээвги
CHMOCT1I от количества конденсата. Сборник конденсат!
должен иметь тепловую изоляцию и обогрев. При размЛ
пгенин факельной установки на аппаратах inn перетри
тнях зданий трубопровод сбросных газов должен пмстЯ
уклон в сторону оборудования. 1
Для проведения ремонтник работ пр факельных у |
тановках следует предусматривать запорную арматур!
или заглушки с гхпостовнкамп» .итн сым пые участки ни
трубопровод* ч сбросных газов. Трубопроводы сброспьи
газов и установленная па них арматура при псобходД
моста дозжтпг быть снабжены тепзедгзоляниеп в обгЛ
гревом. Диаметр факки.пых трубойривоздв тлгжеп oiuf
объемом сбрасываемых газов и давлением
ка 1Ш0ДС газа а факельную требу (ствол) с тем, чтобы
обеспечит. прохождение Mdiccnva.ii.no возможного коли-
чества .•гига ит всех водключасухлх объектов.
Нъ грубипронпдак сбросных газов фланцевые соеди-
i^pn^jonvcKbioien только в местах присоединения ар-
матура 11 кчя(ри.1ЬВ<1-илМ< р11ТиЛ1Л1ых при баров, а также
а местах. гте сварка невыполнима. Контроль качества
труб ч материалов, применяемых при сварке, и качества
С1?арнь" р-Л'.пт должен осуществлял! ся в соответствии
с^рибпгапнями ЛУГ GO (Прзвп.т. устрл'ш^вън б е*оиас-
иой '<en.iyaia шш цуг би пр они юн дчя горючи д тогепч
ных и сжиженм % мет»). Все сварные швы подлежат
контрил pi пера :ру шаюпцгш методами, Система сброса
гаг*, на факел должна быть испытана и а герм, тпчноегь.
7. СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ ФАКЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК
Для пбсспечеиия зажпгаши птпмепп н поддержания
стабильного горения факельных га.тон используют спс-
гс,чу алжшапня, которая включает в себя запальное
ус (родство, Трубопроводы ПОДа’П! ТОПЛ “ВВО1 о (природно-
го) газа, запальники и дежурные горелки.
Простейшим способом зажигания факела является
так называемое открытое '.'бегущее» пламя. Устройство
светит пз двух труб. Одна имеет прорезь или отверстия
по всей высоте; другая, по которой"поступает горючий "
газ, через опредепешгые промежутки соединена метннь-
квм г трубочками с трубой с прорезью. В трубе с проре-
зью обризуеген горючая смесь пз газа и подсасытемого
воздуха. Д !я -здичигаппя оеигвпон иди деллрной горечи и
смесь поджигают электрозапалом в нижней части тру-
пы. МодкфпцпровашюС устройство '.бегущего-' -пламени
cuciuH-i на перфорированной трубки плг т р’бкп с бога -
вым;) отводами, заполняемой* смесью природного газа
с воядухнм п соотношении 1 : 10. приготовляемой при
по’.'гдцп специального смесителя. После поджигания вы-
холящей смеси из пплснсгп рожка» (отверстия) пламя,
п,,слсл<цзатсльио поджигая выходящие струп горючей
смеси, распространяется вверх.
! Iluorja дтя чаяяи- . чя факе тли птп дежурных, гор е-
лок используют инжикц1!онныи*сА1есптель с злектроччпа-
•чом (рис. П.8) [2]. Газ, проходя через сопл-' /. лодслсы-
2—11S3 33
идет воздух. Количеств
воздуха регулируется поз
душпой задвижкой 2. Дл1
равномерного смешения rd
за и воздуха предусмотре)
диффузор 3. Горючая смей
из природного газа и возду
ха (соотношение 1 •. 10) Щ
трубе 6 подводится к вер)';
нему концу дежурной горе#
кп. Смесь поджигают искрей
от электро:» тала 4, соеда
ненного с цовышающи
трансформатором 5*20/15 00«
В. Пламя поднимаете
вверх н зажигает дежурную
горелку нлп основной фая
кел. 1
Рассмотренные' способ!
обеспечивают только перво?
начальное поджигание фз.
кем. Если до момента по;
жнгания ф акеза стравлищ
лпсь в значительных коли
Рис 11.8. Икжекцил> 1ый сме-
ситель с а»£Кгроэапалом тика
ЭЗИ-ГИГ:
I — or.io; 2 — воздушная задважкз;
3— Длфф) ор; 4 — aacK^irpartaT;
J — контакты эа-ктразаиаял; о' —
тр1ба с «Оегуцн-а пав/гежи* .
чествах факельные газы, то при поджигании вожет пр о
изойти объемный взрыв, охватывающий большое прост
ранство, что является существенным недостатком эти:
способов захщгания.
Для зажигания факелов иногда применяют запаяй
no-защитное устройство (ЗЗУ). Оно предназначено дл
дистанционного розжига горелок, работающих на хеш
ком или газообразном топливе. Устройство снабжен
датчиком, осуществляющим контрить паапчпя пламен*
Сх» а устройства приведена на рис. П.9. Под возденет
вием управляющего импульса открывается электрона!
пптпый вентиль па газовой аинни запальника и включа
ется источник высокого напряжения (бобина или высо
ковольтный трансформатор); при это,, ток высокого на
пряжения поступает на центральный электрод запал ь
пика. Между электродом и корпусов появляется нскрз
от которой 1аз задень гея. Появление пламени фш«Ц
руется датчиком и передается на управляющий прибор
в котором сигнал усиливается, чго приводит к срабатц
34
Рис, П-9. Схема лапапьно-аащдтного устройства:
i - At КСЛЧ1ЛЯ горелка’ 2— управляющая npjCiop' 2 — фотетвтч w 4— «оии-
-ma'juuJ датчис 5 — запальн|*с; 6 — в кгщь СВФ-11;- 7 — траксфор автор
B-jcoi-oro напряжения; а — клкч.
палию выходного реле управляющего прибора. Сигнал
служит импульсом для выполнения следующей опера-
ции при зажигании. В процессе работы фотодатчик осу-
ществляет контроль основного факела. В запально-за-
щшпых устройствах ЗЗУ-l и ЗЗУ-6 для контроля пла-
мени применяют фотодатчик, н ЗЗУ-5 используют иони-
зационный датчик.
Рязанским филиалом СКВ АНН разработано устрой-
ство автоматического поджигания факела и контроля
его горения (ПКФ-1) [4], позволяющее осуществлять
ручпс-с, дистанционное пли автс „ этическое управление
циклом розжига запальных горе1, с Устройство основа-
но п> принципе поджигания запальных горелок закры-
тым сбегущим» пламенем.
Устройство ПКФ-1 (рис. 11.10) в» :ет две автоном-
ные линии розжига. Поджигание можно осуществлять
вручную (цажатием кнопки «Пуск») и автоматически
(по сигналам, поступающим от сигнализаторов 5). От
блика управления 6 подается команда на открытие
электромагнитных клападов 4 для подачи газа в элек-
греэапалы 3 и запальники 2. По истечении времени, не-
л’ходнмого для заполнения газо-воздушной смесью тру-
боиролда электрозапала и запальников, от блока уп-
равления 6 поступает команда па включение высо ю-
ьольтных трансформаторов электрозапалов. При этом
между поджигающими электродами возникает злектрп-
35
Фаям
Рис ШО. Схема ухтрон-
оаа ПКФ-1;
чсская искра, oi которой восз
пламеняезся газо-воздушн^
цмесь. Пламя, распросграя J
ясь по тру бон р оводу, поджига I
ст подготовленную и запале J
пике 2 газо-воздушную смесь»
От пламени запальников над]
жнгается газ дежурных юре
лок /.
При появлении пламен
енгиалодюры подают нм
нучьс на блок управления , i
пнкл розжига прекращается
клапан 4 закрывается, и газ в"
поступает к электрозапалам 1
запальным горелкам.
Более надежны; в работ
является устройство типа УЗФ
рзаработанное также в Ря
заискоч филиале СКБ АНН
Устройство УЗФ выпускаю'
двух модификаций: дня экс
илуатации в районах с умерен
ны . климатом и в районах
iianbitiKui; J — "пектрпэанель;
4—ктачапы: 5 сиги.- 'lUJIhpit;
сухи я и влажным тропически]
климатом. Оно состоит из шкафа, двух запорных веитн
лей и запальников. Шкаф разделен па два отсека. 1
большем отсеке размещены узлы подготовкн газа 1>
воздуха, а также смссптспь. Узды подготовки соедннё
ны со смесителем фланцами. Узел подготовки включая
в себя фильтр, обратный клапан, регулирующий вей
тиль п манометр для измерения давления в пределах д
0.25 МПа. При поджигании манометр отключцот отсеч
кы01 вентилем. Во флыщевых соединениях узлов нодго
тонки газа и воздуха со смесителем имеются дроссели’
пые шайбы диаметром 1,9 и 6 ми соответственно. 1‘
В узле подготовки газа имеется также обратный кла
пан Р, 160, Dy=20; в узле подготовки воздуха — обрац
вый клапан 16Б1Бр, £>у-—20. Наблюдать за поджига
нпеч! газо-воздушной смеси можно через смогроиос oij,
но, расположенное напротив электродов свечи. В лр^Ь
m отсеке шкафа закреплен высоково.1ьтиып трансфер
матор. Электропроводка зчщючеиа в трубу. Запаль’
3G
|1яЯ линия вблизи факельной’ трубы имеет три за-
порио-регулирующих вентиля на три запальника. Шкаф
установлен и а открытой площадке вол из в эсерка ды
т|» болровцчов. ведущих гфаке!ыюп труис^нп расстоя-
нии не менее 50 у от нес. и месте, где нагрев поверхно-
стей шкафа солнцем н излучением факела не превыша-
ет 50 СС (для тропическою пеполнения 70 СС), Длина за-
пз.ыюй линии не должна превышать 200 м. Ес выпол-
няют нз бесшовных стальных труб (из нержавиющен
стали) с внутренним диаметром не менее 40 мм. Парал-
лельно запальной линии прокладывают пароспугннк из
груб диаметро, не менее 20 мм.
' К шкафу устройства подведены следующие .нпгш
трубой।>озодоь: (топливною 1азз с апугренним диамет-
ром не менее 40 мм; сжатого воздуха с внутренним диа-
уегром не мевее 20 ш» пара с внутренним диаметром
труб не менее 20 мм. линию топливного iaaa» ведущую
к дгжурпым горелкам, выполняют из труб с внутренним
диаметром не менее 25 ум. Рядом со всеми трубопрово-
дами (сж< кио воздуха, тсплпвпого газа, запальной
линии) прото-ген пароепугник с открытым выходом па-
ра в атмосферу. Максимальный расход Сжатого воздуха
в период поджигания составляет 4,6 м’/мии, газа в пе-
риод поджшапия 0,4о m’’/мип, газа, подводимого к де-
журным горелкам, 1,7 м3/мпп. Давление газа п воздуха
па входе в шкаф составляет 0,25—0,6 МПа.
Газ и ьоздух подают в смеситель, в юторои смесь
воспламеняется от высоковольтной'искры, пламя по за-
пальному трубопроводу достигает расширительной ка-
меры дежурной горелки и поджпгзег газо-воздушную
смесь. Пламя дежурной горелки поджигам* сбрасывае-
мые горпчпе гази.
Изменяя регулирующими вентилями давление газа и
роздуха, можно составить горючую газо-воздушную
смесь при любом сосгаве топливного юза нефтеперера-
батывающих заводов.
8, ФАКЕЛЬНЫЕ ГОРЕЛКИ
Простейшая факельная горелка представляет собой
срез факельной трубы, по окружности которой разме-
щены дежурные горелки. Если предстоит сжигать раз-
личные газы, то в одной металлоконструкции на блш-
37
Й!ГГ
Рис. И. 11. Фаьачьная го-
р<. а с соплом Вентури
и колосниковой решет-
кой:
рс члгв
пгшмсяж: 7 —
ком расстоянии одна от друто/
располагают несколько факел d
ных труб, к каждой из который
подводят определенный сбрасьг
ваемып газ, например факельиы
газы нефгсперерабатывающег<
предприятии. некондиционные га
ы химических производств и др
Зажпгаше производят от дежуру
пой горелки, которую зажигаю
при помощи <б сгущего>» плаче
ни.
Еста к простой трубчатой r<j
рачке присоединить насадку т7
па сопз-. Вентури, то можно ежи
1 ать газы определенного состав!
в широком иитервазе narpyaoi
без образования дыма. Одна и<
таких юрслок показана на ри *
ILII [5] . В этой горелке план/
стабилизируется колосниконог
решеткой.
Для получения беэдымяог!
пламени к факельной i прели
должен поступать воздух, кото
рыи' всасывается струей" с фасы
ваемого iaaa. Пкзгда необходим’
мьш'дчя гор св «я воздух наг#
таит воздуходувкой или коипреа'
сором. При этом иоздех сзедта
подводить к ядру пламени гя
чтобы обеспечить необходимые турбулентность н смеиЛ
вне сбросных газов с воздухом. Факельная горелка, в кси
торую воздух поступает под давлением (рис. И. 12), лрш
годна для бездымного сжигания ацетилена, пропана, м^
тана, пропилена и других углеводородов. Поджига ни»
выходящей смеси осуществляется от дежурных горела
что позволяет стабилизировать пламя при сильных вета
рах и дождях. а
В инжекторные горелки подача воздуха, необходим, g
го для горения, достигается подсосом выходящей струей
горючего газа. Кроме упомянутых горелок применяю!
также миогосопловнс*горелки, в которые сжигаемые г а]
't'tyrejitntiil
33
Pirc 11.12. Фокальна* горелка
с лодачел аоздуха а ядро пл*-
меч». под давлслием;
I — 'агильшая качера;
? — еацзд. 4 — apui^tlAbn
<лг, 5 — фаг'ечыим газ;
прлиод дчя п<иач1‘ еоэдучл. > —
трубопровод к дехуриы.1 rnji*au ч.
зы поступают под определенным давлением. Эти горел-
ки пригодны для сжигания сбрасываемого газа различ-
ных составов л объемов.
Горелка состоят из множества отдельных сопел тля
газа, расположенных на горизонтальных трубках, кото-
рые образуют коЛоснпкх (рис. 11.13). В зтой горелке
имеется насадка, расположенная над соплами для
сбросных газов. Она способствует воспламенен аю каж-
до! cipyu газа, стабилизации плгмешьп турбулентности
струп газа, чго обеспечивает хорошее смешение с возду-
хом.
Для создания необходимой тяги и отвода дымовых
-’•'Зов многоструйную горелку размещают внутри ла-
лмвой факельно 1 усгиювки (pic. II. 14). Cha состоит
39
Рис. II 14. Надомная факельная устаайда на желе* абстода с rapi
vjimijiiuait лыоюгтрр'юм горелсгч:
t— у фи сч.труи|-:<<1 rrf<\ihj ? fSju. р<К1Я
<ма; J— ikiIjci о одучj, f — iai*u( л —
1 зрения; < н—ими макеамки
спчдуч ди «па*и-деоля-вха
ича н
ьольцсаиП т • jiunpuno'i:. Я'
киюрл сирам*
Puc. JI.15. Издешпя фпгсаюая усгапоака с вертикальным расголс.
жеииеи . яогостртйныт горелок:
re камеры сгарапчя. футерованной oi-исунорпылг мате-
риалом. n факельной трубы из железобетона. Дичовые
газы, выходящие из камеры сжигания с температурой
около 1000 СС, ох.тдждаются прп разбавлении воэдухоу
при jepiro до 350 *С,
Другая конструкция наземной факе липой Чсыиовкч
с мяо!«струйными горелками показана па рис. II. 15.
Всасывающие воздух гор елки, сконструирован! те по
принципу грубы Вентур! i расположены а пессо. тысо ря
дон пол углом 9(Г по образующей факельной трубы.
Воспламенение производят от подвижной дежурной го-
рело. Для снижен пн ге. пиратуры дымовых газов орга-
низован подсос холодного поэдузд через пазы в обечай-
ке трубы, распо. зженные. над горелками. В работе [б]
описана разработанная в Японии факстыил установка ,
выполненная и наземном варианте. Такое исполнение
способствует уменьшению загрязнения окружающей
среды но сравнению с загрязненном прп обычных кон-
струкциях. Множества форсунок, расположен пых па на-
ружной части стенки факельной трубы, позволяет рав-
номерно распределить газ, поступающий’на сжигание, и
обеспечивает высокую эффективность сгорания, при ко-
тором отсутствует котящее пламя, ды', и шум. Произ-
водительность установки ио газу 60 т/ч.
Для получения бездымного пламени используют ни-
же горелки, позволяющие подавать пар ляп распылен-
ную воду в ядро пламени. На рис. II. 16 показаны горел-
ки для бездымного сжигания газообразных углеводоро-
дов и других газов [88].
Сбрасываемый газ, вытекая из факельной трубы ,•
проходит мгпго ряда сопел для подачи лара, прсполо-
жечтпых вокруг факельной горелки. Сопла установлены
под углом к вертикали подсрсмсвно 30 и 45е. Такое раз-
мещение сопел позволяй: уменьшить дротпводав.генпе
газа л повысить турбулентность. Зажигание пропзво-’
дится от трех постоянно горящих дежурных горелок.
9. СЕПАРАТОР
Если сбрасываемые газы содержат капли жидкости
пли пары, то перед факельной трубой устанавливают се-
паратор. Сепаратор может быть отдельно стоящим или
может быть соединен с основанием факельной трубы*.
41
Для непрерывного удаления из сепаратора жндкост
(конденсата) предусматривают гидрозатвор. Чтобы пре
дотаратмть замерзание кондрусатз в' долодное время га
да, сепаратор снабжают обогревающие паровым (вод|
Рис. П.17. Сепаратор:
1, 2— latpySet для ввода > вы-
вода гааа; 3 — патрубок дли вы-
вода roimeir-ira пара: -I— шту-
цер дчя orfiii пргй; 5—штупе?
ДЧя prirm:i азота; 6"—штуцер
для ввода пари 7—лю*; Я —
штуцер put спуска ко11дж;{ата
пз сбрасываемого тлза; 9— г.'с
шив, 11№Кще>о пира
Prtc. II. 18. Схема газгольдера;
а — при зертаси шложенви коло,
аола 1 телескопа; б ~~ pa ;мещенде
догрузки в колакг... /— перечив
Им карман; 2 — пертшаыпя на
гидодиюшая (вкутрепвля); 3— ве-
зикальная паврааляю-цап (внеш;
ияи); 4 — lUAtiie poniBK 5—верч-
late роляъ;» <5 — кочлар- 7 — чаэьс
ь — ло-«; 3 — колоша; Ю — тел е
скоп-, /> — кольцевые пло ход кш
12 — реаервуар; 13 — подставы!
П— оорвтйыП ведший эата0
ным) змеевнкоы. Если сепар! op (рне. 11.17) раскол
гают в оспэвашш факельпой трубы, то его диаметд
обычно составляет 2—3 диаметра факельной трубя
Сбросные газы вводят в сепаратор тангенциально. ]
42
Если сбросные газы содержат смолистые вещества,
то сепаратор должен располагаться на трубопроводе
сбросных газов рядом с факельной трубой (ствола, i).
Это позволяет отключать сепаратор для чистки и р^ он-
та. Сбросные газы в этом случае направляются в фа-
кельную трубу, минуя сепаратор.
10. МОКРЫЕ ГАЗГОЛЬДЕРЫ И ИХ
БЕЗОПАСНАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ
Мокрые газгольдеры относятся к аппаратам низко-
го давления, так как обычно максимальное давление га-
за в них не превышает 4 кПа (0,04 кгс/< !). Это давле-
ние во время эксплуатации остается постоянным, котя л
возможны незначительные перепады. В мокрых газ-
гсиьдерах объем газа легко изменяется, что является
значительным их преимущество^:.
.Мокрые газгольдеры (рис. 11.18) состоят из непо-
движного наземного стального резервуара, наполненного
водой, я который помещены подвижный опрокинутый
стакан-колокол с герметачиой крышей или подвижные
звенья телескопа. Газ подается под колокол по газо-
нводпому стояку, проходящему через дипце резервуа-
ра, Прп поступлении газа колокол поднимается. Вода
служит гидравлическим уплотнением, препятствующим
выходу газа из-под колокола, а при выпуске газа явля-
емся как бы поршпем, вытесняющим газ из подвижного
ко юкола или телескопа.
Газгольдер может быть «тупиковым» (буферным)
пли работать на «проход» газа. В зависимости от этого
Ивиепястся число вводов п выводов. Газопровод прохо-
дит через гидрозатвор, установленный в камере газово-
го ввода, внутренний приямок и заканчивается газовым
стоякам прп подключении газгольдера на «тупик» газа.
Гидре 1твор предназначен для отключения газгольдера
от межцеховых газопроводов при ремонте, а также для
гл вода газового конденеата при работе газгольдера.
Диаметр газопроводов я газовом выводе принимают
исходя из условия минимальных потерь давления, кото-
рые л * должны превышать 300—500 Па.
Если газгольдер подключают на «проход» газа, то
я резервуаре монтируют второй газовый стояк с газо-
проводом в гидроэатвором для вывода газа из газголь-
43
дера. Для отключения газгольдера на ремонт леобходи
мо залип, водой гидрозатвор до уровня, от чечен аого и!
указателе красной чертой. Задвижка для подачл вода
в гидрозатвор расположена в камере газового ввода, 4
открывают вручную с обслуживающей площадки. Пр1
лормальиом режиме работы газготьдрра в гидрозатвор! •
ле должно быть виды. Из гпдрозатвора воду елпвад
в бак через задвижку на сливном илу цсрс. Для откачй!
ваппя воды «•-.стпвного бака пр имел яют pvm ® пор щ
л, *эй насос или пароструйный зтоватор [7] .
Когда колокол газгольдера занимает крайнее пин.-
нее положение и стоят на подкладных балках днища.
колпак, закрепленный на кровле колокола, закрывав^
верхний конец газоотводного стояка и отключает его о*-,
воздушного пространства сферической кровли, так ка«*
его край находится на 500 мм ниже уровня воды .1ф г,
пак над гаэовиодом предохраняет конструкцию кроц|
or вакуума. который можг-л образоваться при нрнп\ /дй
телыгой от качке большого колнчеспл газа из газ! опа
дера пли при растворении газа в воде, если газгольдеа
был отключен от сети продолжительное время. В вера
ней части ка'паь-а расположен .тюк для осмотра веря
ней части газового ввода и стояка. На верху' колпа к|
установлена перепускная труба .соединяющая п рострвГ
ство сферической кровля с пространством под кота
ком. На перепускной трубе предусмотрен постоянно J
крытый вентиль, который гикрывают при впуске 1аз|
для того, чтобы направить его из laaonoro стояка в сфа
рггеское пространство колокола [8], Втптпль закриви ।
ю| тогда, когда края ко пика вы ходят из воды, и иапй
некие газгольдера пдег, м пгуя колпак. На. иерепускнс;
трубе устанавливают еще одну вертикальную продува
пуго свечу с вентилем, используемую для продувки г г
зодровада (и газового стояка) при кратковременных и
поладках в газопророте.
На центральном люке крыши колокола па хотите
труба, имеющая заднижку.' Труба преднтзначена д>
выпуска газа при продувке газгольдера или для сосд
пения газового пространства с атмосферой при опорой
нении газгольдера. Задвижка должна быть открыт *
когда газюльдер отктючем от сети .Пргспусгс вот i •
резервуара необходимо открыть центральный люк , цЯ
как при закрытых задвижке и люке в газгольдере в0|
44
пнкдст вакуум, на который конструкция газгольдера не
рассчитана. Спуск воды из резервуара с закрытым лю-
ком неизбежно приводит к аварии.
Автоматическое устройство для сброса газа из газ-
пхтьдсра в атмосферу при его переполнении состоит из
клапанной коробки, подъемного устройства и трубы.
Спрос газа происходит при достижении колоколом
верхнего положения; при этом через специальное при-
способление поднимают крапая в клапанной коробке.
Пр» подъеме клапана уровень водь» в гидрозатворе
клапанной коробки снижается затем гидрозатвор от-
крывается, и газ сбрасывается в атмосферу через трубу,
находящуюся вблизи газгольдера. Постоянный уровень
воды в клапанной коробке, устанавливаемы»! в камере
газового ввода, поддерживается непрерывной подачей
в нес воды; отводится вода через сливную трубу. Кла-
панная коробка рассчитана на давление газа я газголь-
дере до 4 кПа.
Па центральных пультах управления производств,
выдающих и принимающих газ. устанавливают прибо-
ры, которые непрерывно покх, явают о бзец. газа, нахо-
дящегося в газгол ьдере, а такя’е предусматривают сту-
пенчатую световую и звуковую сигнализацию, срц.5аты-
вающуто при изменении объема газа в газгольдере. Кро-
ме того, для обеспечения норма., ной эксплуатации газ-
гольдера и предотвращения аварий при его опорожне-
нии и переполнен in предусматривают автоматическое
отключение электродвигателей машин, забирающих газ
из газгольдера, при минимальном его объеме. Полез-
ный объем газгольдера составляет 80% от его гсоует-
рнчеекой емкости.
Для предупреждения замерзания воды в холодное
вр< мя года рс-зервуар, шдрозатворы, каморы газовых
вводов в выводов мокрых газгольдеров должны иметь
систему обогрева; будки датчиков, в которых располо-
жены указатели объемов, та’ухе должны быть снабже-
ны обогревом, обеспечивающим нормальную работу
кош рольночвмерительных приборов. При любой темпе-
ратуре окружающего воздуха система обогрева должна
обеспечивать требуемую температуру воды в резервуа-
ре и гидрозатворе, а также воздуха в камерах газовых
вводов, выводов и будок не ниже 5°С. В качестве тепло-
носителя применяют пар вод давлением ю 400 кТЬ.
45
Пар более высокого давления подают через редуктор!
Система обогрева состоит из подводящей сети л кола
цеэых (теплоизолированных) паропроводов, от которьп
к отводящим трубкам ведут пароструйные элеваторы
нагревающие воду в резервуаре и гидрозатворах. Парс?
струйные элеватором хо одна я вода забирается из ним)
пей части резервуара, смешивается с пароь и выталки'
вается из парового сопла в отводную трубу, имеющую
уклон. Горячая вода из отводной трубы поступает в гиз".
розатворы. . 1
Для освещения в камерах газового ввода и вывода'
допускаются переносные светильники взрывобезопасно;
го исполнения типа В4А-50 напряжением 12В. Пользе»,
ваться ими можно только тогда, когда работает прпгош
пая механическая вентиляция, т. е. посте проветривай и я,
камер и приямков. Если в газгольдере содержится аце»
тилен, водород илп их смееи, то светильник следует ус 4
танавливать снарула i у оконного проема.
Продувку газгол ьдсра, заполненного воздухом, про»
водят инертным газом в следующей последователь» хм
ти: открывают задвижку на перепускном устройств^
между стояком газопровода и колоколом, после чего1
медленно приоткрывают задвижку в уз.* управления нй*
трубопроводе, по которому подают азот. Узел управде?
пня должен быть расположен вблиз б газгольдера н а|
внешних газопроводам. Азот подают таким образом, что4
бы колокол не поднимался; для этого дзот сбрасывают]
из газгольдера в атмосферу через открытую задвпжэд
продувочной трубы, установленной в центре крыши ко-?
локола. Через I ч отбирают пробу продувочною газж
для определения содержания в нем кислорода, зате1
пробы отбирают через каждые 30 мни Если в двух.ио
следннх пробах содержание кислорода не превышай
3%, то задвижку на продувочной трубе закрывают л
газгольдер заполняют азотом на 30% .При наполнений
газгольдера азотом колокол поднимается; как толы
это обнаружится. необходимо закрыть задвижку на nt >
репускном устройстве, открыть задвижку на продувоч-ч
нон трубе газгольдера и одновременно уменьшить пода!
чу азота, чтобы уменьшить его количество в газгольдеру,
до 10% емкости. Поднимать и опускать ко токоъ следуем
до тех пор, пока пе будет достигнуто задапяое содержа J;
ипе кислорода в газе; после чего hjikho закрыть за-)
дВн>кку на продувочной трубе и наполнить газгольдер
при,мерно на 60%. После окончания продулгкп азотом
газгопьлср можно заполнить горючим газом.
Поверхность воды в резервуаре йод колоколом и в
кольцевом пространстве должна быть покрыта авиаци-
онным маслом «нигрол» толщиной не менее 40—50 мм.
В качестве антикоррозийного покрытия для Мокрых
гаэгоньдерон рекомендуется защитная жидкость ЗЖ, ко-
торая обладает высокой адгезией к металлу, малой уп-
ругостью пара и не смешивается с водой. Защитная
жидкость представляет собой раствор каучукоиодобных
веществ в индустриальном масле, компаундированном
битумными материалами. Жидкость ЗЖ можно приме-
нять для защиты от коррозии газгольдеров, покрытых
старой краской. При употреблении ЗЖ отпадает необхо-
димость очистки поверхности газгольдера химическими
способами или пескоструйной обработкой.
ГЛАВА III
БЕЗДЫМНОЕ СЖИГАНИЕ
Факельная установка. предназначенная для с жига*
ния сбрасываемых газов, состав и расход которых ко?
леблется в широких пределах, должна обеснечнват^
требуемую полноту сгорания газов, т. е. в продукта^
сгорания должны отсутствовать токсичные коупинешг|
(кислоты, альдегиды), а также сажа. г
Особенно много сажи выделяется при сжшанш^
сбросных газов, содержащих тяжелые к непредельные
углеводороды. Чтобы предотвратить образование сажи
необходимо подвести к "пламени трстаточное гоонмсств о
кислорода. Чаще всего к пламени подводят смесь водя-»'
ного пара н ai ?осфернок> воздуха.
I. ПРОЦЕССЫ, ПРОТЕКАЮЩИЕ В ПЛАМЕНИ |
В пламенах, возникающих при истечении газа в а т-1
мосферу, процессы смешения и горения протекают!
одновременно. Поэтому скорость горения в этих уело-.’
виях в большой степени определяется скоростью сме-J
шения, чем скоростью, химической реакции. При анализе*
таких пламен можно огран шиться рассмотрением од-.!
ного процесса смешения. !*•
Простейший случай ламинарного диффузионного!
пл вмени — это истечение газовой струн пз трубки \ia|
лого диаметра в поток воздуха, движущийся с тон же.*
скоростью по концентрическое трубке большего ра \зег1-
ра. Как показано на рис. Ш.1, в этом случае могут
возникнуть пламена двух типов [9]. Если площади попе- '
речных сечений трубок таковы, что воздуха оказывает-
ся больше, чем необходимо дчя полного сгорания топ-
лива. то образуется пламя с «избытков окислите тя».
Назовем граничной поверхность пламени,' на которой
заканчивается горение. Так как скорость химической |
48
реакции велика, граничной по существу является по-
верхность пламени, па которой достигается стехгюмет-
рпческое соотношение воздуха и топлива. Эта поверх-
ность по мере развития процесса диффузии .приближа-
ется к осн. Длина пламени L опрсд&чяется условием,при
котором количество воздуха оказывается достаточным
Puc. 111.1 Лааииарпое двффузлонное пламя с "избытком окислите-
ля. / и »• . недостатка u окпсяигедо» И а концентрически'; трубках
Рис. JII.2. Мон п. гу|булепт1ЮЙ сферы:
для полного сгорания топлива в точке на осп, над сре-
зом горелки. Выше этой точки уже нет горения, но про-
должается процесс смешения продуктов сгорания с воз-
духом. При избытке газового топлива возникает пламя
<с недостатком окислителя». В этом случае граничная
поверхность иламени расширяется, и длина пламени оп-
ределяется скоростью диффузии газового топлива к стен-
ке наружной трубы.
Соггтспо згой простой схеме диффузионного пдаме-
.ни, концентрация топлива максимальна на осн и сни-
Ькается до нуля на трагичной поверхности пламени.
[Таки» о сразоя, химическая реакция протекает в узмэй
|-*>пс контакта потоков воздуха п горючего вещества.
Если окружающая среда неподвижна, то перенос в
пес количества лишения от потока, осуществл яемы!
диффундирующими нарушу продуктами сгорания, вы-
зывает образование вихревого следа. Образование вих-
рей продуктов сгорания вокруг факела пламени приво-
49
Л»1 к отгораживанию пт ока топлива от окружающе/
Ы» .дух*. замедлению скорости диффузии кислорода I
увеличению гем самым длины нладешь При распад
ьпхрей стю[о.-П1 д„ф<|j-aiiii кислорода сильно у дел и
лается и пламя укорачивается. '1акоа механизм кол
баяпй пламсии, вызывает, тй вихревым следом. |
Если сделать поперечный разрез турбулентного пл1
меин (рис. 1II.2), то мидию ниделггГь несколько зо|
горения, тарификаций, ибрадоваппя сажи и зону, в ti
горой реакции отсутствует. Зона тазпфпкацпн состоя
частично из ибрлзот^авшг гхея при сгорании ССЦ n И4
и частично из предварительно образовавшейся смес
горючего, воздуха и водяного игра. В ь*ле, слс'""""’"
за зоной газификации, образуется сажа, что с
лени внеинлм вс действием реакционной зоны
гореппя). ,1
Светящиеся углеводородные пламена в отличие £
так пазь-ааемых несаетищихся излучают желтый сэт
1ОДУЮЩ«
обусдя
ны (эоц1
распределение энергии которою по длинам поли подо
по распределению энергии свьта, излучаемого абсолка
по черные тел!Такое, распределение энергии мож!
наблюдаться только при пдчучепип твердых, тел .Тве
ды»н продуктами неполного сгорания углеводород!
являются частины углерода или веществз. с оче£
болиипм содержа» t ем углерода. П рн ипределеипыху
линиях твердые частицы уносятся из светящихся план
в виде копоти дымовых газов.
Частицы, образующиеся при неполном сгорании о
стоят из углерода, кислорода и водорода. Анализ па
зал, что они содержат около 96,2% углерода, 0,8
водорода и остальное кнелород.
Результаты исследования под электронным мико
скоком частил, выделенных из дымовых газов .показ
лп, что пни состоят'из кристаллов, образующих сфеО
диаметре» 0,01 —1.0 мкм. 1
2. ФАКТОРЫ. ВЛИЯЮЩИЕ НА ПОЛНОТУ СГОРАНИЯ Ц
Чтобы ликвидировать вину образования еажп, сДи
дуст увеличить концентрацию окислителя до такой Л
личины, прп которой весь углерод переходит в еэязая
поо состояние. Важным фактором также явояеч’Я
температура в зопах газификации п образования саящ
’ 50
inij-va Kii-o. следует принимать во внимание и вид
«{itraciioro углеводорода [10].
Количество и распределение кислорода в зоне го-
иьнпя является важным фактором, определяющим ды-
1ООбрлованпе. Количество воздуха, необходимого для
юлного сгорания, зависит от вида сжигаемых утлеводо-
)пднв н мало изменяется для данного гомологического
|Я'1а. Ниже приведен расход воэдуха. требуемого для
ядианнн 1 кг парафиновых пли олефиновых углеводо-
>ЧД-'Л. -*г:
Ib п -Тип к . иг м*лек> «4'»ди
~i.ui . . 16.2
iipjiriH............................................ 15,7
{угон............................................... 15.5
Ц/И'-ЬЙиизые тоевпдороды
эшзеп................................................. U.8
iipriiiiieH......................................... (4,7
Для бездымною сгорания парафиновых* углеводо-
jii.1«jb ip.-буегся подать в зону первичного смешения
фпяшрпо воздуха; для бездымного сгорания оле-
рпноь грибуется пр".(срио до 30% воздуха. Остальной
воздух, необходимый дзя завершения процесса гореипя,
подсасывается в пламя из окружающей среды. Для пол-
ного сгорания 1 кг пропана требуется 15,7 кг воздуха,
из mix 3.1 кг (20%) дол ясно быть подано в зону пер-
литного смешения. Этот воздух должен быть предвари-
тельно хорошо перемешал с подаваемым на сжигание
газом, в противном случае окисление будет неполным,
что приведет к образованию салки.
Температура а эоне горения также определяет сте-
пень ды’юобразованпя, постольку с ростом температу-
т и б ли да 111.1. Зависимость степени термического разложения
углеводородов от т. м«ературы
Углмэдород Т< lepjTjpa,
«-Бутан 423 15-10“а
647 57
«-Печган ..... 4« 24-10-4
600 30
51
ры возрастает степень термического разложения yrj
водородов и увеличивается количество частиц дм
(табл. Ш.1). Если в дымящий факеч подавать расп
ленную воду или водяпой пар, то количество частиц д
ма уменьшается. При добавлении воды (ли пара т«
пература в зове горения снижается, что обусловлю
разбавлением и перемешиванием газовой смеси . увел
пением подсоса воздуха и лучшим его распределен *
в патоке сжигаемого газа, а также протеканием эц
термической реакции между углерода^ и годяпым к
ром. При снижении температуры в зоне горения yae.j
чивается продолжительность протекания реагсшГи оя
леипя и снижается-степень термического разложен
углеводородов.
Строение углеводородов, направляемых, па сжи(
ние, является весьма важным фа ором, влияющим i
дымообразование. Испытания показали, что при Д1
пой температуре степень диссоциации пип раз лма
увеличивается с повышением соотношения углерод:!
дород (табл. IIL2), Поэтому' ненасыщенные углевод
роды легче диссоциируют. чем наш «цепные. и образу!
больше дыма. К тому же для сжигания пенасыщепи)
углеводородов требуется большее количество первичпе
воздуха. Соответственна факезьное устройство для ей
гания ненасыщенных углеводородов должно обеспеч 1
подачу боагшего катпчества возду ха па каждый ки
грамм сжигаемого газа по ср. нению с подачей возд)
при сжигании насыщенных углеводородов.
При сяпгаипн отдельных углеводородов склонное
к дымообразованшо углеводородов четырех основ?
гомологических рядов изменяется в следующем поря i
Tad лпиа 111.2. Влияние нк .^«ценности углеводородов
на стеле» терма* есиого раз, женил а
Х;-Леподород
Te.rt’pparjpa,
Стелет^
Экшен .
Пропан
Пропилеи
.52'
ароматические углеводороды>алк1шы>олефины>н-па-
раф<|,,ы- - „ -
г Склонное! г к дыьюобразоваппю обычно увеличива-
ла при наличии боковой цепи у одного или двух уг-
пе|)1дпы'к атомов, но яри достаточно длинной боковой
цеим склотюель- к дьгмообравовапшо уменьшается.
Нифталпп и производные нафталинового ряда более
скаонны к дымообразованню. чем ароматические соеди-
нения- По склонности к дымообратовапшо алкины лапи-
|ают промсжрочное место между ароматическими сое-
динениями и олефинами.Их склонность к дымообразо-
ванню уменьшается с увеличением длины це ни Скчон
пасть олефинов к дымообръ ованию увеличивается при
перегон* от этнлет, к бутилену. %, затем уменьшается
при удлинении цепи. Этиленовые углеводороды пример-
но в I- рач менее дымные, чем ароматические соедине-
ния. ио вдвое более дымные, ге ; « параф мы. Степень
I разветвления, н^ гичие кольца и дополпнтел ьиые двой-
ные евянг увеличивают склошгость к дьгмоо ^азоваплю.
«-Парафины менее склонны к дымообразованню, чем
углеводороды других гомологических рядов.
Механизм образования чыма в общед сводится к
следующему. С повышенном температуры некоторые
, гомы водарота отщепляются от молекулы углеводо-
рода. Под воздействием этих атомов водорода происхо-
дит даль испитая дегидрогенизация молекулы. Чем мень-
ше энергия активации при отщеплении атомов водорода
(по сравнению с энергией разрушения углеродных свя-
зей), тем больше вероятность образования дыма. При
дальнейшем разрушении углеводородов образуются
меньшие молекулы и радикалы. Р алрушспне молекул
может происходить лстч е, чем образование полимеров
или структур с ароматп чеекпми копытами. На конечных
г стадиях небольшие молекулы, например щетплена. в
I возможно радикалы, главным образом с одним атоме»
| углерода, одновременно претерпевают полимеризацию
I и дегидрогенизацию, что приводит к образованию ды-
I ма fl I].
Энергия, необходимая для смешения воздуха (кис-
лорода) со сжигаемым газе , может быть получена от
потока газа (за счет ст гажен ия его давления), а также
от тепловой тяги пип испомоглтельного псточшгка (па-
рового инжектора или возлуходунки).
53
Степень образования сажи является функцией отя
шения Н: С. С увеличение)! содержания углерод
т. е. с уменьшением отношения Н : С. возрас'1 аст тя
деннин к образованию сажи. При сгорании мета!
(Н : С=0,33) сажа не образуется, при сгорании эта!
/Н : С=0,25) образуется небольшое количество саж
. при сгорании гаронана — значите тьное; при сгора ни
газовых смесей котичеегьо образующейся сатл. та кя
определяется соотношением Н : С.
При подаче пара в дызкжнх газах сажа не сод’
жнтся. что обусловлено более равномерный аеремещ
ваппем горючих газов с воздухом, а тт«'ке образов
пнем окиси углерода ц в«м >рода пз сажи и во тян»’
пара
С I Н.о - «20 7- М.
При empanuu окиси углерода и водород» образует-
почти бесцветное пламя (бледшнвлубое).
Для определения требуемых количеств водяного
ра п воздуха, при которых обеспечивается бесса'жев
сжигание, необходимо в каждом конкретном слу«и
рассчитать равновесный состав продуктов реакции.
а,- РАСЧЕТ РАВНОВЕСНОГО СОСТАВА
ПРОДУКТОВ РЕАКЦИИ
Ниже ариавдет пример расчета рапнпиьсиого состава пролук
|>еаьц.г1 для бсесажеиого ежлгання пцетьлеиа. При расчете исход ’
из лзкочоя сохранения иещеезв п Дснствутошых мтсс
I. Урапненпя материя льиых б алансоа для различных пеще^
mem aim:
для кислорода
о.-|.<Ч о.5.11п/, -O.Sllco + .Мвд, +0.S.IIIIiO (О*
для иодорода
’Ь -'^П-О ~ Р "f* ,"1* 2'^ tn*
для углерода
»<н1=Л|сн,4-Л1со + МСО1 (III,
дчя азота
0.73.^ = ^ ((И
где А1'в. ЛГи,о- ЛГс,». — подпп.нмое кншчестао яоадух« ,
дяпого пора, ацс плена, моль; |
54
Рис. Ш.4. Теоретический
расход пара и воздуха
iipii аитотермк веском йре-
! вращении ацетилена;
!ми — расход пара на 1 м:
'CJU хг; 1', - расх од нот
1 ;;уха и ii I С И, ,мл .
Рис. П[.5. Сравневпе
расчетных данных (/) с
экспериментальными (2):
Л,п ’_ Расход пара на I м’
С3,1а- кг; Ри —расход воа-
ЛУ'а на I ;ji С1Н,. и3; ф =
’«V-VJ/U,,.
i3. Л1п2о. 'Ucitj. -Wrra —» TiiH'iecTUii кошюпешап, сп»(
ШИЛСЯ ЫнрСКИНС-!» !. МОЛЬ
?. Материальный балзис процесса крекинга:
ICQsl -г ICOJ -|- |СНЛ 1 -г [Н.| I P4OJ -г [K.J =-.I
3. K'jncrati'i ы равновесия реакщй. Бод;- тра, водят окт . _
И метана (про низы* Tewiepaiypax цтс a: tinaniieii можно пр -исбрея
<п4
(Ш.
га
Kdr-[COF/(CO.|
100][на01
“r [Hal ICO.]
A'm=»WICH4]
Уравнеше дль опредезепия содержания
фцйцшшп ат веш,ьстве( оар+воадух) имеет вид
^н.о _ .
(III.1
(ПИ
надятюго пара в 1аУ
(ИЦ
-Па -г .VIHjO
Задаваясь составом крекинс-таз получение элсиепллу на деля 4
ураанеплп рент вел методам прдблихеяии. Соответствующее граф]
м>!ское решение приведено на рас III3 .Пил*. /««> соответстоуС
пшма.льнчму окэс.'жи in горючего газа (ацетилена) в СО и Н
Еса» в систему н эр пе ю^.пдвгев, то Нп=0, н д»1 случг»Г=«> ту
личина V„— 4р ч? Ec.tt 1 „=0, то Л1п=1.б ffl птра.
С пониже .км темпер иури пнтребпоедь а норе и во?думе во
рас. «. Матсттч'мь |ый рг<*Ц>Д воздуха для ежмапия I м3 С31
ипрвдатиеъя во cTcxuoueip-wecKOMy уравпетлжи составляет 11,(W
НИ рис ШЗшшя ^0 соответствует авттер.птчесК1Г1 ус л ,
himm. ври которых. вана реакции ie обменив ается тепло а» со среди
Выделяющегося в /гон'юче тепла ввод ос зретвточио Д1Я протека нй
кр «imr-npoiiecea . 1
Заштстпюстт. теоретического расхода пара и воздуха от темпере
туры для cijia n<Q =0 ир шелепт»ла рис. 1114. С повышением теш 1
рвтуры расход во - уха I' „возрастает ,а расход пара U , <j
жастся. I
Результаты расч •• i были проверены эксперте *ит - но. В опыт
применят факельные ipy&j днамстро . 12.4; н 50 мм. ,1Я
Сравните змспврмпаиа'тыых» в расчун ык. дат вых прт ведено ':Л
рис. III5. Соответствие межау теир«1 и опитом нблюдастея д|м
Л1я=0 При умсньшетпм Т'п и увеличении Л1„ различие между экспа
рпменты inii-и тепрсптчсссой кривыми возрастает. Таким обрдаотЯ
результаты pacwa показывают, что таиболее предпоч штс.тьн ан
нбдасть работы факе.’ьной установки ограничена lyi^.H
4. СПОСОБЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗДЫМНОГО
СЖИГАНИЯ
Для обеспечения бездымного сжигания горючих га
зов необходимый воздух подмешивают к горючему га
зу у сопла юрелкп, используя для этою энергию даи>к)‘
56
цейся cipvu: npiaiTiBVior белым-
П-ЛЬС'ЮС примешивание пара к
•опючемг газу; если сираеыаде-
лый газ находится под высоким
тдвлевпем. то применяют факела
rvio установку. работа котором*
м иовапа па прмшщие Бупте-iv
(рис. 111-^1 [I3J-
Выводящий пз сопел с соль-
цой скоростью гея засасывает
юздух. который смешивается с
-ззо’.г. Вахтой особенностью зтой
гопстрткпи» являет си пропуска-
йте га эо-воздушной емссп через
taeflie-ib турбулентности при вы-
ход г пз которого смесь воспламе-
няют. Гаситель турбулентности
представляет гобои' решигку с ка-
налами круглого и in квадратного
сечении. Отношение длины кана-
лов к диаметру может быть не-
больчшн (до 0.25). по оптималь-
ные ре- ‘льтаты достигаются при
отношении LJD>3.
Пламена таких стрелок не
имеют практически яркости и не
дают сайт. Иногда сжигание на
'таких факелах сопровождается
(сильным шумом. Для снижения штука* до допустимых
пределов иеииль-зукп различного типа (лушптелп. Стье-
.шчешп. । степени завихрения частогвыи ’ спектр nivin
факела значп-гслыю улучшается н интенсивное п. шума
снижайся примерно ид 20V
Для \ченынепвя ijiiihu смеет ильной камеры ирп-
исшисл ниогосопловос устройство (семь сопел). Стенки
смесительной камеры футеруют огчеупориим м а терне -
.том. Теиисрдгура стенок не превышает 1000СС.
Так кук • r ложность регулирования скорости ncie-
Muiiji»: ограничена, яля поддержания стабильного горе-
ния используют авгоиаппесьую распределительную
синему, которая включает в работу, определенное число
ечтел (горелок! в згвпсттсстп от расхода сбрасывзе-
Рис .111.6. Фтксльпая ус-
тановка. раитамниы по
прннпипу Бу ««ем
Если скпристь сбрасыва«иого газа будет цебольия
го количество засасываемого воздуха будет недостача
пым, что приведет к образован ио дыма.
Турбулентность газового потока можно увеличу
подавая в поток сбрасывав ых газов, нлпример, веноц
гатбдьный газ пли водяной пар под повышенным д4
леипе,м. В этом случае достигается более быстрое ert
uieniie газа с подсасываемым воздухом. При сзендовь
испытаниях наблюдалось бездымное сгорание прола!
при скорости его струи более 66 м/с без добавлен!
лара.
Другим примером устранения дымообразовання
ис. эщью внешнего источника энергия является ncnoj
Таблица [[[.3. Потребность а водяном паре
Д»я бездымного сжигания
1
—S
1 Ss £ fl
| я “ а 11 Д Г аз Формула “ § g 2 § < 1 || ? Si if? ?1
I k а Й hi 11
Метан CH4 IS 0.333 0.82 SO 047 0 0 I
Эган CH, 30 0,250 0,615 47518 0,05 0,2»
Пропан CjH» 44 0,222 0,545 46388 0,12 0.7j
Бутан CjH,,, 58 0,203 0,513 45 772 0.15 O.ffl
Пентал C-.Hia 72 0,200 O.HJO 45 383 0.18 1,14
Гексан- qH,4 36 0,194 0.173 45 136 0,20 1JF
3nuai C\Hi *>8 0.Б6 0, IUi 471921 0,30 i (Я
Пропилеи .... C.H,, 42 0,166 ).40| 5 84 0,30| 2Д
Bywieu QHj 56 0.166 0.41Ц 45 3I;J 0,391 2/4;
Амыеп C,H1(1 70 0,166 0,41* 15 031 0,3(1 J, tf|
Auenneu . . . .- СлНг 26 0,083 0,205 48259 Q 73 5‘.4|
Аллил н CgHi 10 0, [| 1 0.273 46 IS) 3,53 З.чГ
Kpoicwaen . . . CjHj 54 0,(25 0 305 45 6Г/0 <7 з|
Б<яа*«л С,Н„ 78 0,083 0.2Г5 40 601 Q 73 ЭД
Толуол СД, 02 0,095 0,234 40 966 0.64 4fa>
Ксилол (06 ft 104 0.256 40530 0,58 4 J
Метанол СЦО 32 о 333 0 82 1 23 866 0 1 0 |
Эз-пм QHoO 4Л|0,250 0.615 31 U65| П 05 1 0 ЭД
58 }
Sic III.7. Устройство
факельной трубы для
бездымного ежмгапая фа-
кельных газов:
1 — лзро«рои<|Д- 2— ракмь-
идя труба-, J — Цлнзльгз*.
Fupe-ivi-. 4 — делуршя гл •
pet i: s — эчеиро’кпм i; л —
устраЛстпа з бегу нее» №>
7 — штуцер дад пазе» и
тол ШИ «с газа- Д—опора:
—стоИиа; 'U —inryuep для
выклег конденсата,- Л —
1<т}цер для гиода газа;
™afluc воадуходувки. подающей
^обходпиое количество первич-
но'воздуха в ганок сжигаемого
„т В этом случае в озду.ходгнка
о-1«.ца обеспечить хорошее пе-
еиеишванне эондуха с газам прп
юбой скорости подачи иослсдге-
□ в факел. Должна быть прсду-
мотреиа ташке автоматическая
истема перепуска, чтобы предот-
□атнть охлаждение пламени из-
ыточинм ьоздухом-i! образова-
ше зима ПРП снижении расхода
•аза.
В табя- П1-3 приведена теоре-
тическая потребность в водяном
iape для некоторых углеводоро-
дов [14].
Как показали многочисленные
испытания, организация бездым-
ного сгорания наиболее успешно
достигается прп подаче пара или
распыленной воды. Водяной пар
вдувают или через трубку, вве-
денную концентрически в факель-
ную горелку и закапчивающуюся
примерно в 1,5 м под устьем го-
релки, И.Ж через многочисленные
мелкие сопла, расположенные по
окружности устья горелки, кото-
рые дают струн, направленные
под углом 30 и 45° к вертикали.
Схемы факелов такого типа приведены на рис. 11.16 и
111.7. Следует отметить, чгс прп подаче лара через коль-
цевой коллектор обсспечи. ется сравнительно низкая
температура корпуса горелки (не выше 300 °C), что уве-
лячквает срок его службы.
В литературе отсутствуют какие-либо конкретные
данные о способах контроля полноты сяшгапая газов
о Факельных установках. По-вцднмому. при назеъяых
(инзкиз) установках такой контроль осуществить лег-
*• Ч*М 1)р11 ВЫСОКИХ.
59
При определении требуемого кол и нее I о,т пара
бе&нымшпи сгорания обычно принимают. что in* I I
сбрасываемого газа требуется около 0,6 кг лара [I
Реко.меидуецое уравнение для расчета количества niff
II’JCC] ВИД 1
^г-1 J
где -количество сбраолпдоюгогаля. кг ;r, 1
i - - мачекуллрцая масщ гаял.
Это ураипсимс дрог хорошие результаты только дзя а
ношения НгО/СОл г. сгоревшем газе, ранном 0,7, т,{|
практически для смесей пз цетана и этапа ]1ли для t*
□оных смесей е большим содержанием водорода . 1
5, ГОРЕЛКИ ДЛЯ БЕЗДЫМНОГО СЖИГАНИЯ
Горелки могут бы-п. разделены на снижающие д.
мообразованис в результате подачи воздуха в зону 1
рения п в результате охлаждения этой зоны. Цезавпсш
<и способа снижения дымообр^ивания горелки должЯ
обеспечить работу факельных устройств в широком ди
нагоне скоростей подачи 1аза на сжигание. Для ра
шпрения диапазона регулирования факельная горел]
должна обеспечивать стабильность пламени п xopoiil
суешепие газа с воздухог. Стабплыюсть пчамепп й
стпгается установкой дежурных горелок вокруг факел
нои горелки и стабилизирующего кольца над срезе
факельной трубы. Для эффективного смешения газа!
вондухом 1 ребус гея большая площадь контакт? межа
ними. Это досттгается использованием факельной горя
кп в виде сопла для повышения турбулентности arJ
раздеаквиеч газово го потока на множество струп с rt|
мав1ью большого числа горечок пли одной гореаки!
большим числом выходных отверстий. Ч
Чтобы бездымное горение достигалось при miihV
мальцом уровне шума. т. с. при наименьшем расход
воздуха, раздир турбулентной зоны должен быть ми ш
мольным. Процесс горения дозжен прэпсходпгь вы Ц
факельной горелки, так как в этом сзучае продол ян
тельиость ее работы возрастает. 1
Необходимость защиты окружающей среды от apej
пых выбросов требует использования факельных yq
,О1ГСТВ C ipnpoKiLM диапазоном
«егулпровзяпя. С этой целью
гстанаолпъают большое число
Ьаксльиых горелок на одной
•nvoc. Иногда используют
;сгройсти,1 СО ступенчатым
1К. юиеиисм серий горелок по
пере увеличения количества
•аза, поступающего па сжпгз-
1ие/ На рис. Ш.8 показала
хема .ЧПНСЙ1Ю1О окислителя
аза.
Заслуживают внимания сп-
темы сжигания в наземной
юкельной установке, комбин-
ируемой с дымовой трубой.
1ри выборе конструкции фа-
елыюй установки следует ло-
:имо всего прочего руководствоваться и зкономичеекя-
;\ш соображениями.
Капитальные и эксплуатационные затраты па кон-
iKptrnyio факелыпю установку зависят от вида энерго-
{спабженпя (воздух, вода, пар пли газ), типа производ-
ства, размеров самой факельной установки п частота
iee ввдючеи 1Я. От косите такая стоимость оборудования
(зажигающих устройств. дежурных горелок, вспомога-
тельного оборудования, воздуходувок для принудитель-
ной иодечп рлэдтха), используемого для б& .ямпого
.’сжигания га.-юв, практически нс зависит от диаметра
/факельных труб, за исключением системы с припудп-
гслыиш яотачей воздуха (т»бл. II].I).
[ Таблица JH.J. Относительная стоимость фанельньх установок
ори нс ользованин факеаьник труб разлитого Ди. че-гра
Характер сжигали, тазов Д анетр трубы, згл
300 000
С яинг.лбрэд). шлем (сВпдтртпая горелка^ оезди’В ис сянгаиие с поддчез I.CKJ 1,00
пара . . 1.« 1,25
ила , , 1.30 1,30
НОДЫ . 1.20 - I.4Q
воздуха 3,80 3,33
61
Для бездымного сжигания гаа.ов, сбрасываемы}
•юльшон скоростью. используют обычно многощелей
факельную горелку [16]. в которой сочетаются элем
ты, обеспечивающие беспрепятственное лрохожде}
Рис. Ш.9. Факе.' „ ая гараака:
делурнзя горелка; З — огивпрегралнте» ь; 4 — imam
Рис 1П.10. Факельная труба с подачей иоэдууа:
t — ф.1Кааи in г-релкч 2 — труба ди шдтчи воздуха; 3 — трубопровод si
i апраоляеиаго к дежурпо1 горезге; 4—факлльная чкпня; 5 — ппазымл
«•а; 6 — ас .тиль И- воздушно! линии; 7 —ве«псль <д га’ово -.мин
первичною воздушною потока и позволяющие измени*
размеры щелей горелки. Схема такой факельной ropt
кн и общин вид факельной установки приведены!
рпс. III.9 и ШЛО. Прп до»ющи поворотных заслонов
перекладин, образующих щели, достигается распре/
леппе газов по всем}' сечению горелки. Используя j
кую горелку диаметром 2,8 м, сжигав и факельные га
с молекулярной массой от 74 до 86 при расходе 227 f
Изменяя площадь поперечного сечечпя факсльд
I прачки, можно поддерживать постоянной Скорость d
кельпых газов при изменении их расхода. Кроче то‘.
02
яопогшлс заслонки позволяют изменять соотношение
гопостсй воздуха и сбрасываемого газа, которое долк-
О увеличиваться с возрастанием скоростп сжигания,
(ервпчный воздух вводится параллельно потоку толли-
и закручивается по мере прохождения У-образпых
егцентоа между переклад, аун. Смещение факеньиых
азов с нмдухом происходит после выхода газов из
>акг.1ьной трубы и заканчивается перед фронтом пла-
(снн. Эт<> особенно важно при диаметре факельной
рубы около 1500 мм или больше.
Факельная установка такой конструкции была ис-
ользоиаиа для сжигания тазов, поступающих от ком-
рессора дая^ежатия пропилена. Скорость подачи газа
оставляла 150 т/ч. Сжигание происходило без дымооб-
1азоваыия. Поток первичного воздуха поступал прибли-
щтельио параллельно потоку горючего. По мере вро-
юждеш'Я через отверстия эжектора турбулентность
ютока возрастала. Длину перекладин для распределе-
ны факельных газов и диаметр факельной горе, и
зыбиралп в зависимости от расхода первичного воз-
lyxa.
При использовании факельной горенки, в которую
юдастся водяной пар, ее помещают в кожух типа тру-
5ы Вентури. Водяной пар, проходя через трубу Вел-
сурн, втягивает первичный воздух. На 1 кг подаваемого
пара подсасындется 15—20 кг воздуха.
В работе [17J описана' установка дтя бездымного
гжнгаипя отходящих газов нефтеперерабатывающего'
зредприятия. Установка состоит из факельной трубы,
факельной ямы для сброса жидкости, сепаратора. П1д-
розагворя и системы насосов для откачки конденсата.
Установи? енгбжена факельном горелкой' диаметром
350 мл Г1 е и сот ой 4,5 м. Верхняя часть горелки дтннон
3 н нзппивлена из жаропрочной стали с высоким сотер-
жадием хрипа. Горелка поставляется со стандартным
фльтц-ч. которым опъ кренится к факельной трубе.
Ц.чя ярелотврацемия образования дыма на кольцеоб-
разном распределителе из•легированной стала распо-
пнясенп под углом два сопла для выпуска пара. Пар
оораяуст два паровых конуса. При таком расположешш
паровых сопел не создается дополнительное дав. ен’ие
в факельной трубе п улучшается подсос воздуха в зону
пламеш». Расход пара при максимальной нагрузке* со-
63
ставляет 5 т/ч, что соот)
ствуьт удельному расх
0.2 кг пара па I ьтсжпг
мых углеводородов.
Дежурные горелки i.
ют полый защитный ко эк
который окружает верхи;
часть трубопровода деж.’
ного газа диаметром 50 ij
На расстоянии пример
250 ч,м от дежурной горе 5
в трубопроводе дсжурн<<
гада просверлены отверст'
через которые часть см(
дежурного газа с воздух?
попадает в кольцеобра^
пространство между кол
хой п трубопроводов Tt
попровод запального пл?
ип входит в кожух сни
так, что сначала воспламеняется выходящий из отв
стий газ п лишь затем газ на дежурной, горелке.
Для бездымного сжигания углеводородных газ
разработана факельная установка, использующая «а
фекг Коанда*> (рис. III.II) [18]. В этой факед>>иой те
новке газ высокого давления поступает в пространст
между двумя концентрическими трубами и, выходя ,
рез кольцевую щель с внешней стороны горелки
скоростыо звука, эжектирует воздух. Смесь гзаа с в(
духи изменяет направление двшкеип» и обтекает J
ловку горелки. Одним объемом газа подсасывается,
25 объемов воздуха. Газ высокого давления сгораетб
образования дыма. Газ низкого давления, горение ц
торого сопровождается образованием дыма, подают
центральной трубе.
Бездымное сжигание зависит от соотношения код
честв газов низкою и высокого данлепий и их пштЯ
стой. Поскольку таз низкого давления имеет более и
сокую молекулярную массу, его объем должен быть
3 раза меньше объыа газа высокого давления.
Другим преимуществом такой факельной устаиой
является низкий уровень теплового напряжения. тэд
как га: низкого давления поступает в ядро пламени. ]
й. КОНТРОЛЬ полноты сжигания
НА ФАКЕЛЬНОЙ УСТАНОВКЕ
Для обеспечения полноты сжигания на факельной
установке и экономии пара следует применять авте* з-
тическпе системы слежения н регулирования. При на-
пушениях процесса сгорания на факельной установке в
окружающую атмосферу сбрасываются значительные
количества несгирсвших углеводородов, окиси углеро-
да'п сгнкп. Такне сбросы представляют серьезную опас-
ноегьдтя окружающей среды.
Biwva.1 нос наблюдение за. пламенел., i ручное регу-
лирование пплачи пара требуют постоянного внимания
оператора, который должен достаточно точно и быстро
определят!, в каждый момент времени количество пара,
которое цсибхндпчо подать па факел.
Аитомаinчески'П контроль .основанный па измерении
газового потока к факелу, также зачастую не дает долж-
вых результатов, особенно когда состав и плотность
сжигаемых га-лн» не постоянна.
Существует прямая зависимость между размерами
пламени и кознчеством подаваемого пара для обеспе-
чения бездымного сжигания [191.
Разработана простая автоматическая система кон-
троля п регулирования, основали ая па измерении тем-
пературы пламени термопарами, размещенными вблизи
пего. Эта величина используется для овретеленпя ко-
личества пара, подаваемого в факельную горелку.
Система состоит пз четырех железо-константа новых
проволочных термопар, размещенных па экране под
факельной горелкой или на равных расстояниях одна
от другой во периферии вершины факельной трубы.
Для полупспия средней температуры и сведения до 1 -
ивмума влияния направления а скорости ветра термо-
пары соединены параллельно. Получаемый электросиг-
пал преобразуется в пневматический, упраазя! ощпй по-
_ачсй вара черев пневматп1 геский контролыы й д’заплн
Положения штока тшевми пческого клапана соответст-
вуют пзминеппям окружающей темпер., гры по показа-
ниям зермопар.
Техническое обслуживание» системы является не-
сложным, так как измеряющие п регулирующие устрой-
ства работают при отностельно низких температурах
,£ Ul’ подвергаются действию факельных газов.
Установка для авклматическоп подачи водяного rt
ра по перггфернл факельной юрелкп описана в рабси
[20]. Струя* I вод да ого пара создается интенсивная туз
булентность пламени п обеспечивается смешение газ(
с воздухом перед поступлением в зону сгорания.
При гюдаче достаточного количества пара устравг
гтся дымный шлейф, и пламя приобретает оран.? bj,
(птеюк. Небольшие дымные эоны создаются толу’
около его внешней кромки. Если подачу пара гвел,<
чшъ, то дым полностью исчезает, а светимость пл г /
ни уменьшается. При дальнейшем увеличении подай
пард пламя становится заметным практически толь!
в ночное время как небольшое голубоватое иятно. *
Для. равномерной подачи водяного лара в газово.
поток ла факельной липни установлен датчик расход*
управляющий клапаном на линии подачи пара, которь)
еткрывается тогда, когда скорость газа достигав
0,5 м/с; при скорости 8 м/с клапан подачи пара по
иостью открыт.
Датчик расхода, применяемый в этой системе, р
ботает по принципу расходомера Вентури: он регулпр
ет подачу пара, создавая крайне незначительное пал
нис давления в факельной липни. Записывающие ра
ходомеры, установленные в по^'^щетпи пульта упра
лепия, регистрируют количество газа, сбрасываемого j
факельную установку, и количество пара, подаваемо
в паровые сопла факельной горелки. Соотношение кол
честв пара и газа можно регулировать перестановка1
вставки пропорциональности регулятора расхода. ।
• Предлолена автоматическая сястемт [21] для бе
дымного сжигания в факелах избыточного колнчест]
отходящих газон нефтеперерабатывающих предприяти
Основной частью системы является полая вертнкалып’
колонна, частично заполненная водой, антифризом utf
другой негорючей жидкостью. Эта колонна соедпие]
трубопроводом большого сечения с гидравлическим ц‘
кумулятором. Из колонны имеются четыре выхода д1
ввклопных газов: одни предназначен для постоянно!
сброса газа в систему очистки при нормальной рабо!
аппаратуры. Этот выход расположен в верхней час!
еплопны лад макси таяьно возможны* уровнем жидй,»
сш. При нормальных условиях уровень жидкости н
ходится выше уровня трех других выходов газа.
fifi
Повышение расхода и давления отходящих газов
приводит к повышению давления в колонне. Цзи этом
часть ж„дкости выдавливается в аккумулятор, и газ
через соответствующую диафрагму иостуиает в трубу,
в верхней части которой установлена система факель-
ного сжигания; Для снижения дымления факела в тру-
бу подается водяной пар, причем количество его авто-
матически регулируется в зависимости от уровня жидко-
сти в колонне, а следовательно, и от давлении газа в
колонне и расхода газа. Дальнейшее повышение дав-
ления н расхода газа приводит^ понижению уровня
жидкости в колонне и последовательному открыванию
второго 11 третьего выходов газа в ([акельную систему.
При открывании третьего выхода автоматически откры-
вается клапан на линии, нодающпй пар в кольцевое
соило вокруг факельной горелки, что способствует без-
дымному горению.
При снижении скорости сброса выхлопных газов'
автоматически закрываются все три выхода газа в фа-
кельную установку и прекращается подача пара.
Оптическая система для контроля полноты сжигания
описана в работе [89].
РАСЧЕТ ФАКЕЛЬНЫХ СИСТЕМ
I. УСЛОВИЯ СТАБИЛЬНОГО ГОРЕНИЯ
Безопасность эксплуатации факельной установки во
многом зависит от правильного выбора расчетных па-
раметров. Расчет факельной трубы аак-тючается в опре-
делении диаметра ствола факела, который должен обе-
спечить стабильное пл<ы. я в условиях переменной из
составу п расходу нагрузки, высоты ствола i расстоя-
ния вокруг ствола, на котором тепловое излучение бу-
дет безопасным.
Пламя сжигаемого на факеле газа должно быть
устойчивым. Проскок пламени в трубу, как и его отрыв,
недопустимы. Подобные явления могут возникнуть толь-
ко при нарушениях технологического режима ыи пс.ц>
етатках конструкции факельной установки.
Скорость движения саза в факельной трубе. пезавд-*
енмо о г колебаний нагрузки, всегда должна быть боль-
ше скорости распространения пламени, н в то же время
меньше некоторой предельной скорости, при которой inJ-*
можен отрыв пламени.
Наибольшая нормальная скорость пламени метано-
воздушной, ацетилепо-воздуштп' н водородо-эоз* ушной‘
смесей составляет соответственно 0,37; 1,5 и 2,7 м/с.
Практически скорость горения зависит ие только от со-
става газовой смеси, но н от диаметра трубы- и началь-
ной скорости смеси, так как эти факторы определяют
степень турбулентности горящего газа. Поэтому факти-
ческая скорость горения в несколько раз превышает
нормальную скорость распространения пламени. На-
пример, прн хиффузионпом сжигании ацетилена ско-
рость юреппя составляет около 3 м/с. Скорость дьл-
ження ацетилена в факельной трубе должна быть в
пределах 5—8 м/с.
Диаметр трубы (а также горелки) факельной уста-
новки должен исключать возможность отрыва пламени
68
'» Лу-ае сброса больших
1J nibtera газа, например
' ЗдаЗтарийном режиме.
I R*tJrFJU пламени от тру-
. небольшого диаметра
' Яр. ЦрЯДНТ при скорости
*^7? ния газа, состанляю-
А', -0'60—30% от скорости
а В этом случае пламя
oq>>? 1ется от факслыюл го-
становится неустои-
t*, и может легко погас-
ауФ. Для труб большого
• ^и(«ь-.тра скорости отрыва
с ^а. . ни будут несколько
бо-Д-гЁ. Экспериментальные
L we о скоростях отрыва
> - - К" для факельных
отсутствуют. На прак -
। гринпмают. что пл<.и
*<едгг. устойчивым при ско-
рее IV.I. Условия стабитыюю
г»ре<П1Я:
I rp:ir«ri-j ,гв -iairn '.'о
- — грани»/ орг/ л a .
Bp<Ti газа на выходе, не
Ш^дунающей 20—30% от звуковой скорости [22].
о ’;Дчя обеспечения стабильного горения газов па фа-
eJfc-Ной трубе применяют специальные стабилизаторы
I ’йгЛчмш. Стабилизатор пламени может быть выполнен
| У -Иде простого кольца, несколько приподнятого аад
jksEtw факельной требы и расположенного в чине п та-
.Другим способом стабилизации пламени является
*Сп кьэованпе постоянно действующих источников ча-
нпя смеси, например искры, нагретой струп и др.
AiiipoKo применяют стабилизаторы, использующие знер-
Еяр основною потока. Как пранти >. в этих устройствах
й^-тся эона пониженных скоростей ii.ni даже образ ио
"Оправленных потоков, в которой происходит горение
Й J которой горячие продукты сгорания попадают в
-Лоапой поюк. Такими стабилизаторами являемся
. t'-3‘vo обтекаемое тело, форкамера, пограничный слой
^‘Иидр. [23J.
: Л^Стабплиэатор пламени допускает уменьшение дна -
^ра трубы, что снижает материальные затраты. На
;*?*• IV. I показана зависимойь отношения Lid [Z. —
69
высота (длина) пламени; d — диаметр факетьпой rJ
редки] от числа Маха. Число Маха представляет с® j
отношение и/и3 (и — скорость истечения газа, м/{
tia — скорость звука в этом газе, м/с).
Эта зависимость характеризует высоту пламени д®
различных скоростей потока.
Начиная со скоростей, равных 20% от скорости ьаь
ка (число Маха равно 0,2), высота (длина) пламен,-,
становится постоянной и равной 118 диаметрам
кельмой горелки
L = ll8d (IV 1
Это выражение иногда используется при расиста!
высоты факелыюй трубы.
При скоростях сброса, меньших 0,2 от скорости эан.
к», при расчете высоты пламени по формуле (IV.I) по
лучают Завышенные значения. Хорошее соответствья,
расчетных данных с практическим получается при к|,
пользовании уравнения (П.7) (24]. м
Так, при сбросе на факельную установку высоте^'
25 м 11500 м3/ч газа с теплотой сгорания 56 МДжля'
содержащего 55,8% (об.) углеводородов и 41,8% (ой
водорода, без подачи воздуха и пара-высота пламеам!
рассчитанная по уравнению (П.7), получается £Dav.=ll
= 15.2 м, а наблюдаемая великана £пабя=16 м.
При расчете по формуле (IV. I) для этого случав
£=52 м. I
Расхождение результатов объясняется, ’ по-видимому*
тем, что формула (IV. 1) была получена в опытах Г
трубками небольшого диаметра. В трубках большом
диаметра при скоростях, близких к 0,2 от скорое!*,
звука, сильнее проявляется турбулизация потока, cno-f
собствующая уменьшению длины пламени. ;з
Характеристики иламени, интенсивность теплоизлЯ
чения на поверхность земли и температура металл^.1
конструкции факельных труб большого диаметра бы“Й|
исследованы в работе (25]. Установлено, что длина план
мони п его диаметр увеличиваются с ростом числа МФ
ха. Для определения длины пламени предложено урат*
пение • У;
L 0.72- 10s (u,'u3)d (IV-J
Измеренные значения длины пламени составляк’!
70
' г значений, приведенных в работе [26] в кор-
те&МЪшихся с формулой (1V.1).
?в 9 работе [14] для расчета дливы пламеии рекомен-
^ю^тспользовать следующие формулы:
числе Маха <0,15
L = 2,43QflS (IV.3)
rjpH числе Мяхт 0,15—0,35
1-7,7-UTSQ/<F (lV.3a)
jiJlpH числе Маха >0,35
1-IXW
।
юличество тепла, выделяющегося при сгорал ш, МДж,ч;
л .аметр факельной трубы, м.
Глг хует отметить, что длину пламена вычислить
^'р^ЙГлаень трудно, поскольку она зависит от ьного-
к^Ямых факторов (состава газа, количества тепла,
-ющегося при сгорании, скорости сброса и др.).
BoMi, целесообразно использовать эмпирические зави-
симей» приведенные выше.
2. РАСЧЕТ ДИАМЕТРА ФАКЕЛЬНОЙ ТРУБЫ
сравнение расхода сбрасываемого газа имеет вид
(1V.4)
kjrtCXOA'rab
ft — плотаость . аза, кг’м’;
•« — скорость газа на выходе ta факельно« трубы, ч'с;
<— площадь поперечного сечения трубы, ч1.
Пютность сбр, сываемого газа
Р=-^-
ят
(1V.S)
молекул яр !ta я масса газа, кг;
ff абсолютное даплеязе газа, Па;
:»мпература. К;
’V'» ”»ерсальная газовая постони тая, равная
.,8£1 »,Дж/(мольК).
Гвза на выходе из факельной трубы при-
,.. Tjpfc равн ® 20% от скоростч звука в этом газе.
V”»^Z'^“?0C’rb звук» в идеальном газе может быть вы-
j следующим соотношевием
Тогда скорость rasa
исжазаге.'и. адиабаты;
Поперечное сечение факельной трубы равно ¥
. f=o,7e5d> (|
где d — диаметр факельной трубы, я. 'в
После подстановки уравнений (IV.5) — ([V.8)if
уравнение (IV.4) получим S
Цели расход газа задан в ,мь,ч. го уравнение для рас-
л»та диаметра факельной трубы будет иметь вид
11V4H)
Диаметр факельной трубы можно определить па пи-
^агрон.мс, приведенной на рис. IV.2 [14].
Пример- На факсь <ую устлюаку «.брасыгдютса умеаодарод-
и)11£ ।. .ы с >гк1скулариг)П мисси/ 30 при температуре 150 аС в нота-
,p-r.ic 150 т/ч; Й=1,4. Определить дна teip факельной трубы .По ио-
даграаде </=0.75 ы.
Диаметры факельных труб, найденные по номограм-
ме, соответствуют диаметрам факельных труб, на ко-
торых сжигают газы, способные к сажеобразовэяпю при
яедиситке воздуха или в отсутствие пара. Поэтому,
если предстоит сжигать газы, не выделяющие дыма,
пропускную способность факельных труб можно увели-
чить па 30% •'in уменьшить расчет 1ып диаметр на
15%. Для что го следует умножить нанделнын по но\ i-
граммс диамг-тр на величину 0,85. При расчете следует
учитывать, чю диаметр факельной трубы должен быть
ж Neu 11 те. диаметра факельною колмекюрли с кото-
рым соединена факельная труба.
3. РАСЧЕТ СЕПАРАТОРА
Сепаратор в факельной установке служит для пре-
дотвращения опасности, связанной с горением жидких
капель, выходящих нз факезыюй трубы. Кроле того, в
сепараторе может отделяться п конденсат водяного па-
ра, используемого для обогрева факельной установки в
коладппе время.
Для практических расчетов диаметра D горюон-
тального сепаратора (при размере частиц 400 мкм) ре-
комендуется следующая фори jn.[27]:
где и — расход газа, кг/ч;
р F"~’MotlWAb поперечного сечения сепаратора, я2;
1 1 Р;< —плотности газа и жидкости, кг,Мг:
465 — чпелоаэй множите • .
(IV. 10)
73
Так как.
0,785.9’
уравнение (IV. 10) можно представить в виде
«/-«.ют |/(P„-ft.)-2S- (i\l,
отсюда
D-0.S»"-5(-^-f,M(ftK-pr)-1’.25 (IV.1
\ рЛ4 1
Если принять, что плотность жидкости р^-650 кг/1
давление в сепараторе 1,3- 10s Па и пренебречь эн#
ппем pt. которое значительно меньше рж, то полу»
D=5.25 • КгМ-® («В
где D—диаметр сепаратора, м. I
Это уравнение применимо к сепаратору с одним q
током.
Горизонтальный сепаратор с разветвленным по»,
ком, в который пары поступают п середину емкости
выходят с двух концов, имеет пропускную способней
в два раза большую, чем сепаратор с одним потоке
Поэтому диаметр сепаратора с разветвленным потока
принимают в 1,4 раза меньше диаметра, на йденного :<
формуле (IV.13). {
Приведенный расчет выполнен для незаполненно
сепаратора, если же н сепараторе должен находить
значительный объем жидкости, то его диаметр увед
чип а ют в 1,4 раза по сравнению с диаметром, найде
ным по форлуле (1V.13). Диаметр вертикального сеп
ратора принимают в 1,4 раза больше диаметра горпзоЛ
тачьного сепаратора. Номограмма, приведенная )
рис. 1V.2, позволяет опредетять диаметр горпзонтаЛ*
ных сепараторов.
Пример. Определить диаметр однопототаого горизонтально
сепаратора для отделения частиц жидкости при сбросе 150 т/ч гЛ
с молекулярной массой 50 и температурой 150 °C.
По помогу яме D—3.45 м; аьйпраеч диаметр D=35.
По расисту j
»
74
О =5,25-Ю^3 |/ 150 0001/ ~-=3,5м
расчетная формула быта выведена для диаметра
кзстни 'tOO mi f . Размер осаждающихся частиц зависит
от скорости потока и диаметра сепаратора. ГЬэтсму,
eCjtu принят сепаратор с другим диаметром D, то сле-
дует определить размер осаждающихся частиц (в мкм)
d~400(Da/D) (IV. 14)
где Da — ДШыетр. аайдеаный по уравнению (IV.13) пли па яамо-
.доме i»a pic. IVA
Длину сепаратора принимают равной* двум—трем
диаметрам.
Отдельные элементы факельной установки нефтепе-
рерабатывающего предприятия: коллекторы, трубопро-
воды. предохранительные и разгрузочные клапаны рас-
считывают по уравнению
(iv.isj
\ Та / \ тцк /
где d — диаметр трубы, м;
Ра п р’ — давление перед клапанам (в сосуде) я после него, Па;
— отношение фактической скорости потока к максимальней;
Л( — молекулярная масса;
Т — температура. К-
Величина ujiimn. зависит как от коэффициента тре-
пни. так н от отношения давлений pzlpa. Из уравнения
(IV.15) молено определить давление перед клапаном
Ра. давление после него pi и диаметр трубопровода d.
При расчете трубопроводов следует принимать
(Рз/Рэ)/(«/«тах)>0,5, чтсбы избежать движения потока
со звуковой скоростью, которое может сопровождаться
сильным шумом. По этому уравнению построена номо-
грамма [53], которая позволяет легко рассчитать пре-
дохранительные и разгрузочные клапаны. Диаметр фа-
кельного коллектора, собирающего газы или пары на
предохранительных клапанов и направляющих их в
сепаратор или в факельную трубу, рассчитывают исхо-
дя из максимальной нагрузки и давления. Чем выше
Давление, тем меньше должен быть диаметр. Однако
Дкяметр коллектора следует выбирать так, чтобы поток
га- а пли пара имел скорость ниже скорости звука. Для
75
этого следует выбирать величину (pa/poJ/^Mnax). исхо-
дя из следующих соображений:
<рЛлй№1*и 1К)
Тр_\<агД1авод до свросиых ктаггапав 2—4
Трубопровод тйеле ебросиьч клапаадв 1—2
Факетьные коллекторы . ................. 1—2
Фткельная груба.................. 2—3
4, ВЛИЯНИЕ ТЕПЛОВОЙ радиации
НА ОБОРУДОВАНИЕ И ПЕРСОНАЛ
При сгорании больших масс сбрдсываемых газов,
например, при нарушениях технологического режима,
выделяется большое количество тепла. Поэтому при
расчете высоты факеныюго ствола п определении м^стс
его расположения следует учитывать три основных фак-
тора пожарной безопасности:
I) радиационно-тепловое воздействие пламени па
персонал п оборудование;
2) пскрообразоваппе:
3) возможность воспламенения отдельных очагов
взрывоопасных смесей с воздухом, образовавшийся при
утечке горючих гаков.
В случае аварийного сброса больших количеств газа
на факел персонал во время обслуживания оборудова-
ния пли эвакуации из опасной зоны не должен подвер-
гаться воздействию значительного теплового излучения.
Для этого необходимо, чтобы факельная труба был<»
достаточно высокой или. если это невозможно, прини-
мать защитные меры по обеспечению безопасности пер-
сонала.
Оборудование, емкости, сооружения, находящиеся в
зоне действия факела, также следует защищать от теп-
ловой радиации навесами или водяными завесами. По
возможности следует стремиться к тому, чтобы не рас-
полагать оборудование i ссор ужения вблизи факельной'
установка.
Зависимость температуры нагрева стального обору-
дования от иптенспвюс ти и ape tie ни га а учения пламени
показана на рис. IV.3. На рис. IV.4 представ тепа зави-
симость равновесной тыяпературы от интенсивности п-
лучепля. Кривые / п 2 покатывают теоретическую рав-
новесную температуру при коэффициенте лучлетото
76
Prrc. (V.3. Зааиспыость температуры нагрева стшьпого оборудова-
ния ог интенснаизств цвреиещ излияния втачепп Станниналтс’к» .
6 чм, koj f4iimnci<<r ту чистого теп.тооочева ОД; охлаждение а резуль-
тате мптелцпи не учитыьается):
i — it П.ИС1КШ1 н> лучении 2а МДж <ч'-ч|; 1 — то ;ке, М МДж>(ч*-ч];
1 — 4» МДчч'См-ч]: J-ад МДж^Г-ч).
Рпс IV .4. Замспиость равпопссиоп температуры оЛ интеис юности
излучения:
'— для дереяянаь.. вди’Дчетоц; i
i —Tu-ineparj ры «Г> °вх<||мния
«<н>гоетств-яМ1>.
иосптачв ieoi я лр< есааы
обмена, равного соответственно 1 и 0,5. Фактическая
температура на поверхности, обращенной к пламени,
будет находиться между крнвы« п 1 п 2. Температура
емкостей, содержащих жидкость, или через которые
проходят пары, может быть пиже, поскольку' емкости
охлаждаются этими продуктам®.
Кривую / используют для определенгя температуры
объектов, имеющих низкий коэффициент теплопровод-
ности (например, строеппй из дерева). Равновесная
температура на поверхности таких предметов устанав-
ливается значительно быстрее, чем на металлических.
Процессы обезвоживания, нерсгоикп и воспламене-
ния тревесипы происходят соответствен! ю прп260 ,370
м 425 °C. Этш температурой будут соот ветствовать теп-
ловые нагрузки 14,5; 34; 45 МДж/(м2-ч). Следователь-
но. деревянные строения могут воспламениться при ин-
тенсивности излучения тепла 3t—45 МДж/(м2-ч).
Поэтому, если нельзя установить факельную трубу
достаточно) высоты, то оборудование вблизи трубы сте-
дует защищать тепло изоляционным пссгорас гым. по-
крытием um водявы-w завеса нг.
77
Рос. IVJi Зависимость иитепс гавсп теп. «и вмдшя от опере. i
вщдепстмя прж влыямальшду богевьи □щущеиин'С
На рис. IV.S окружностям* обозначены золы, а ко-
торых следует обеспечить защиту оборудования и пер-
сонала при эксплуатации факельной трубы диаметром
1200 мм и высотой 60 м при сжигании 440 т/ч углево-
дородных г.- зов с молекулярной массой 44.
Общая до? а п максимальная пптенсивность тепло-
вого излучения, которые может воспринимать персонал
при аварийном выбросе, по данным разные авторов
значительно различаются. Например, максимальная ин-
тенсивлость теплового излучения принт ается от 5 до
17 МДж/(м2-ч). Так, в работе [26] рекомендуется рас-
считывать общую дозу с учетом изменения интенсивно -
сти излучения но времени,
На рис. IV.6 приведено суммарное количество тенло-
нзатчепия, которое может выпесгн человек. Безопасный
предел интенсивности теплоизлучения, который может
нынести человек в течение неограниченного времени,
составляет 5 МДж/(м2-ч).
С увеличением интенсивности теплоизлучения воз-
можное время пребывания чедбвекк в зоне теплоизлуче-
ния уменьшается. Ниже приведено влияние теплоизлуче-
ния на человека:
Инта крепость тепттавлученяя, МДк/(№-ч) 22,7 60
Нрами, с:
до гоявденпя болей.............. 8 —
э образован* я газыре! на коке ... 20 5
78
рнс.. 1V-7- Зависимость
.(экслчлтьпаго тегиового
Lgvienifl от времени
вд,’ле«ля персонала не
риской зоны (с учета,!
ape jeiiH реакции, равно-
* го 5 с).
Пл приведенных данных следует, что при интенсив-
ности теплоизлучения 22,7 МДх</(м2-ч) появление боли
наступает через 8 с. Для сравнения укажем, что интен-
сивность солнечной радиации составляет 2J5—
ЗД МДж/(. -ч).
Величина интенсивности теплоизлучения не являет-
ся постоянной по времени, поскольку она зависит от
объема сбрасываемых газов л расстояния между че по-
вею™ и теплоисточником, которое, как правило, после
внезапного выброса большого объема газов увеличи-
вается вследствие удаления персонала от факельной
трубы.
Рассмотрел слэян, когда человек па тод ите г 1 у оейва «я
факельной трубы в момент меаапиого вьброса газов. В течение
ирпмерцо б с гедопек подвергается действию теплового in, учения
шйллаыой HirreniMBHocTj (5 с — это время реакция человека па
тепловой раздражитель). Затем человек начинает быстро удапятыя
w факелыюй трубы. В течение игиродолжитаяьаого времеш человек
должен гокл, чгь эону, в которой тепловое напряжение превышает
5 МДж/(м*-ч). При тепловом излучении с ni теисавностью
11,3 МЦ#ь/(м‘‘Ч) и при коэффициента светового елучедия 0,8 мак-
CHMd.naiaa температура на ypoate эелли через 20 мин составит при-
мерно 190 “С, а по исгечешш одной м<нуты 90 °C Поэтому при дан-
ном из яуч941Ы время удаления персоаача, эастигпутогп ннеэаяяой
вспышкой га факепе, без риска поражения составляет 30 с.
Максимальную интенсивность тепловыделения, кото-
рую выдерживает в течение всего времени воздействия
персонал, можно определить во следующему урав-
нению:
Ч-тд.+т. 7|~^ (1V.I0)
О
79
причем
где т — время облучения, с; |
т,—цремя реакции человека, с; |
Tj — время удаления человека, с; |
.q— интенсивность теплоизлучения, соответствующая общему:!
времени т, определяемому по рис. IV.6, МДж((м2-ч)-,
9, 92 — максимальная и минимальная интенсивность тетолз ту.че-1
ния, МДж/(м2-ч); 11 у
L— длина племени, м. |
Графическое решение уравнения (IV.16) представ-^
.чено на рис. IV.7. Время удаления персонала опреде-5
ляется высотой трубы Н, поэтому решение уравнений
(IV.16) остается неопределенным-до тех пор, пока пе|
будет определен критерий высоты трубы. 1
5. РАСЧЕТ ВЫСОТЫ ФАКЕЛЬНОЙ ТРУБЫ
Ингепсппиость теплоизлучения пламени определяет-
ся уравнением - • :
где е —коэффициент снегового излучения; ;
Q —«отчество тепла, выделяемого п л«мее м,М1Д jtc ч,- ' ,
г — расстояние от центра пламени, м. !
Коэффициент с учитывает количество тепла, рассей-‘
Бающегося излучением; для метана он равен 0,20, про- :
пана 0,33 п углеводородов с молекулярной массой бо- у
лее 44 он равен 0,40.
В зависимости от молекулярной массы сбрасывае-
мого углеводорода коэффициент излучения выражается
различными эмпирическими уравнениями
е-=0,048‘Ил'1
(IV.18)
(IV.19)
26, У
(IV .20)
для газовых смесей
где Qn — низшая теплота сгорания.
Ц' количество тепла, выделяемого пламенем, равно:
| <2^№<?h (IV.22)
t е ц? — количество сбрасываемого газа, м2/ч.
Г Предположим, что тепло, выделяемое пламенем,
J авномерво распределено по его длине, а сброс газа про-
г?схо,'11П ° неподвижный воздух. Необходимо определить
1 высоту факельной трубы при заданной интенсивности
гсПлоизлучения у ее основания.
Тогда уравнение (IV.16) можно записать
ц1Им образом:
следую-
е Г (Q/L)dr e(Q/L)
4л J (х')‘ 4л
(IV.23)
кз которого
Отсюда
__ Eg
4nH{H-'rL)
х' =[W(//-HL)|^-
(1V.24)
где <?i — максимальная нитсисавпость леплоизлучеаии, МДж/(мг-ч);
// — высота факельной трубы, ы;
/. — высота (длина) пламена, м;
л'—-расстояние аг аелтра сламевн до основания факельной
трубы, м;
I — расстоятс от веитра пламени, м.
Для определения значений </| можно воспользовать-
ся рис. 1 V.6.
Самая короткая факельная труба получится при
<71 = 37,4 МДж/(м2-ч), если считать, что время удаления
персонала из опасной зоны равно нулю. Если в форму-
лу (1V.23) подставить значение. <?| = 5 МДж/(м2-ч), от-
вечающее безопасному уровню интенсивности, то пре-
дельное расстояние от центра пламени будет равно
,. _/ eg у/2
Рассмотрим рис. JV.8; расстояние х от основания
81
факельной трубы для безопасной зоны можно к
слить, определив длину катета в прямоугольно^
угольнике
ИЛИ
Рнс. IV5. Положите факела ип ос *талыю факелыой трубы rfy
эетре (х*—дано кр рнс IV3).
В то же время х (в м) молено определить как ityfct
преодолеваемый персоналом за время удаления от ф
кельной установки
х ~ "
где и — скорость передвижения яерсоьа та, м/с; I
Т‘2 — apcvui ззакуацк i, с.
Таким образом, предельная интенсивность тепловЛ
излучения, воспринимаемого персоналом, связана 4
временем его удаления из опасной зоны (см. рис. IV.7,
Задавшись средней скоростью передвижения,
можно установить достаточно точную связь между рд
стоянием х и высотой факельной трубы Н. Однако за-
будет справедливо для случая, когда сброс газа врой;
ходит в неподвижную атмосферу. При ветровой нагр$
ке пламя будет наклонено в одну сторону- Площадь")
основания трубы, па которой интенсивность излученЙ
82 1
ЕеГ выше допустимого предела, имеет форму .эллипса,
апралзвние и размеры эллипса будут зависеть от на-
падения и силы ветра.
►"Если скорость н направление ветра неизвестны, то
nIniu jaioT скорость, равной 36 км/ч, а направление
11('Tp,i .гестороипнм, при этом расстояние от основания
факельной трубы до безопасной эоны увеличивается,
•то обусловлено наклоном пламени. Из рис. IV.9 сле-
.дуст
(IV. 26)
где я» —серость ветра, у/с;
и - - скорость сброса г ааоа, и/е;
я— угол nai лона пламени. .
Отсюда
л. pa _ [Н + (у' —Н} cos а|«|1 /3 4- (*' — Н) sin a (IV, 27)
(>. ПРИМЕР РАСЧЕТА ФАКЕЛЬНОЙ ТРУБЫ *
Пр: расчете по приведенной методике высота факе* нон трубы
сж-тааляет небольшую вевгишу. Вокруг трубы получаются довольно
зк1чшезы © эоны действия теплового излучения «ысокой нггев-
сяаоос!..
Таблица IV.'I. Характеристика сбросов'
Предочыип- глюав Газ Л1 Расход
хохь/ч KTf4
I Углеводороды 33 1110 36600
Н,0 18 1220 22030
ч Углеводороды 33.4 1165 38900
а Углеводороды 28 435 12200
4 Уг.-».водорЗды 42 1705 737Л
Cw-ia ( Уг-еводороды 36,2 4415 161400
( НзО 18 1220 22000
5635 183400
* Расчет проверен без учета со вечной радиации. Чаксп таль-
Шя тчиечная радиация па территории СССР таходигся в преде-
лах 2л -2,9 МДж/(м',-ч) [27]." Максимально допустимая интенсив-
ность самого факела определится гак Чъ~Ч—Ч<*
83
Требуется определить размеры факельной трубы для одном
менкой разгрузки предохранительных iraanauon. Характерно’-й
сбросов приведена а табл. IV. I [26]. Д
Давление газа в сбросной трубе составляет 100 кПа; теип<м
тура окрунсающего воздуха 21ЯС: средняя скорость ветра 9 м/с.'Ц
В таблице IV.2 приведены суммарные расчеты флэнко-хнмйм
кпх констант сбросного газа.
Таблица IV.2. Фнзнко-хнмическИе константы |
сбросного газа J
Газ 3,- и? Ср. кДж/ / (модь * К) .Су дСр 1 <?„. МДж/»" а
Упвводороды .... нао 0 ,783 0,217 41 й 25,0 54 ,4 33,3 56 D 5 5 42 5 7 2 71 0 1
Сумма .... - - - 41,5 49.7 - 51
Для сбросного газа молекулярной массой М=32,35
зпнчег
Скорость звука в сбрасываемом газе
Плотность сбрасываемого газа
106 32.35
р —---------------—. I ,32 кг/м1
' 8,31-294-Ю1 1 '
Скорость газа на выходе принимаем рапной 20% от
эпуко)
I (лошадь поперечного ссчсния факельной трубы
163 400
Диаметр факельной трубы
II = ------" = U,'JUJ м
0.785
Из рис. IV.I следует, что длина пламени L будет составлять
Общее тепловыделение
84
Q = 183 400 =7.7 10» Л1Ди</'(
Коэффициент излучения
((itieiicHOHocTi, теплоизлучения'
0,258 7,7 • 10» 0,158-10»
Предельное безгласное расстояние от центра пламени
-, / 0,158 - 10»
'-.V^—=|78“
Пользуясь рис, (V.7 и задаваясь различным време-
нем эвакуации tj, определим величину теплоизлучения
ц рассчитаем высоту трубы И и время эвакуации. Рас-
четы метолом приближения продолжаем до совпадения
принятых п расчетных величин. Результаты расчета
приведены й табл. TV.3..
Таблица IV.3. Расчет высоты факельной трубы
методом приближений
Предполагаемое время знакуации Теплоизлучение племени q, МДж/(м‘-ч) Высота трубы Н. м Расчетное звакуашш т;.
0 37,4 30,5 “’б,8
95,8 16,2 61,5 23,4
23,-1 16,4 56,5 2-1.1
Переходим к определению влияния ветра на безопас-
ную границу вокруг факельной трубы.
Угол наклона пламени
1«а = —-—= 0,1485
60,4
sin а = 0,147 cos а --0,99
Минимальное расстояние от центра пламени
*’ = [56,5 - (56,5 + 107) |'/2 =96,5 м
Отсюда
(/ -Н) =913,5-55,5 =40 м
\Н + (х' —Л7) cosa[2 = (56,5-|-40 - 0,99)а =9250
85
Расстояние от основания трубц 3
х = (31 600 -9250)4-40 - 0,147 =155 м 1
Следовательно, оборудование, требующее к себе особого внимй
кия со стороны обслуживающего персонала,, должно располагать^
за пределами зоны радиусом 155 м, ?
Из прне
определять
7. ВЫБОР МЕСТА РАСПОЛОЖЕНИЯ ;3
ФАКЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК |
еденного выше расчета следует, что можнЙ
высоту факельной трубы, исходя па интей|
-so
-к
•SO
'•30
Рис, IV.10. Расстояния от центра пламени н основания трубы дй
точки с пшенснвностъю теплоизлучения q\ ж
' — высота факельной трубы, м;. 2 — отношение высоты к диаметру: 3 — пасЖ
стояние от центра пламени, м; > —расстояние от основания трубы, м. Д
енвности теплового напряжения, которое может выдерэд
жать персонал в течение некоторого промежутка врет
менн. Эта величина составляет 17 МДж/(м2-ч) [26, 28]1
При большей интенсивности следует принимать эащиД
86 I
-300
-210
-2t0
-2/0
'-НО
- do
-do
-so
-so
ные меры. Такое допущение по величине максимального
теплового напряжения у основании факельной трубы
позволяет упростить расчет и предложить номограмму
(рис. IV. 10) для определения интенсивности теплоизлу-
чении q в заданной точке по известному расстоянию х
и предварительно найденному расстоянию ч (рис. IV.11).
________eQ ____
’ «м^ + жи + ш
(IV.20)
Подставляем х = 0 и интенсивность теплоизлучения у
основания трубы 7=17 МДж/(м2-ч) и решаем относи-
тельно необходимой высоты трубы Н.
07
При выборе высоты факельной трубы п расчете pad!
стояния от основания факела дп безопасной зоны след
дует отдавать предпочтение более нпзкоп факельном
трубе, так как оиа создает меньшую тягу. При необхол
дикости обслуживания контрольных точек, находящих*/
ся у основания факела юн трубы, в расчете приннмаютсИ
что расстояние от иенпвгрпя факельной установки д оД
бсаонаспой сопи равно пулю. Я
Допускается размещение факельных установок по I
етпяшюгп и периодического действия на перекрытия эд
производственных зданий и на верхних отметках эта-1;
жерок, в которых размещены производства явтяющцеЛ^
ся пстоенпком сбрасываемого таза независимо от кате
горни пожароопасности ппоцзеедств. к
При устройстве крс . п эдаишг необходимо преду-Щ
сматривать мероприятия ио заицпе гидроизоляции ат У.,
размягчения под возденет в нем тепла, выделяющегося J
при стиганп н гаэ.ов иаф акельнцх трубах, пахоцнщпх-1
ся па здании. f
Верхняя чисть факельной трубы (горелка) но по- £
яса роли ас ноет п относится к категории Г (по ПУЭ —j
не классифицируется], нижняя cbcil относится к кате- 1
горни А (по ПУЭ классифицируется, как наружная ус- I
тапаьъа н отпасшей к классу В-lr). Будка (камера) <
при размещении в пей i идризатгора, а гактре в тех*?
случаях, когда сбросные гя^ы поступают в камеру, от- ।
носится к ка-итирпп Л (по ПV3 — к классу В-1а).
Места расположения факельных установок пропа-
1У1ДСГВСП11ОП1 объединения должны выбираться в зави-
ся, мети от топографии и занятости окружающей пло-
щади под сельские хозяйство п жилые застройки, а '
такте*or интенсивности преобладающего направтеппя
ветра.
Территория вокруг факельной установки производи .
cwunuro объединения, а также цеховой отдельно стоя- '
щеп факельной трубы (ствола) должна быть блаюус- "I.
троена с асфальтированным подходом и площадками I
для обслуживания. Устройство колодцев, прияш эв п {
других зиглуолений в пределах огр-нкденной терриго- 'll
ршг факельной установка не допускается. Территория
вокруг факелыюйГтрубы производственною объединения
должна быгь ограждена и обозначена предхпредатель- /
injMii знаками в радагсе 5 м. Ограждения вокруг це- *
5
88
<dgoft факельной трубы, расположенной и а территории
цеЖ'1. не требуется.
факельные установки постоянного н периодического
денствия должны быть удалены от сила т,/ в горючих
сзкИДОиных газов (кроме складов жидкого аччпака) и
эг складов с легковоспламеняющимися жидкостями на
пассюяиня. соответствующие нормам [29].
Рис (V. 12. (день фам1ЬМ ||| груби и inane пг.
Рис JV.I3. График д,т. ияределения поправочного коэффииие-wt '4,
учитываитего изменение форма племени при ветре.
Площадки вокруг цеховой отдельно стоящей факель-
ной тру пн, а также вокруг факельной трубы производ»
окопного объединения должны иметь наружное освеще-
ние. Молнифащпта, а также защита от статического
электричества факельной установки „дожна выполнять-
ся в соответствии с установленными требованиями
[30. 31].
При расчете t[. :елыюй трубы, применяемой па неф-
тяных промыслах, а также на других предприятиях, где
сжигают сбросные газы, используют подобны Г вариант
расчета [32]. При этом исходят и* следующих предпо-
сылок:
1) скорость истечения сжигаемого гааа должна со-
ставлять не более 0,5 числа Маха;
2) фор> а пламени может бить эффективно аппрок-
симирована тонким цилиндром,*
«9
3) наклон пламени определяется суммой векторов?
характеризующих скорость ветра и скорость истечения!,
газа; "I
4) центр зоны максимального излучения расположен!
на одной трети длины пламен i от горелки факельном
трубы.
Схемы факельной трубы и пламени, отклопениогу
ветром, приведены на рис. IV. 12. По рпс. 1\ч12 можне.л
определить высоту факельной трубы Я
Н =г саз0—-y-cosa (IV.29)'
т_01/ *^Г/а I
‘ \ 4,1Ц ]
где г — расстояние от центра пламени до объекта, м;
е — кажущаяся :юлучательная способность (0.12 для факелов
а открытом пространстве);
И' — раслод гааа, ма/ч;
</] —теплота сгорания газа, МДяг/(ла-ч);
q — донустш.» интенсивность тегглоаого i заученна; для челове-
ка 1.8 МДж/(ма-ч>;
S; — поправочный коэффициент формы, учитывающий ьалененге
илаыепи под действием ветра (определяется ио рис. 1V.13);
S/ = sin (а 4-0);
= «»/«; I,
tiB -- жорость ветра, м.1с;
и — скорость истечения сжигаемого газа, м/с.
Если количество сжигаемого газа превышаем
700 000 ма/суткп, то факельную трубу следует распола-1
гать на некотор". удалении от других сооружений. Ра-
диус удаления можно определить по уравнению
г=(IV.aoj.i
где
№ = га -}- (L/3)» — (2/3) Li cos (0 а)
Длину пламени можно определить по формуле .1
L=-.dV~bp (IV. 31)
где d — лиане гр зрубы фавела, ;
Др—скоростной напор вытекающего из горелки газа. Па.
Для ф кельных труб с горелками, позволяющими
сжигать газ при скоростях до 0.5 числа Мажа, скоростьI
газа можно определить по уравнению
»=.45.и|/ — (IV.32)1
I м
9,1
Изменение объемной скорости истечения газа-
(:.rJ/c) в зависимости от изменения температуры и дав-
ления учитывается следующим выражением:
шт
-тут:- . (IV.33)
10,аЗр
где ^я — дейстантельнал объемная скорость газа, м3/с;
р— давление газа при прохождении горелки, Па;
№ — скорость течения, м3/ч.
Рис. IV, 14. Расположение пламена относительно объекта при отсут-
ctdiiii ветра (г —расстояние от центра излучения пламени до
объекта, м).
Рис. IV.I5. Расположение пламени относительно объекта при ветре
(г — расстояние от центра излучения пламени до объекта, м).
Разделив уравнение (IV.33) на уравнение (IV.32),
находим площадь поперечного сечения факельной го-
релки (в м2) -
и V k \ р )
Диаметр факельной трубы ранен (в м).
л, / мт V'25/ w \°'5
4 = 0,051 — —
(IV.34)
(IV,35)
Факельные установки большой мощности, входящие
в состав крупных агрегатов и цехов, располагают вбли-
зи довольно высоких объектов. В этом случае следует
91
выбирдп. факе/ИАгю трубу достаточной высоты. чтобД
не iKUBupi-aiL персонал выспавши сильного icinuBor. Л
напряжения.
Мс-н ми ка* ртечста высоты факельной трубы л проЖ
ьсркп тепловых напряжен» в, разработанная в ГИВДг
уппивасг не ши го скгростп сцэпсц и ветра, ио п техя
Hanoiпческне условия. Тепловые ваврнжешя в расче тЯ
ныт ючкак (рис. IV. 14 и 1V.I5) определяются как cv п
jin сатпечиои* радиаинн и теплового» |.1пряжеппя, еоз ч
даваемого факелом [в МДж/(мг-ч)] |
V = *fc- Ш ®
Предельно допустимое теиловио птиряженне сотда-Д
заемся- факелом, определяется как разность мезздш
предельно допустимым л-нлпйым напряжением и наХ
пряжен нем. создаваемый солнечной радиацией1 . I
<7п,- Ф -
Для обеспечения стабильного горения без отрыва,,'
пламени скорость истечения сбрасиваемого гааа.из трубам
большого диаметра нс- должна превышать 0 2—0 5 oi l
скорости звука в этом га?д. J
Ветровая нагрузка при скоростях сброса, составляю"!
щих 0,2 л более от скорости звука в сбрасываемом га i
зе, п расчете не учитывается, так как угол отклонения 1
пламени от вертикали л снижение центра пламени неве чЗ
лики и не приводяг к заметному, повышению теп юного41
напряжения в расчетном точке. j '
При истечении сбрасываемого iaaa с высокими ско «4
ростами форму пламени можно бе? большой погрешно i
сти представить в виде тонкою цилиндра. Положение11
центра юны и-лтч « ия относительно поверхности землг}
полян) представить клк среднее геометрические из раз-
меров пламени и высоты трубы (см. рис. 1V.-8) .
х'
На рис. IV16 приведена безразмерная зависимость
положения центра излучения (z) or диаметра и высо-.1
ты трубы гари скоростях сбрасываемого газа более1'
0.2 оз скорое!и звука, построенная на основе расчетов
для факельных труб диаметром </-=-0,5—2 м и высотой
Я<=20—200 м. Высоту факезьной грубы Н рекоггепду-.
стоя принимать нс менее 35 d .
Ч'>
I tin скоростях сброса, co-
'.«увляющпх менее 0,2 от ско-
vc)Cui звука в сбрасываемом
язе. зон'3 опасного теплового
^действия расширяется, что
обусловлено значительным от-
плонсинои пламени от верта-
^лп п снижением центра его
изучения.
При ламинарном истечении
сбросы иаеуого газа длина пла-
мени составляет 12—15 дпа-
метриь трубы, а центр излуче-
ния находится на расстоянии
1/3 длины пламени от среза
факельной трубы. Расстояние
z от среза факельной трубы до
центра излучения пламен л при
истечении газов со скоростью
менее 0.2 от скорости звука
принимается ранным (в м)
z . 'к1
Рпс IV. 16. Ззвпсимасть
поюткенпя центра пла-
мени ЦТ ВЫСОТЫ II дьа-
метра трубы при старо-
стях ncreieHtifl сбр асы-
наемого газа бате е 0,2
от скорости звука а «том
газе.
Тепловое напряжение от факела </,> прп выбранной
высоте трубы Н п заданном расстоянии х. определяется
по формулам [в МДж]/(№« ч)]
при отсутствии ветровой нагрузки
еО
= й-J-z)»] (Н-36)
up II ветровой нагрузке
я.»------------------------------------ (IV.37)
4л ((л — 2 siu а)2 т-(Я—й — zcosa)1]
где Q — количество тепла, выделяемого пламенем, МДж/ч;
Л — высота объекта, м;
з— расстояние ат центра излучения ц.пленн до верха факель-
ной трубы, м;
« — угол отклонения пламени под действие л ветра, град;
< — козффициеат изучения пламени.
Прп выбранной высоте трубы Н и предельно допу-
С’. датой тепловой нагрузке qaiit> минимальное расстояние
от основания факела до объекта x4Wi можно определить
яо формулам (в и)
прп отсутствии ветровой нагрузки
93
.
I/ ---------(Я-Л+гр HW
* 4Л1/ПДФ »,
при ве1ровои нагрузке
а\он=1/ ——— — (И — /1-f-zcosa)1 4-г sina (IV,
Г 4'Чпд.ф f
Если задано расстояние х, то высоту трубы Н w<j
но определить по формулам (в и) I
при отсутствии с стропой нагрузки
»-1/ , t<a (vj
при ветровом нагрузке
Н=\/ ------——— (х— гзляа.)1 -\-h—zcosm (IV /
V ^пДф
Предельно допустимые тепловые напряжения
принимают в зависимости от технологических тслов
для отдельно стоящих, нс требующих постояшга
обслуживания факельных установок и для случая, ног
персонал может покинуть опасную зону в течение 20 • '
значение <?щ“17 МДис/(м2*ч);
если персонал покидает опасною эону в течей
3 Mini, то ^од=10 МДж/(м2-ч);
если персоны по технологическим условиям доляс
находиться в зоне тепловою воздействия в тече
длительною времени, то <?пд=5 МДж/(м2-ч).
Теплоьое напряжение, создаваемое солнцем qc, С
ставляет 2,5—3,4 МД>к/(м2-ч) и'зависит от географу
ской широты. Его принимают по СНпП для полуд
июля месяца [27].
Пример расчета. В факельную трубу дияыгтта
сбрасыоа^сся 50 000 м3/ч гааа следующего состава: 8. % ' -i С
1 % СаНа, 1 % СjHs. 3% Hi, 8 /0 №. и 1 % (об.) COj (ори . ч_щ -Л
условиях). Температура таза 20®С. На расстоянии 35 м ic»{
ипя трубы расположена технологическая установи высотой 20
на которой устаноачеио оборудована, нуждающееся в периодД
ком обслуживание. В случае внезапного вмбросч персоиая мй
покинуть установку в течение 3 мпв. Скорость ветра 111 мДх Ов
деятть необходимую высоту трубы.
В соответствия со справочными данными, теплота cropai ия ;
0,-36 МДж/и3; агнапкеяие теплоемкостей А=сР/сг=1.31-, ма.4
ляряая масса Л1=17,2; со «;гяая раниатя 7а=2.6 МДжИм2’ $
По формуле (JV.18) определяем кодффидиент мшу чем.
94
6 = 0,048^17,2 = 0,198
Предельно допустимое тепловое.напряжение, создаваемое факе-
1М1 равно i?.1K4 = 10—2,6=7,4 МДж/(м’-ч)
J Общее количество тепла, выделяемого факелом, определим по
равкеклю (IV.22)
; Q = 36 • 50 000 = 16 • 10s МДж/ч
L Скорость истечения газол найдем из формулы (IV.5)
I’ S0 000 п„
I ““ 3600 - 0,786 -0,45“
I Спорость звука п сбрасываемом газе рассчитываем по выраже-
нию (IV-7)
/1,31 - 293
/ «,-91.5|/ 1?2 -434 м/с
1Так как u/ud=87/434=0,2, ветровую нагрузку в расчет не при-
нимаем (угол отклонения пламени о.=6“35'; iga= 10/67 =0,115).
Принимаем /7/4=80 (при величина z/d практически не
рзмснясгси, поэтому вносимая погрешность невелика; погрешность
йркводиг к увеличению высоты трубы). Отсюда £м. рис. IV 14) от-
Цпошение z!d=41\ z=47-0,45=21 м.
I По уравнению (IV.40) определяем высоту трубы
f -. Г 0,198 • 18 • 10s
I 1-1 = 1/ ---------— 351 -'г 20 —21 =50 м
V 4-3,14-7,4 г
ГЛАЗА V
ФАКЕЛЬНАЯ СИСТЕМА
ДЛЯ СЖИГАНИЯ АЦЕТИЛЕНА
В производстве ацетилена могут происходить перл
дичеекпе выбросы газовых смесей: аиетилена-концаи
рата. газоп пиролиза или крекинга, сшпез-газа [
Обычно наибольшие пыбросы происходят я триод п
ка агрегатов и при нарушениях гехнологнческого рея]
ма. Сброс перечисленных газон з агюсферу
допускается, что обусюнтси и I -орючимк н токсична .
свойствами .этих газов и недопустимостью пппада ।
ацетилена в блоки разделения воздуха, н.мекициесп, к.
правило, на каждом крупном химическом предприятч
При агрегатной компоновке производства ацетилы
целесообразно размещать факедьиы е уста повки таю
поагрегатпо: раздельно для ацетплеиа-концентрага ,сЦ
тезтаза и газов пиролиза или крекинга. Пзправля
сбросы всех газон в одну факе иную установку не _,i ।
пускается, гак как в этом счучае практически пекли ,
чается возможность безопасной и нормальной рабой*
установки, что связано со значительными кспебани!
мп нагрузки. *
Кроме того, не следует объединять сбросы ацегтяй
на, характеризующиеся повышенной взрывоопасностью
е другими газами с тем. чтобы не допустить их смете К)
в факельных трубопроводах.
При размещении факстьной установки на аппаря
тах расстояние ог среза горелки до близлежащих аппа
рзтов или сооружений должно быть не менее 15 ш ПтI
таком расположении радиащгоиио-гепловое воздейсгвг*
факела па аппараты практически безопасно. Выводу
воздушников и свечей должны быть удалены от гореигс
на Юм.
Факельная установка должьи обеспечивать полно}
•сжигания газа. Кол 1чество иара, необходимого для бе,,
дымного сжигания газа, определяется свойствами сяф
гасмой газовой смеси и возрастает с увеличением
9Q
Н^куяярпоп uaccEJ ee «оппонентов и содержания в смеси
S''•^предельных углеводородов. Скорость подачи ацстиле-
в горслкуг состаапяет 5—8 м/с: Чтобы набежать
К д[)<ж1о;уности образования застойных зон ацетилена в
F-Лаке-К'Иом трубопроводе периодически работающей фа-
Е. Хл1,пой установки, его следует периодически продувать
азотом- Сброс газов на факельную установку должен
йыть автоматически сблокирован с подачей пара.
Особенность факельной установки для сжигания аце-
тилм1а состоит в том, что она обязательно содержит ог-
I иепрсградитель, который предназначен для локализации
взрывного распада ацетилена. К огненреградителю дол-
жен предусматриваться подвод азота для тушения пла-
иенп распада ацетилена, которое локализуется на на-
: садке.
Поскольку ацетилен по своим горючим свойствам
; занимает особое место среди газов, сбрасывае.чк на
факельные установки, и является самым взрывоопас-
ным. рассмотрим подробнее особенности обращения с
J ацетиленом и меры по обеспечению безопасности при
; работе с ним.
1. РАСПРОСТРАНЕНИЕ ПЛАМЕНИ РАСПАДА
АЦЕТИЛЕНА В ТРУБАХ
В работах [34—36] исследовано распространение пла-
мени распада апетилена в трубопроводах различной
длины (до 100 м) диаметром 100, 200 и 360 мм.
Измеренное яри начальных давлениях 150—510 кПа
крешернымп приборами давление отражения детонаци-
онной волны, отнесенное к 100 кПа, составило около
12 000 кПа. В некоторых опытах давление превышало
начальное более чем в 600 раз (режим быстрого неста-
ционарного распада ацетилена). Во всех случаях не-
стационарного режима распада ацетилена торцовые час-
ти трубопроводов диаметром 200 и 360 мм разрушались.
Ус-i нэвзенэ ,что развитие нестационарного распада аце-
тилена связано с аппаратурными условиями и началь-
ный давлением. При начальном давлении 105 кПа пос-
ле инициирования распадз ацетилена электрическим
Разрядом с энергией 200 Дж в трубе Ду=ЗБ0 мм дли-
и°й 20 м наблюдалось самопроизвольное распростране-
нии- распада со средней скоростью 36 м/с.
’-И 5.3
97
Были проведены опыты н трубах большой протяжЦ
пасти— 100 м (Ду=360 мм) со стенкой толщиной 9 ш
при инициировании распада j стилен а электростау иЦ
скпм разрядом той же энергии. При начальных дав,ч
ниях 90—140 кПа наблюдались псе возможные режиЯ
разложения. Сравнительно мет.’» иное распространен®
пламени с колебаниями, вызванными волнами сжат»
происходило при начальном давления 90 кПа. Самопр«а
извольпып переход в детонацию наблюдался лишь nil
начальном давлении 100 кПа па расстоянии примеру
36 ,. от уеста шиш пирования. j
Мембраны, установленные в торилх, предотвращая
рдерушение трубы, но нс исключи in «дружных взрывов
возникавших при смешении с воздухом горячих вро^я
тов распада (водорода и мелкодисперсной сажт). нс 4
кающих в атмосферу, без участия постороннего источ
пика воспламенения. и
2. ИСПЫТАНИЯ БАШЕННЫХ ОГНЕПРЕГРАДЙТЕЛЕЙ Е
Опыты проводили па установках с трубопроводам!
различных диаметров н длины, имевших, однако, общу+
схему. Каждая из установок состояла in участка тру0г
длиной 20 и 100 м Ду =100, 200 и 360 мм, в котором ияй’
циироЕ! 1ся п происходил рясп ацетилена, сменяаф
огнепреградптеля п защищаемою участка, обычно дли
ной 20—24» м. Критерием!эффективности огпспреграг4!4|
теля являлось отсутствие распада ацетилена в защищай
мом участке при ус.ювип прохождения пламенем вс aw
пницпируе* )го* участка до огиепрегр'. лтеля. Впач<
были проведены опыты при детонампоннпм режиме ра-‘
пада ацетилена, 1. о. в условиях, когда давление в огае
преградителе к моменту прихода детонационной волет
оставалось практически равных.! начальному. Было ycifl
позлено, что насадке пз сухих чпегых колец Раши»
различною диаметра (15, 26 п 40 мм) соответствен
свое предельное давление, при превышении которог
распад ацетилена в защищаемом участке происходя
независимо от высоты слоя (для.колец размером 15 "3
предельное давление составляло 250 кПа, %тя кол*
размером 26 мм оно было равно 200 кПа).
При давлении, меньшем предельного, дстонацпоннй.
волна п фронт пламени разу тша.чпсь ка нг'оольшо!
08
асСтояяии от входа детонационной волны а насадку,
под действием перепада давлений между продуктами
паспзда п исходным ацеталевом, заполняющим объем
огнепреградигеля, возникает поток газа, проходящего
через огнепреграднтел^. При этом образуется зона сме-
щения анепмена с горячим» продуктами распада, име-
ющая переменную температуру. В зоне смешения про-
исходи! термический распад ацетилена с выделением
Тепли. (Дедень охлаждения в зоне шешеппя газа двн -
щущсгося по каналам насадки, зависит от скорости от-
додз тепла в с-теики колец. При достаточном охлажде-
нии газа в этой зоне раеппда ацетилена в защищаемом
учалке трубы не происходит.
Опыты. проведенные в режиме детонации при на-
чальл?: давлениях 300—600 кПа на установке с трубой
100 мм н насадкой огнепреградителя (высотой 0,5—
|,0 м из колец Рашита диаметром 26 и 40 мм), орошае-
мой плн предварктелыю смоченном'водой" иокааалн вы-
сокую зффектнвность орошения или смачивания. Ни в
одщ»' из 26 опытов нс произошло распад*, ацёныена в
защищаемом участке. Такая же высокая надежность
эгпспрсгради гелей с насадкой, орошаемой водой, была
пшечена в этих же условиях распада ацетилена при
it пользовании колея размером 50 хш и начальных дав-
лениях 140— 160 кПа. Высокая эффективность орошения
насадки была установлена также в режпу; нестац ю-
варпого распада при начальных давлениях 145—
200 кПл п значительном возрастании давления ациплг -
ва в огнепреградшеле к моменту приближения к нему
пламени распада.
Воэраетание дав.*ення перш огнепреградптелем при-
вадило к образованию потока еще не разложившеюся
ацетплена, проводящего чедыз огнепреградитеаь со ско-
ростью 13—17 м/с, и повышению в нем давления. Одна-
ко при такой скорости зффекнгнноегь действия огне-
претрадителя с орошаздои пли смоченной насадкой не
снижалась.
Высокую эффективность показал также огяепрегра-
Днтель с орошаемой упорядоченной насадкой высотой
I м из колец Рашнга размером 80 мм при начальных
Давлениях 110—300 кПа.
Действующее ограничение скорости иотока (0.6—
0.7 м/с) является необоснованным пи с точки зрения
99
эффективности действия огнепреградителя, ни с точм
зрения опасности возникновения очага инициирования
распада ацетилена при транспортировке его no труб®
проводам с нивы те иной скорое гы о[37] .В момшт взрьм
кого распада ацетилена газ протекает через onienperusl
дитель со скоростями от нескольких десятков до сотвй
метров в секунду. Поэтом}' можно предполагать, ля
ограничение скорости двнжешгя в сухом огнеиреградит
теле до 0,6—0,7 м/с нс оправдано. Скорость потока ч
жгт быть увеличена; следует, однако, избегать эначрч
тельного роета сопротивления газовому потоку >
орошаемом огнепреградителс i предотвращать суще ей
венный унос воды из пего.. 7,
В работе [38] приведены данные о режимах расца---'.я
ацетилена в трубе Ду=200 мм длиной 120 и 9,‘2 м Т
локализации распада я огнепрег рад отелях диаметром
500 мм высотой 6 или 4 м со слоем сухой насадки вцб
сотой 4 или 2 м из колец Рашита размеров 35 мм. За',
щищае. 1ый участок трубы Ду=200 мм имел длт I
20—25 у. . *
В опытах с грубой длиной 120 м при инициирований
взрыва пережиганием нихромовой или вольфрамо <qL
спирали минимальное начальное давление, при которой'
происходил распад ацетилена по всему трубопроводе
составляло соответствен ио 160 и 140 кПа. Режим рз^
пада ацетилена носил св? чала пестацзонарный харат
тер, при этом пламя распространялось с нарастающе*
скоростью. На определенном расстоянии от места ним
титрования происходил переход неггацнонарною р*
жима в детонационный. Прп увеличения начальпсЧ
давления с 200 до 400 кПа лреддетоиацпонное рассточй
пне уменьшалось с 15 до 10 м . $
В случаи инициирования ударной волной режим раИ
пада сразу характеризовался с^грхэвуковоп скорость®
средняя скорость распада, которая регистрировалась л1
расстоян ж 10 м от источника инициирования, состав ,
ла более 3 км/с. При дальнейшем прохождении по трл’
бопроводу скорость пламени уменьшалась до значенш
2 км/с, характерного для стационарною детонацпонцЯ
го распада ацетилена. У
Прп инициировании взрыва горячимы продуктам
сгорания переход в детонацию происходит быстрее,’!™
прп поджигании спиралью. При начальном* [аалеад
100
? —|ЗО кПа преддетонационное расстояние составля-
ли 3 .ч. В зоне формирования детонации давление
с0ежего ацетилена перед фронтом пламени увеличивает-
сЯ. что обусловлено расширением продуктов распада,
X. t. в местах перехода в детонацию давление становит-
ся максимальным. Если огнепреградитель будет па хо-
диться в этой зоне, то условдя для гашения пламени
будут менее благоприятны по сравнению с условиями,
да;,пикающими при установке огнепреградителя в эоне
детонации или я есте инициирования взрыва. Чем боль-
на сопротивление насадки, тем больше «поджатие» аце-
тп.ц та.
Во всех опытах мембрана па огнепреградителе раз-
рушалась, и продукты распада ацетилена выбрасыва-
лись в атмосферу. Заполнение насадкой всего внутрен-
него объада, включая нижнюю и’верхнкйо части огне-
преградителя, позволяло значительно повысить эффек-
тивность его действия.
В работе [39] описаны опыты по изучению распада
аш-тилена в трубах диаметров 300 л 450 мм. Длина
прямых участков составляла 100 п 15 Трубопровод
Ду 300 лм был выполнен из труф с продольным. шво\ь
Отельные участки труб бывп эапочнеиы насадкой .
Подлежало установить, выдерживают ли трубы нагруз-
ки, которые в 50 раз превышают максимальное абсолют-
ное рабочее давление. В опьтах применяли насадочные
отпепреградателп. Отрезки труб с насадкой предотвра-
щав проникновение ударной волны в огиеп реградитель
Ошснреградителн присоединяли и трубе при помощи
тройников с фланцами. Свободный конец огнепрсгра-
дшвдя закрывали разрывной мембраной. Внутренний
диаметр огнепреградителя составлял 600 мм , а общая
Дина насадочного слоя была равна S ч. В некоторых
опытах применяли огнепреградитель с внутренним дна-
мшром 2900 мм к длиной насыпного слоя 4300 мм.
Большая часть опытов проведена с трубой Ду 300 мм
п опепреградителем диаметром 600 мм. Для опредете-
ния «реддетопадионного расстояния бы пн использованы
Язнпзацповные датчики. При начальных давлениях аце-
тилена 200—250 кПа это расстояние составляло 30±
±20 м. Значительный разброс данных обусловлен тем,
пг> преддетонациоииое расстояние зависит, по-вцдимо-
му, ie тол ко от начального давления ацетилена и дна-
101
метра трубы. После nepexiyia дефлаграции н де тоиапик^!
«а ицшыл 10--20 м длины скорость де юн г; mill был^-q
максимальной о составляла 2200 т„с; на расстоянцJ0
60 м скорость детонации синелась до 1950 м'^г. Есщ
перед опытом трубу не очищали от сажи, образован-^
шепся в предыдущем опыте, го скорость снижалась на У
0.300 м/с. Измерения наружных джаметров труб показа»1!™
ли, что после пронедеИ1я опытов пстаточшн'т деформа-л
цим идекитческп пе было. В трубопроводе Ду 450 му
после нескольких опытов я местах переход-), дефлагра*^
щи в дет onai in к) на поверхности опрадеьапясь пекото» Я
рые утолщения. «
Опытами установлено, что при возникновении дсто.“ 3
нации, когда максимальное давление в 50 раз прсвыша-jj
ет начальное дшлспис аценпепа, груобпроноды ра б- *).
та юг надежно. В ноиеречном. се чти и трубойрово а’1
должны отсутствовать какие-либо сужении пли вставки1
а радиес кривизны колен должен ишь пе .менее, чем
5 рлз больше диаметра трупы. J
Насадка ih новых колец Рашита размером и?,,
20 мм при иач-льном давленгш 200—220 кПа нс задер- Яд
жпна.ча распространяющуюся дстопашш; иасадка же,>|
падаертпугая пробою пламенем, и.следовательно, закопт; .
ченная, локализовала распад при давлениях, которые^
па 10'*(i превышали предельные данлепня 'щепгтенаяЯ
при ирнмепеппи новых колен Рашита. Если огненрегра^Я
дптсль заполняли чгктцмп сухими кольца\ц РашигаЯ
размером 10 < i, ю дсгпн.шноннын распад а нс тлен a
iiiUiminpoBainr .л при п; чалыом давлении 220 кПа. .то» 'Л
кантовался после прохождения через слои" насадт Ж
длиной мепее 1 м- В огпепреградшелс • диаметром
2000 м_м, заполненном кольнат-Ш Рашпгт размером.,,
10 мм. яри нача.пьном л-галенпп 250 кПа дсювацпопный .",
распад ацетилена локализовался после прохождений}
через c.Toii ддшюн npnuepno 1 т.1.
Дальнейшие опыты были проведены с трубой Д3 и
100 .мм п опгепрсгридителсм Дт 200 мм. Ня рпс. V.I по- Д
казаны три вида приеоидипенпя грузы'к отпеп per ради а
тслю. Детонацию ацетилена и пицц пропали в запдлыюй
камере длпяоп I гл с разрынноп мембраной. В случае» •«
прпсоетпиеипя / детонация распространялась в <>гце*!Я
прародитель. В присоцдпиентпх // и 1П orHaipeipaaH-a
тель находт кя н отаетнтитп -цибодпып конец зрубыгу у!
102
закрывали соответственна глухим фланцем или разрыв-
inn медтбрапьн. В этих опытах была намерена средняя
скорость пламени между оптическими датчиками /| п
/ . На основании -лих измерен)!Г) рассчшыьз.чп сред-
нюю скорость пламени между инаисп" решеткой” огне-
орсградптеля п чатчпкоь 4% Над огпепрстрадптелем
измеряли давление при помощи пьезометрическою
прибора. Во’всех опытах при начальном давлении
150 кПа пробой огнепреградителя нс пропсхо,(н.в В слу-
чаи присоединения / скорость пламени п возникающее
!М клен не достигали максима.1) ышл значений. При ис-
пользовании присоединения И скорость пламени и роз-
ня кающее данлепшь уменьшались. При сбросе давления
через разрывную мембрану (присоединение 111} рдс-
пад ацетилена прекращался перед датчике» 4ц, прп
этом скорость повышения давлении были минималь-
ной.
Были проведены опыты но локализации распада аце-
тилена в трубах, отдельные участки которых были за-
полнены кольцами Рашпга и кольпамп Паля. Поло-
жительные результаты были получены прп длине запол-
ненного участка, превышающем размер колец в
150—200 раз. Кольца Паля более фектпвпы. чем
103
Рис. V.2. Оп1елреград1ггёлг1 с труб-
чаты. и петанк- vit
BUJTpeJHi w цу< uiipo ид;
кольца Рашига тсиЯ
же размера, так КхЯ
первые оказывалдд|
меньшее сопротиаи
леипе газона *у -'таг
току, что способе®
вует снижению срШ
пени поджатия аЛ>
тилепа. ')я
Предложено уа8Л,
ройство, которигс
обеспечивает одинок
ко »> е защитное д е®
степе огнепреграда»'
толя при различил® •;
режимах распей
ацетилена [40]. А'
Устройство (риЖ
>V.2) состоит из ем®
кости /, сосуда '2 №
системы основного jW
и рн *треннего трубопроводов 5. В емкости 1, размер ко'1]
торой зависит от расхода газа, расположен внутренней
сосуд 2; емкость / н сосуд 2 заполнены металлически^
кольи, мп. Во избежание выпадения металлических кем
лед из емкости 1 н патрубках 3 установлены решетки £
живое сечение которых должно быть не менее 75% от об-.*
щего. Ацетилен подводи гея к устройству и отводит»,
из него через основные трубопроводы 6, в которых рад
положены внутренние трубы 5. Поскольку распад аи<и
тплена макет прои'^ойтп как на участк е до устройств^,
так л после него (по ходу1 газа), внутренние трубы таи';.’
хсе устанавливают до и после устройства. ВщсренкшЫ
трубы 5 заканчиваются вблизи огнепреградителя и ада
избежание случайного смещения фиксируются.
При распространении распада ацетилена по ochobh(1|j
му трубопроводу в режиме нестационарного быстро^’
горения или формирования детонации пламя достигав
и внутреннего трубопровода. В дальн ейигем шамя р а.-'$
пространяется но обоим трубопроводам, причем в®'
внутреннем трубопроводе с большей скоростью. Следа#
влтельво, пламя ио внутреннему трубопроводу прибл№|
жается к огнепретрадителю раньше, чем по основному^'
1Г)4
КруоопрозОду, и давление в емкости / практически не
I цевышает начальное. В момент приближения пламени
агпепреградптслю по основному трубопроводу в емко-
гИ / уже находится продукты распада ацетилена. Та-
щд] образом, детопацня распространяется по основному
п внутреннему трубопроводам устройства одновременно ,
однако давление в емкости I не изменяется.
Л РАЗРЫВНЫЕ МЕМБРАНЫ
Необходимость установки разрывных мембран на
вводе. ацетилена в ба шейный огнепрегцадитсшь н выводе
„з пего не доказана, однако башенные огнепреградитсли
обычно снабжают разрывными мембранами. Примене-
ние мембран для снижения ударного давления имеет
следующие недостатки. При случайном механическом
повреждении мембраны в окружающую среду попадает
ацетилен, образующий взрывчатую смесь с воздухом.
Если ацетпзев разяагается в системе трубопроводов, то
в результате разрыва мембраны продукты разю'кенпя
ацетилена выбрасываются наружу под большим дав-
лением с высокой температурой и, смешиваясь с окру-
жающим воздухом, создают нагретую взрывчатую смесь,
способную самовосп там енпгься.'оез участия посторонне-
го источника поджигания. В результате происходит
внешним взрыв, вслед за который? может доследовать
вторичный взрыв смеси, образующейся внутри системы,
так как при быстром истечении большей части продук-
тов распада ацетилена и падении давления ниже атмо-
сферного в систему засасывается воздух.
В работе [41] предлагается устанавливать быстродей-
стьующне задвижки перед Mei 5ранами ,П ри б ычнби
эксплуатаций задвижки открыты. В случае разрыва
мембраны задвижки до ..ты автоматически "быстро пе-
рекрыть трубопровод, чтобы прекратить истечение газа.
Разрывные мыбраиы, устанавливаемые в системах
для давлений ПО—200 кПа, должны быть рассчитаны
максимальное разрывное давление 310 кПа; для
Давлений ПО—160 кПа минимальный диаметр ме’.бран
должен состав зять 150 мм; недопустимо, чтобы диа-
метр мембраны был меньше диаметра трубы. Mei браны
Должны устанавливаться таким образов чтобы в счучае
105
ИХ раЗрЫВД ВО.1НПКШЛ11 Н<11ОК ГЗ'ЮВ и пламени Ilf пр-Ц
чинил вреда неценна, ."у н обору-дикипнп>. "ж
Вероятно, следует отказаться от пр к мене к и я разрьлдН
ных мембран, а имеете» них предусматривать отдельны*!]
участки трубипроводил (примыкающие к огненреград ,«!’
гелю) , заполненные кольцами Палп. ft
4. АВАРИИ АЦЕТИЛ ЫЮНРОВОДОВ ‘ '&
На одном пз предприятии фирмы -'Union Carbi44i;
Corporal io и > (США | в 1971 г. произошел деюнацпон®’
ныи распад в системе анегп. I и гоп р сводив. CiieteMI a4^W
тпленопроводов состояла net |р>бы дпамецтом 150 мм ц«
длиной /Ъ'Ом, □ 1ак.кс ipvpLi диаметром J’OOhm п дл ',?
noil 8,8 км; общий протяженность внутрRlLrXOHtм rpyf ’’i"
проводив дна,неграми 75. 100. 135. 150 н 200 мм со,;;,
ставляла 1.8 км [12]. Для защиты от пожара и связанК
поП с ним опасностью распада ацетилена- (рубопрогадЫJ
«были покрыты ieii.inii?o.iяшп. п или заглублены в грунт -
На выходе из ацетиленового цека, пл входе в uexn-nffiji
требшелп п перед факельной vcviiiOBKoit бьитп разие» J
щепы водяные предохрашы-е.тъные затворы. Давление^
транспортируемого ацетилдыа составляло примерно.
200 кПа. А||<*|]1ленОБЫН«груиопроы)д ,7Т 75 мм, по кото*£Я
рому анстплеп поступал в сварочный цех, на однов^,1;.
участке вместе с други, и трубопроводами /Жидкостей Я?
газов крепился к моггу. При ж елей под пролежи! аварий?
сошедшей с рельсов па мосту цистерной было разорва-
но пять трубопроводов, в том числе [рубопроводы топ* ,
1ПЫЮГ0 газа давлением 600 кПа и этанола. Почти тот«т
час начался пожар, нрпчеч 1Гэачя поднялось на высоту.да
более'9 Пожар одинаковой интенсивности продол».,,
жался около I ч; а последующие зва част», после тогсД,
как были установлены места повреждении’ и перекрыты-
соответствующие задвижки, ножчр постепенно стихал Д
Ацетиленовых трубопровод Ду 75 .мм, который ока*,
аался в зоне огпя, иагрхяся до то*, рратх/ры начале рас iй
пада а нет лен а в течение- ?5 мин мое и- начала потира щ
Дефлаграционный распад быстро перешел в дето нацию, д
распространившуюся в няепие 6 с на расстояние-ИЗ км^
Одни из аппаратчиков слышал звук, похожий пг очеэцЗ
сильный выстрст пз ружья, п виде 1, что ацетиленовышЦ
10G
трубопровод <подпрыгнул Г- НЙСЮЦ.КГ» СИЛЬНО. что от
него отскочил кусок тепчотьвляцнн.
Два маномора нт, трубопроводе-Д j-450 мм но шзи
аостиленового пека были повреждены воздействием
чрезмерно высокого давления. Од in из удпо.мстрив был •
соединен е устройством* л.гл сброса избыточною газа на
факельную ушаионку. В результате скачка* давления
ycrpoiicTBo вышло из строя, причем pei удировочпын
клапан на .пиши сброса па факельную установку остал-
ся в полностью открщоч положении; рследствпе зтгш
дивчелие из все< системы было сбрп>дсно до атмосфер-
ного. В огнепреградптелнх и в трубах было обнаружено
и^п’го сажи — примерно 635 кг. Авария ле гкмучпля,
дальнейшею развития, так как трубы, из которых был
изготовлен трубопровод, были испытаны при пиковых
нагрузках до 70 000 кПа; иногда конпевые заглушки
при испытаниях срывались. Жидкостные предохрани-
тельные затворы двустороннего действия оказались прп
«топ аварии весьма эффективным и.
Авария по аналогичной прго тине произошла в ФРГ
на предприятии «Chemisehe Werke [ I tils AGa в 1970 г. в
системе апегпленопроводов 300--700 чч протяжен-
тюстыо 1,7 км. в которых рабочее давление чцетилейа
составляло 105 кПа. Причина ш аварии явились воспла-
менение водорода, вытекающего из вблизи расположен-
ного трубопровода высокого давлении, и пагренапле
алетиленопровода диффузионным пламенем водород->
Распад ацетилен». принявший д<. топ апнойный’характер,
распространплся по всей системе труобпроьодов высоко-
кипцеитрпровалиого ацетилепв и привел к ряду' разрУ;
ШеНЛИ [43]. .
Происшедшая авария побудила провести испытания
теплоизоляционных покрытий трубопроводов Хорошие
результаты были получены с изоляцией, состоящей из
слоя пропитанной смолок пробки толщиной 30 мм и
Добавочного слоя минерального волокна с металличе-
ской листовой оболочкой. При температуре внешнего*
с.лпя 750еС температура стенки пнутрп трубопровода по-
вышалась с 20 до 52 °C за 22 мин. Это время можно
считать достаточные чтобы с момента начала npouc-
Шсствпя начать охлаждение трубопровода водой, пере-
крыть подачу ацетилена и др.
107
5. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УСТРОЙСТВУ А ЦЕТИЛ ЕНО ПРОВОдоЯ
НИЗКОГО И СРЕДНЕГО ДАВЛЕНИИ Ц
Трубопроводы апстплепа должны надежно выдержи
вать ожидаемые механические, химические п тсрми«И
с кие нагрузки, оставаться газонепроницаемыми пЯЦ
ожидай’ых нагрузках, а в случае распада в них ац^И
тплена должны надежяо выдерживать возникающие прД
этом нагрузки. Яд
Согласно деппвующпм правилам, трубопроводы д ЯЫ
ацетилена разделяются на три группы: низкого давд^у
ния—до 110 кПа; среднего давления ПО—250 кПа-®'
высокого давления — выше 250 кПа. ВгутреннтГ ДИ а
метр ацетиленопронодов низкого давления не ограничив
вам си, так как анергия инициирования взрывному
распада ацетилена при давлении до 110 кПа в есыоЯ
велика (-—100 Дж). Однако и при давтении ацетиленЫ
120 кПа энергия инициирования еще весьма значке
те.чьна (60 Дж). Поэтому представляется цслесоУ., •,/'
ным для ацетилена низкого давления повысить пре.-- ь ]|
ное давление со 110 до 120 кПа.
Для трубопроводов ацетилена среднего давления ууЖ£
тановлен предельный внутренний диаметр 50 мм [ЭЗК
Однако с учетом критических диаметров гашения пле-
мени целесообразно придерживаться приведенных нижфл
дифференцированных пределов внутренних диаметре
ацетилепопроводов среднего давления:
Вяуграш '< ди- J
ветр, мн. ... 50 S0 70 80 90-100 100—150 >|М
Првдеиьпое давле-
нье ацетилена,
кПа..........250 210 190 180 170 160 130 120
Введение этих дифференцированных пределов а праЛ
вила позволят понизлть расход цельнотянутых труб
арматуры без ухудшения условии безопасности. Во всех ,у
трубопроводах среднего давления с внутренним диаметч?
ром до 100 мы при протяженности меньше преалетонаД?
цпонного расстояния следует допустить повышеппь ‘
даатевпя ацетилена 200—250 кПа при длине трубы со
ответственно не более 4.5 и 3,3 м.
Трубопроводы низкого давления и их арматура (эйц
исключением влагосборников и водяных затворов от Я
крытого типа, а также измерительных приборов) должна*
пы испытываться под давлением, которое не менее
108 ,
И раз превышает .максимальное абсолютное рабочее
т,Л0леппе.
1 Трубопроводы среднего давльнии дпаметро’. до
1.00 я.м должны испытываться под давлением 2500 кПа.
Трубопроводы среднего давления диаметром об. тее
|00 ми должны иметь внутреннюю насадку пли испы ты
ваться под давлением, коюрое не менее чем в 50 раз
преьышасд максимальное абсолютное рабочее давле-
ние [44].
В трубопроводах с насадкой в виде лучков трубок,
включая разделители п другие устройства, недопустимы
незаполненные пучками трубок или другие наполните-
лями свободные промежутки, длина которых равна или
больше 0,5 внутреннего диаметра наружной трубы:
Вместо вентилей следует по.> зоэлться, например, кра-
пами, пробки которых должны быть заполнены пучками
трубок. Заполненный трубопровод должен испытываться
пат давлением, которое не менее чем. в 11 раз должно
превышать максимальное абсолютное рабочее давление.
Трубхн в .виде пучков ирн монтаже не должны быть
расплющены.
Ацетиленопроводы можно прокладывать по террито-
рии предприятии как на отдельных, так и общих с дру-
гими трубопроводами эстакадах, выношенных из не-
сгораемых материалов. На эстакадах разрыв в свету
между ацетнленопроводом п трубопроводами, транспор-
тирующими кислород, изрыво- и пожароопасные продук-
ты. токсичные вещества и корродирующие среды дол-
жен быть не менее 800 мм, разрыв в свету между
апетнленопроводо!- и паропроводом или теплопроводов
должен быть не менее 400 м„.. В эти разрывах могут
быть проложены трубопроводы для невзрывоопасных,
1П1ОКСНЧНЫХ и некоррозийных продуктов.
Прокладываемые на эстакадах ацетиленопроводы
дна предохранения от замерзания и иагрева должны
бить защищены тепловой изоляцией из несгораемых ма-
Т|рпалов. Допускается прокладка а цетил енапр оводов с
вчдяным или паровым спутннгои при темпер атуре теп-
лоноептета не более 130 °C. Адетиленопрово ды должны
•иметь уклон не менее 0,003 и должны быть снабжены
устройствами для сбора и спуска конденсата.
Трассу межцеховых трубопроводов ацетилена следу-
c. г выбирать ио возможности минимальной длины с ми-
109
нимаяьньи числе* поворотов. Для компенсации теплД
вых удлинении эцетиленопроводов следует прпмецЖВ
П-образныс компенсаторы. Радиус изгиба- трубник к^‘,-И
лев апетнлепопроводов не должен Ьыть меньше пат^Дд^
кратной величины внутреннего диаметра трубопровод*»,
Ацетпленонроводы запрещается прокладывать: а)Аш
каналах, проходных п пол унроходиых тоннелях.а таюедй
в подвальных повешениях зданий: б) через цехи “и сюЯ
оружения, не связанные с потреблением газа, через бцГд
говые. которские. административные п вспомогательной;
помещения, по территории, запятой складами, а так»!
под зданиями и над ними.
Ацетпленонроводы должны выполнят^
ннем бесшовных груб из нелегировамш. *
СтЮ) со следующими свойствами: пр<
растяжении 350—-150 МПа; предел
240 МПа п относительное уда тисши
нее 25%
Внутр-чний диаметр трубопроводов дол!
столько . тлым, насколько это возможно •
венных условиях. Трубы аис-гплеаоправодов
едиияться сваркой. Фланцевые соединения топ усквкм
только в местах присоединит!! трубопроводов к обор
дованпкд а тавчт? п| л присоединении арматуры, кои? '
роль но-из мерительных, приборов п дтя ycrpoictna мод
тажных соединении. где сварка невыполнима. В завис
мости пт рабочего давления ацетилена нужно примени 1
следующие конструкции упэпгиительпых фланцев
прок. I а док а пс тилеио проводов:
Фд> нец........ До 250 кПа “ Бл^ь 2S0 кПа
с<атьной, n.TucKiiii cra.tuol на‘резь >
П"' ------------- Линзовая н спец-
стали
ассоциация из
Прокладка .... Плоская из шро
шиз
Международная ацетиленовая
рекомендации по технике б» опасности при эксплуат
цил ацетплепопроводов. которые содержат стедующ
указания, касающиеся огвепрл-радптелей [14]'.
линейная скорость ацетилена в огнепреградителе и Й
нормальной зксйлуатацнп не должна превыша "
0,6 м/с *;
* Это ограничение с те дует распространять только па орош
мне игкеиреградвпчп » in'fiea-aiu-e значительного yucca воды
Подыши скоростях газа.
110
диаметр скруббера должен превышать диаметр ко-
•дсп насадим нс пенсе чем в 15 раз;
стаидар гнал насадка должна изготовляться из сталь-
||Ь1> колец Рашнга размером 25 мм. Конструкция иод-
дгрживакицеп решетки должна обеспечивать нс менее
65*'- свободного сечения и не должна создавать необыч-
ных препятствий газовому потоку;
минимальная высота наелдкп в орошаемых скруббе-
рах должна составлять 1,2 м. Плотность орошения 2,5—
6.0 Ma/U !-ч);
не реже одного раза в год насадка должна быть
осмотрена с тем, чтобы предотвратить ее осадку, корро-
аь’Л» н забивку отложениями. В случае взрывного распа-.
да ацетилена огнепреградитель необходимо проверив;
в конструкциях ндсосов, подающих жидкость в огне-
иреградитсль, должны быгъ предусмотрены устройства,
предотвращающие попадание воз^ха я снеге». . напри-
мер, через сальники. Устройство для пополнения жидко-
сти доа кио исключать поп ада ше воздуха в сметет f.
В практических тс.юанях ацетилен, отбираемый из
газгольдера, в значительно if .мерс насыщен парами воды,
п поэтому можно предположигь, чю и в неорошаемых
огнепреградитс-лях па поверхности колец имеется пленка
влаги. В некоторых производствах, например, при полу-
чении хлорвинила, необходим сухо» ацетилен. В этих
случаях для ацетилена среднего давления должны при-
меняться" колыш Паля пли Рашпга размером 10—In мм.
ГЛАВА Vf
ФАКЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА СОВРЕМЕННОГО
НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕГО
ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ОБЪЕДИНЕНИЯ
Потери газа на нефтеперерабатывающих предирия.
тпях составляют в среднем 0.2- 0,3% от объема перера
батываемой нефти п (0—20% от общих безвозвратнь-
потерь [45]. Поэтому важнейшей задачей является сонер*,
шенствосаппе техвологии основных процессов, уъ:ныне«|
ине сброса тазов на факел, а также возврат их пред
приятию, чго позволит сократить потери газа и получить,
значительный экономический эффект.
I, СОСТАВ ФАКЕЛЬНОЙ установки
Рассмотрим факельную установку пефтеперерабя
тывающеги коъзппата на примере Омского НПО. Фа’
кельная установка объединения имеете с факельными
трубопроводами служит для сбора, кратковременное И
хранения н возврата газа и газового конденсата для
дальнейшего использования ллн сжигания на факе -
лах [46]. '
В факельную установку газо-жвдкостпая смесь по-
ступает по двум обособленным трубопроводным спсте *
мам; сбора газа низкого давления и сбора газа высоко-.-
го давления. Система сбора газа низкого давления
предназначена-для приема газа и газового конденсата с ",
установок каталитического крекинга. К йен относятся’,
входная промежуточная емкость для разделения смеси
на газ и конденсат, емкость для сбора конденсата, ком-,
лрессор типа 305ГП-20/18 с электроприводом производи*,
тельноегыо 20 м3/мии, насосы Р:25/25, два газгольдера’^
мокрого типа низкого давления, работающие- параллель-
но, п факельная установка низкого давлении. - «
Система высокого давления служит для приема газа
и конденсата со всех остальных установок объединения.
К ней относятся; входные промежуточные емкости, ем,-
кость для сбора конденсата, пять компрессоров типа1
112 I
305 ГП-20/18, газгольдер мокрого типа и факельная усга-
I цапка высокого давления.
I Подключение газгольдеров сим ем высокого и низко-
; г0 чаалепий выполнено по цинковой сходе. Как в сп-
I ст«ие низкого’, гак и в системе высокого давления газ
после входных емкостен может поступать в газгольдер,
: на прием компрессоров для возврата в объединение пли
1 Сб;*асываться па факел.
Давление в факельных линиях в самок удаленной от
факельной установки точке системы не превышает
12(1 кПа (для системы низкого давления) п 50 кПа (для
факельных линии высокого давления). Работа предохра-
нительных клапанов аппаратов технологических уста-
по»ок объединения регулируется с учете, протаводав-
,7гпил в факельной установке [47].
Компрессоры обоих потоков работают с допусти’, ым
данлешк , на приеме до б кПа п могут обеспечивать
сжатие газа до 1900 кП*.. Ляпин вывода газа к факсль-
пым трубам и регулирующие заслонки рассчитаны с
учяом обеспечения пео'оходимбп пропусков i спосб но-
щи по газу на случай-повышенных «залповых» сбросов
п одновременного отключения асс-х компрессоров.
Периодические сбросы газл на факел через регуля-
торы давления практически ликвидированы, что обуслов-
лено внедрением буферных емкостей и переводом боль-
шинства трубчатых печей с жидкого топлива па газ .Это
позволило газы отдува из газовых буферных емкостей и
установок направлять не на факел, а в отопительную
сеть.
Автоматизированная система контроля и управления
факельной установкой позволяет уменьшить потери газа
ог сжигания (поскольку интенсифишрована р абота
компрессорной станции) .повысить уровень автоматиче-
ский защиты газовых компрессоров и газгольдеров мок-
рою тип» низкого давленая, улучшить санитар но-гигие-
ническое состояние Окружающей атмосферы, зкеплуалт-
р'ьадть ко.шрессорпую станцию без постоянного присут -
ствпя обслуживающего персонала.
2. КОНТРОЛЬ СБРОСОВ
Описанная выше система возврата газов дает воз-
можность лишь частично решить задачу по снижению
светщюсттг-факела и уменьшению загрязненности возду-
113
Рис VLI, Устройства для
?амерл факельных сбро-
сов:
хн продуктами неполного сгорап
ппя. Она позволяет полезно исЛГ
пользовать почти весь гГпхм га-т
за, который обычно терялся ндг?
факеле. Однако для полного ре 4
тения задачи необходимо быстра
устранять возникающие неточнаД
кп газообразования, что позволит ?.
сэкономил 1 часть энергии расхоч.
дуемой па привод компрессо
ров.
Для предотвращения неорга-,,
ппзиванных сбросов имеет значе-»/
rrie быстрое определение места, ’
из которого гчзы поступают в
фи Кельн у га сбросную линию. Для
этого применяют различные ено J
собы, описанные в работе [48].
На рас. VI.I показана устройство для замера фа- i
кельпых сбросов, состоящее пз пш-вмпметр отсеках тру »;
бок в к.1, плекте с днфмаж Aieipou ДАШ К-4 и реле за-
щиты РЗ-4 [49]. Это устройстве позволяет анализ кровать
причины стравливания газив. устанавливать длптсль .
ность и скорость странтпваппя. Пгши- внедрения этого*
устройства сбросы газов па факельную установку зна^
чнгельоо уменьшались.
Для обеспечения максима л ного возврата газа и га- .
зового конденсата с факельных установок целесообразно,
внедрять автоматические системы регулирован тя проиэ •
во дител ьностп ком прессор нон станции в зависимости от
количества газа, поступающего на фцкельнсю уставов-'
ку, особенно ia крупном предприятии.
Внедрение мероприятии ио авюмапиацпп факеле ЮЙ’,
установки на крупном НПО даст возможность лополит •-
тсльно сократить потери газа в ко.шчесгве 15,5 тыс. Т,
с годовым экономическим эффекюм 2U0 тыс. руб. [16] 2
3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФАКЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
Для передачи сбросных газов от технологических ус^
тановок п оГпекгов нефтеперерабатывающего предп ИЯ,
тин на факельную установку но территории прет» - • я
прокладывают факельные трубопроводы. ФакмьнЛ
114
трубопровод от аппаратов среднею и высокого давле-
ний рассчитывают па передачу максимального единич-
кою сброса каком-либо наиболее крупной установки.
Он имеет диаметр 500—600 мм и вполне способен про-
пустить сброс от парков со сжижс-пиы. газами п ап-
паратов установок деасфальтизации [50].
Для обеспечения безопасной работы факельном уста-
токи и ее наиболее эффективною использования необ-
ходимо. чтобы давление в системе не выходило за пре-
делы 150—170 кПа [51]. Между тем. как показывает
опыт большинства нефтеперерабатывающих объедине-
ний, давление в факельных трубопроводах составляет-
•исто 300— 400 кПа. Эго объясняется, как правило, от-
сутствием fincte'u сбора и хранения углеводородных га -
згга и газофр акционных установок, а гаюке неправиль-
ным выбором диаметра факельных трубопроводов, дли-
ла которых может достигать 5 км. Такие трубопроводы
имеют много поворотов, тройников и других местных
сопротивлений. Поэтому диаад^ р факельного трубопро-
вода следует определять после детального гидравличе-
ского расчета.
При расчете коллектора объем газов принимают рав-
ны д 1,1—1,2 от максимального аварийного сброса од-
ного ив подключаемых объектов.
Все факельные трубопроводы необходимо изолиро-
вать и обогревать. Дтя предотвращения» попадания кон-
денсата и твердых веществ в факельные трубопроводы
па технологических установках следует предусматривать
отбойники-сепараторы.
Прокладка факельных трубопроводов по территории
должна осуществляться с уклоном в сторону отбойника.
Факельные трубопроводы предприятия следует прокла-
дывать с уклоном в сторону факельной установки. Если
невозможно выдержать односторонний уклон, то в низ-
ших точках устанавливаю! сборники конденсата. Объем
сборников обычно составляет 10—25 мь. "
Для продувки газгольдеров, компрессоров п другого
оборудования факельной установки пощюдят инертны й
газ. Число емкостей, сепараторов н компрессоров долж-
но позволять без перерыва в работе факельной установ-
ки отключать на ремонт отдельные аппараты и ' узлы.
Стедтет предус трпвать центрътлзовапное управление
всей факельной установкой из операторной.
115
Избыточный, ио утилизированный и факельном хбн
зяйстве, газ поступает па сжигание п факельную трубуХ
Диаметр трубопровода от места разветв.кпня перед
газгольдерами до факельной трубы опрсдепяют с таких!
расчетом, чтобы потеря давления на этом участ’ий
(с учетом потерь собственно в факельной трубе) былдд
по крайней мере ла 1 кПа мепыпе давления в газгол^
дерах. Поскольку давление в газгольдерах, определяй*
мое донустпмнм давлением во вса сывающёи линии кож
прессоров, равно 1 кПа, сопротивление упомянуто™!
участка не должно превышать 3 кПа. Поэтому фзкель'Д
пую трубу пе езедует удаляй» iia значптельпос- расстофщ
ппе от всей установки.
Методика расчета диаметра и высоты факедьноя труЛ
бы подробно пзлохсепа в гл. IV. Каждая факсчьнаШ
труба НПО должна быть оборудовала устройствами дляЧ
бездымного сжигания сбрасываемого факельного газО
(см. гл. III). s
При просктнров4 нип факельных установок особой
внимание следует уделять предотвращению попадания в ,«
эти системы воздуха. Особенно часто воздух попадает в,г
факельные системы через факельные трубы в тот пери-
од когда прекращается сброс газов на факел (полнаяД
утилизации) или когда вертиказьпый канат* факса! нои®
свечи заполнен газами, которые легче воздуху |
Описание средств и методов обеспечения взрывобез-V
опасности факельных систем дано в гл. IX. f'
Основным способом обеспечения безопасности в раз-»
рабатываемых проектах факельных систем является по-.й
дача в факельные трубы инертного газа, содержащего й|
не более 3% ( об.) кислорода.
Прп реконструкции факопьных установок необходим’^
тщательный анализ возможных последствии чюбых на- Я
иенений, вносимых в проект. Примеры непродуманного Ч
отношения к ому вопросу приведены в работе [5<}].. I
I
В работах [54. 55] описан опыт эксплуатации па неф- .
теперерабатывающем предприятии факельной системы, -я
включающей в себя наземную и высотную факельные.?
трубы. Производительность факельной системы состав-5
Ч. ЭКСПЛУАТАЦИЯ ФАКЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК
116
дясг 11 300 кг/ч. В течение
98% времени работы техно-
логической установки ис-
пользуется наземная фа-
кельная труба. Это позволя-
ет значительно снизить за-
пах, шум, дым: и световое
получение, так как сжига-
ние происходит внутри огне-
упорной конструкции, а я
атмосферу отводятся только
продукты сгорания. При
серьезных нарушениях тех- . Комбинация аы-
нилогического процесса
(2% времени работы техно-
логической установки) газы
сбрасываются в высотную
факельную трубу. Переклю-
ил*юй и иазелыай факель-
ных труб;
t — высотиаи 1вкел»иая труба;
2—аатпор-аереклюиатель; 3 —
контрольная внаарат^ра; I — на-
земная факельная труба.
типе пропс..здпт автомати-
чески при помощи жидкостного затвора (рис. VI.2). На
факельной системе установлена контрольная аппар^гу-
ра, которая включает в работу то или иное тело горе-
лок в зависимости от расхода сбрасываемого газа. Го-
релки расторжены у основания наземной факельной
установки.
Вскоре после пуска системы была обнаружена силь-
ная вибрация факельной трубы с большой амплитудой
гллсбаний. Интенсивность вибрации достигала такой
силы, что вызвала растрескивание стен и окон в здании
и расстоянии примерно 900 м аг факельной установки.
После модернизации оборудования вибрация прекра-
тилась.
Для устранения дымообразования в факельную си-
стему’ подают небольшое количество пара. В дневно е
время свет от пламени практически не виден. Урове нь
шума от факельной установки на расстоянии 50 м со-
стпвляет 60—65 дБ при нагрузке, прсвьппаюгцег) проект-
ную мощность на 10%.
Работа факельной установки практически годностью
гзтоматнзпрована. Оператор проверяет состояние обо-
рудования факельной установки два раза в смену.
Факельная система, описанная в работе (56], состо-
И| из насосов, трубопроводов, пяти сепараторов, назем-
117
1.3. Схема t-optiauiiu лыпяс факельной ycra.ioHKir.
/ —регулчт., р-1“4да, 1 — лн.1'4: И' четр; J — .|икелй1эи г«|1мк'«: 4—tope,*/
ной факельной трубы высотой 16 мн диаметром 10 м rt’
двух высотных факельных труб. В наземной факельюЯ
трубе можно сжигать белее 30 i/ч гид. востунаюгцегЯ
из установок по производству этилена. ароматическ jf'
углеводородов, кумола и др. При нарушениях 1ехно.й8
тесного режима избыток свыше 20 т/ч сжигает tj
высотных факельных трубах. Макси?ильное каличест од
сброса составляет 825 т/ч. После отделения в сепаратоД
рах капель жидкости диаметром бо.-ict 0.5 мм газы смаЖ
Шнваются в факельном трубопроводе п илпрлвляюиЛв
линю к наземной факельной* трубе, либо к высотныД
трубам.
Система имеет дна сепаратора, в которых холодньЯ
газы подогреваются глухим или острым паром для Д
варки из холодной' жидкости этилена. Один сепаратор Я
подогревается постоянно, а другой ври поступлении ха
.-годных уг.геаодород >в в л толю ф'лкслыюи системы.
Горелки на мной факельной установки разделе Ы
па две секции. В первой секции (40 горелок) сжигается,;
4 т/ч углеводородов, при подключении второй сект Л
(260 горелок) пронтвотигельное г ьф аксльнбн. установи*
возрастает до 30 т/ч углеводородов.
Зажигание дежурных горелок на лазерной факечь'
oil срубе и на- высотных Факельных трубах осуществи
ля в ся ^бегущим* пламеие,- Ц ежурпыс горелка смоит.»
ровапы с термоэлементами. При падении температуры
подается сигнал.
Для сжигания отходов посте газолиновой.установи'
используют торшон гальпуо факельную установку [57}
Факелыг»я горе.гка предешвляег собой трубу пз нержа-
Н8
во<)ШС-й стали диаметром 400 мм и длиной 2,4 м, уло-
wtcirity10 на краю коглована с водой. Факельная горелка
Оборудована тремя дежурными горелками. Водонирку-
г1Яцнон’йый насос забирает воду из котлована и раелы-
пяст ее через 12 форсунок в зоне пламени. Производи-
тельность насоса задается регулятором расхода, соед -
ценным с дифмано\.1етром, который установлен на лд-
{1ии подачи сбрасываемого газа.
Вместо распыленной воды можно подавать пао._Фа-
кезьная горелка с подачей воды ирс/цазначена ‘ для
сжигания 70 т/ч углеводородов. При подаче пара произ-
водительность горелки снижается до 16 т/ч. Уровень шу-
ма при работе горелки с подачей воды составляет 72 дБ
при скорости газа 6 м/с, а при работе горелки с пода-
чей пара 100 дБ при скорости газа 7,5 м/с.
Схема горизонтальной’ факельной" су тановки с иода’
чей воды или пара приведена на рис. VI.3.
В работе [58| описаны горизонтальные факельные ус-
тановки диаметром от 200 до 1050 мм для сжигания
углеводородных газов. Они значительно дешевле высот-
ных факельных установок, обеспечивают бездымное
сжигание, позволяют многократно использовать воду,
просты в обслуживании.
СНИЖЕНИЕ ШУМА, СОЗДАВАЕМОГО
ФАКЕЛЬНОЙ УСТАНОВКОЙ Ь
I. ШУМ и его ПОСЛЕДСТВИЯ
Шум возникает при механических колебаниях в твер-
дых. жидких п газообразных средах. Для измерения об /
щего уровня шум* применяют шумоиеры. Механически®
колебания в диапазоне частот 20—20 000 Ги восприми»
маются слуховым органом человека в виде звука. Соле»®
банпя с частотой ниже 20 Гц (инфразвук) и вышэд
20000 Гц (ультразвук) пе вызывают слуховых ощуц"Я
ннй, по оказываю) биологическое воздействие на орга?I
инам человека.
После б—7 ч работы прп dhtciicubhoctii шума 80
90 дБ нарушаются функпнп вегетатнвнбн нервной счете- •
. ы п деятельность головного мозгл.
Для предотвращения вредного воздействия шума на4-’
организм человека необходимо: 1) устранять или ос.табф
пять причины, порождающие шум; 2) не допускать рас-*'-!
прострапеяие шума от его источников; 3) ирсдотвра
щать усиление шума, применяя для этого облицовку»
звукопоглощающими материалами; 1) рациональней;
пл, шровать территорию предприятия с учет".! объектов»
создающих шум; 5) уменьшать аэродинамический шуши
(выхлоп, шум в воздуховодах и т. д.), устраняя причк|
ны вихреобраэонаппя, применяя звукоизоляцию трубо-
проводов и глушители шума.
2. ШУМ ПРИ СБРОСЕ ГАЗА
При сбросе газов через факельные или сбросные тру-
бы со скоростями, превышающие скорость звука в сбра-
сываемом газе, создастся интенсивный шум. что обу; J
словлено расширением газа, при нрохожденп т» его через.;
регулирующий клапан п прп выходе пз труиу.
Энергетический уровень шума обычно является фувк- fa
циеп давления и механической энергии потока . Уро-'
120
160
31,5 12S 500 2Ю3 &Юа
Частота, Гц
Рис VII. 1. Спектр неэ?.‘лущенного
щуча на выходе, нз сбросной трубы.
ухали, скорости потока и дна-
день шума при выпуске природного газа через сбросную
тр<бу колеблется и пределах 150—170 дБ при звуковой
Мощности 10-12 Вт и достигает максиму: а в полосе час-
тит между 1—2 кГц
[50]. Зависимость уров-
ня звуковой мощности
от спектра частот для
дросселируемой звуко-
вой струп показана на
рис. VII.I.
При сбросе газов со
скоростями, меньшими
скорости звука в сбра-
< ываемом газе, часто-
т, соответствующая
максимальной звуко-
вой мощности, являет-
ся функцией критерия (
четра сбросной трубы на выходе.
При проектировании новых установок необходимо
установить допустимей уровень звукового давления
[10] на заданном рассгояп- н от факельной установки.
При ориентировочной оценке шума общий уровень изме-
ряют по шкале А шумомера. Звуковые давления можно
определить п в каждой па восьми октавных по юс в ин -
терзало частот 63 Гц—8 кГц.
3. ШУМ ПРИ ГОРЕНИИ
Одним гз основных источников шума высоких фа-
кельных установок является факельная горелка. Это
объясняется неравномерностью процесса горения. В зоне
турбулентного горения поток продуктов р акции не яв-
. яется равномерным, что свяэс о с беспорядочным из-
менением его скорости [61] и повторным вовлечением
продуктов сгорания в зону пламелп. При этом создаются
нестабильные условия горения, сопровождаемые процес-
сом неполного сгорания. Неравномерность процесса го-
рения проявляется в виде отдельных* языков пламени.
Часть энергии при эгсв выделяется в виде шу-ча , а не
тепла.
Шум возникает и при неустойчивая горении сбрасы-
ваемого газа па факельной установке, возникающем
лрп низкой скорости потока или заиливании гидроэат-
121
вора. [[рп низкой скорости сбросу принт «счшг погружД|
пне нла_\1снгг н цлрхнюю часть грубы и гль.пис его. За £
тем воспламеняется новая порция газа. Чэсюта коле *
банпп составляет 2-3 Гц при сжигании „.дс .1,311IQ-W
15 Гц при сжигании других ia-зон. Поэтому • 1р«г‘.«Я|
большого диаметра следует поддерживать » гй''|
сброса не менее (1,3—0.9 чтобы исключить 1 - *
и из ко частотные колебания.
Загрязнение плаз, вецноп повсрхпосш в гитрозатвсЬ
ре привод из к периодическим колебания м подачи гщ и .
Период колебания составляет примерно I с. В и огру
женной в гндрозатвор трубе также может пульсировать
жидкость вверх н вниз. Период пульсации жпдкост, . i
составляет примерно 1 с. Для устранения пульсации в
гпдроэатвор мо) -но установить перфорированные пере
городки. Если позволяют условия эксплуатации, та
лучше всего устранить сам гилрозатвор. В большинству®
случаев для обеспечения безопасности целссообраз,!... •
использовать лабиринтный уплотнитель, устчиав. г
мый на факельной трубе.
Другим ОСНОВНЫМ ИСТОЧНИКОМ Ш\'МЪ фак 1. b.iufl Л
таноэки валяются струи воды или водяного
даваемые в горелку для обеспечения без i.uu.. c.«4- |
гания. В этом счучае шум является рез • -шт v п и гр®
энергии пэра. Именно этот шум илмтси . w-V irt п(®
желательным явлением при эксплуатант •:« к ф; ’
кельных установок. Поэтому отверстия г. .чипах з-д^Н
подачи вс . гаго пара должны быть рассчитаны тай
чтобы пропускать необходимое количество водяною п*х ' j
ра при минимальном перепаде давления. Целесообраз-
но нспачьэоватъ иссколько небольших сопел вместо оч. .
иого большого. Если необходим большой перепад дав- < I
.зенит. ю целесообразно использовать несколько пеболь
тих перепадов давлении*. Обычно в факельных vcianoB'
ках пар подают к инжекторам при избыточном давне
пип 70П---1000 кПа. Сухой водяной пар пчсст препну
тцестно перед влажным, так как при применении по** ?
еледнего уровень шума увеличивается, что обусловлено
испарением частиц воды, попадающих в пламя. ЧеМп>у
быстрее водяной пар смешивается с воздухом, тем шеке’
ше шум.
Если соотношение давленийЪ сопле превышает кри|М j
тичсскуго величину, то скорость потока становится pal
J22
№iii скорости звука, а интенсивность шума примерно
щлиюрционадьна квадрату массовой скорости потока
пара-
Зависимость общего уровня звукового напора от ско-
рости сброса газа приведена па рис. VII.2. На
Far VII2 Змжмм»-ть общего уровня звукового напор* от расхода
tаза для наземной фаг "лвдой yciaitoBKic-
. VI 1.3. Влияние впрыскивания водяного пара на изменен» обще-
го уровня звукового напора:
I- р«схпд у|леодпэрид«'а -КНП Krjc I—то ж*, 1 кг-.; J--iu v«,
Tv Mt) c."i
puc. VII.3 показано изменение общего уровня звукового
напора в зависимости от соотношения водяного пара и
УЕЛСВОДОрОДОВ.
Водород занимает особое положение среди горючих
г зон, поскольку имеет небольшую плотность. Поэтому
при сжигании водорода мот»но ожидать значительного
увеличения шума горения [62]. Водород юрит без свече-
ния п дыма, поэтому водяной пар обычно в факельную
горелку не подают. На рис. VII.2 показано изменение
уровня шума при постоянной скорости сброса водорода
беэ подачи пара и с подачей. пара. Изменение уровня
№ума обусловлено искусственно индуцируемой турбу-
лентностью, создавиемой впрыскиваемым водяным па-
рим.
Шум горения низкой частоты вечда преобладает в
факельном звуковом спектре, даже ири относительно
123
Puc. VII.4. Запнсп>юсть уровня
звукового давления от расхода
пара на расстоянии 46 м от фа-
-злыюё горелка:
1— TPOieKb зиукоим-о лаппшпн гп-
речки с аамльаоаагыем эффеь i
Коапл. : 2 — >рп гень joyKonurii а>?
яыит горелы .три пода“" аар»
aiyrpli струг И ПО Ц|Ч Ирин
шумной системе впрыска водяного пара. Поэтому аажйМ
одновременно располагать данными по общему уроа М
звукового давления (силе шума), создаваемого nnajjjW
нем, н системой водяного пара. Так как шум водянйрП
пара имеет относительно высокую частоту, целесообрйЛ
но представить данные через пиковые знач'дяД
в каждой из носимо октавных полос.
Одним из усоаершенгЙ-
пованных методов инясеют^Д
пара является способ, осдаВ.
ванный на эффекте Koanialft
[63]. Эффект Коанда эакиюи|
чается в том, что струя газцф
жидкостной среды следгЦЙ
за плоской поверхностью^,
находящейся вблизи грацяд
ны струн, даже если эта ши
верхвость расположена педц
углом к даТствптельном®
направлению . струн (cap.
рис. П.16). Для подачи парМ'
применяют внутренние пн, '
жекторы, аналогичные тру.4*
бе Вентури .Струя пара под)
высоки. । давлением посту ?
пает в узкое кольцевое пространство и па выходе из негр/'
(эффект Коавда) изменяет направление и течет вдолйрд
боковой поверхности инжектора. Прп этом в факельнуйЕя
горелку захватывается большое количество воздуха. При1',
размещении таких устройств группам! ыжруг горелкй1"
достигается турбулентное перемешивание газа с парой
и воздухом до того, как газ поступит в нижнюю часЦг.’
пламени.
Следовательно, пар помимо всего прочего явчяетс?.
также а источником движущей силы для воздуха. Од. ,
повременное использование этих свойств лара позволяете
осуществлять бездымное сжигание на факеле тяже тык
углеводородных газов.
При использовании факельной горелки с ипжскто В
ром, осяованным ня эффекте Коанда, снижаются ур‘о<$ ]
ведь шума и расход пара. Инжекция больших соличеста >
воздуха обеспечивает высокую степень сгорания, а рас*?"’
ход пара снижается на 30%.
124
По р«' льтатам многочисленных измерений получена
крниая (рис. VIU), позволяющая в зависимости от рао
хо.к1 пара и i аза определять уровень звуковою дв Ме-
ЛИЛ-
Предваритетыюе перемешивание воздуха с газом мо-
xcci привести к более быщрому сгоранию газа, при этом
увеличится интенсивность горения, в результате чего
де>;;жен повыситься уровень шума при горении. Вместе с
тем полное перемешивание и выравнивание потока ле-
ре 1 горением приведет к значительному снижению уров-
н. шума. Поскольку турбулентное пере, ешпванпе с па-
рны и инжектируемым воздухом в основном происходит
в горелке, большая часть шума, создаваемою турбу-
лентной энергией, гасится самой горелкой. ЬЬкоТерого
снижения шума можно достигнуть, применяя вместо ци-
линдрической горелки коническую, так как в этом слу-
чае снижается скорость выхода 1аза нз нее. Шум. со-
здаваемый наземными факельными установками (газ
сжигайся внутри грубы), примерно на 10 дБ меньше,
чем шум высоких факельных установок гой же произ-
ьидцтеаьностп [63]. Эю обуй >влено, вероятно, тем, что
пламя, находящееся внутри кожуха, защищено от воз-
действия ветра и периодического охтаждепия . Кроме
юга, тепло, излучаемое огнеупорными стенками, оказы-
вает стабилизирующее действие на процесс горения. Са-
ми стенки, абсорбируя некоторую часть звгковои энер-
гии, снижают уровень звукового давления на неболь-
шом расстоянии от факельной установки.
4. ГЛУШИТЕЛИ ШУМА
Для снижения уровня шума на сбросные трубы ус-
танавливают глушители. Размеры глушителя опреде-
ляются расходом газа. Однако с увелтением расхода
саза уровень шумы воэрас гает. Так, с уве.ичсннем рас-
хода в 2 раза уровень шума увеличивается прс.ерао
ча 3 дБ. Поэтому для снижения уровня шума следует
пи возможности стремиться увеличить время выпуска
газа. Для системы, вр мя опорол' еиия которой состав-
ляет 15 с, требуется глушитель диаметром 1150 мм при -
расходе 2300 ма/мик [59]. Если время выпуска газа мож-
но увеличить до 1 мин, достаточно поставить глушитель
диаметром 650 м.м, а если время выпуска увеличить до
125
2 мни, го можно использовать глушитель дпаметрок^Я
450 .мм. Отиисптмльгюс изменение размеров и масс mJ?
глушителя в зависимости or времени выпуска газа прцчуА,
ведепо в табл. VII. 1.
Обычно глушитель сбросной трубы состоит пз дву’ж
секций: диффузорной и дпссппаииипяогГ. Входная диф
фузорпая секция служит для расширения газа до атмо-,
сферпого давлении, сшгжеппя скорости газа п частотно
го смещения шума с низких октав к высоким .Диссппаа
цпонная секция глушителя скопструпрорана так, чтобы
снизить уровень звуковой знергпл, в первую очередь в
полосах высоких частот. В большинстве конструкции
глушителей дпееппашюнпа я секция состоит из цияинд- \
рнчес1»их труб, образующих проточные канаты и in копь j
цевых проходов, пли из комбинации тех и других. Про, -•
точные каналы закрыты перфорированными перегород»
ками, объем между которыми заполнен акустической**
массой, например длинноволокнистым стекловолокно^
или миг гералыюй шерстью.
Исходя из пониженной скорости потока, требуемой!
для утоп секции, и объемного расхода газа определяют
минимальное жиоде сечение потока п основные размеры
глуши rein .Д .и па акустических каналов определяется!
степенью поглощения звука, которая должна быть обе <г
печена глушителем д гя удовлегрореппя норм допус .я-
мого шума для каждого конкретного случая .
, Таблица VII.I. Зависимость раг троа глушителя
оу времени выпуска газа
Пар »«жры глушителя Врыы аыпуога. с
15 б и
М кер*и.|ЫП1й рас. гд гам, ма/мии . 2300 570 1U J
Дгагегр глушнипя, ’.га Максмчальнап при гуекааа шисисНистъ гл,Интела, эр/мпя 1150 6<-г
•2300
1роаеш, незагпушеажго шу и', дБ X f а 44
Длина глум яя, ’ i 6000 •411 Iftj л
Масса глушителя, кг 2000 КО IU>
• х — услос*л 3 уровень яезчглуа е «ото шу «д .
126
Конструктивно диффузор .может быть выполнен так,
что он будет играть роль дросселя а сбросной трубе для
уменьшения массового расхода гааа. Если дросселиро-
ni'iute потока не является необходимым, го проходное
ee'tetiue диффузора должно быть достаточным, чтобы
пропустить газовый поток без дополи ягельного противо-
давления в системе, которое может повлиять на про-
пускную способность клапана.
Для правильного • подбора iliii конструирования
ебросной трубы необходимы следующие данные: состав
газа, плотность таза, показатели, адиабаты (отношение
удельных теплоемкостей), максима читая массовая про-
пускная способность клапана свсчп. начальные дизление
п №* пература, допустимое максимальное* давление на
выходном фланце клапана, уррвсиь иезагл учтенною mv;
ма или уровень звукового давления и точка тзмереппя.
Если диффузор должен ограничивать массовый расход
газа, то необходимы -дополиптельпые снедения: об объ-
еме изолированной cucrc*. i и приемлемом времени опо-
рожнения системы.
При использовании большпнегв-щепстем.выпуска га-
за весьма важной проблемой является устранение шума
из линии от трубопровода к запорному устропЬГЙУ. п
между запорным устройством п глушителем. Лучше нсе-
;□ па проблема решается при заглублении всех трубо-
проводов, но обычно нецелесообразно расползтать за-
порное устройство ниже уровня грунта. Все трубопро-
воды, уложенные выше уровня грунта, следует экрани-
ровать.
Конструкции глушителей.
Глушители для сбросных труб разделяется на три
типа (рис. Vn.5)'. реактивные, абсорбционные п koy 5н -
пированные [64]. Глушитель итак того тгаа обычно стб-
жают впускным диффузором шт и предусматривают ту-
пиковый капал для регулирования напора газов, посту-
пающих с большой скоростью, и преобразования шумо-
вого спектра в более высокочастотный.
Кроме того, в глушителе имеются множество перфо-
рировааных трубок небольшого диаметра н насадка из
длинноволокнистого стегдоволокпэ пли волокла из не-
ржавеющей стали (при сбросе азов, нат ретых до высо-
кой температуры).
127
Рис VII.5. Схемы глушитеааТ; -
и — реаьтпашш;
6 — .aScopSutiiiMibiit,
о — ьп iidaliiiitnilialiiiik'i.
Звуковые волны поступают во входной диффузор
который рассеивает энергию газового потока. Выдать
частотные колебания абсорбируются ушэтнепием Ж.
перфорированными поверхностями напорных трубок/Яд
то время как более низкочастотные колебания ослабев®
ют прп прохождении через напорные трубки.
Использование напорных трубок небольшого Д1®|
метра вместо одной большой трубы приводит к снижЖ
нию скорости внутреннего потока и, елеюватель^дг
снижению шума. Такая конструкции обеспечивает бол^.
шее затухание шума нт I м длины установки по сра$|
пению с конструкцией, имеющей отдельную тру бу. л
Глушители широко применяют па химических п нефу
техпмпческпх установках. В частности, их устанавливай
ют на крупных агрегатах производство аммиак»!, оН
которых прп пуске п нарушениях режима ебрасывагсж
епптез-г» т. Конструкция глушителей должна способе^
вовать также предотвращению взрывов в системе. Г у„
шитедп усганавлпвают также на продувочных свет-jff)
компрессорных станций, па оборудовании ,снабженному
предохранительными клапанами, и т. д.
Расчетная пропускная способность предохранители
пых клапанов может быть несколько ниже депствителЯ
ной: средний максимальный поток .может превышатм
проектную пролуеггную способность глушите тя на 50 V3
паирпмер при нарушениях технологического режима;
(при отключении компрессора, когда газы сбрлсывиюТ.*
128
I я тех пор, пока не будет устранена неисправность)
Йоло^5 1.тушитель должен быть рассчитан пт ава-
I оййные условия.
и В случае превышения расхода сбрасываемого газа
ад поминальной пропускной способностью глушителя
: доскеипе туг. а будет недостаточно эффективный. В со-
ответствия с эмпирическим правило ч, возникающий"
цд пропорционален 50 log и (и — скорость потока,
л/с). Наирит ер . есип гцуштеаь рассчитан на скорость
сброса 60 м/с, а фактическая скорость сброса составля-
ет I20 .м/с, го шум па выходе увеличится всего па 1л дБ.
По сравнению с величиной, рассчитанной для 60 м/с, это
составит лишь небольшую часть от общего шума, ояпа-
ко мож&т превысить предельно допустимую величину.
Эго свидетельствует о гом, что при выборе глушителя
необходимо тщательно учитывать количество сбрасы-
ааеуых газов.
Сложной задачей является разработка г.гуиштелей
для мгновенных сбросов, сопровождаемых шумом удар-
ной волны. Например, при прорыве воздуха из трубы
создается ударное давление* всего лишь 7 кПа, а уро-
вень звука составляет 160 дБ. При этом па расстоя-
нии 30 мог сбросной трубы диаметром 300 мм звуковой
напор будет составлять 110 дБ.
Для ограничения потока газа через глушитель па
выходное конце грубы устанавливают трубу Венiурн
пли простой патрубок. Расстояние между глушптетем и
трубой Вентури должно составлять ие менее пяти диа-
метров трубы.
Рекомендации ип усеаноаке глушителей
Сброс горячих паров или газов связан с проблемами
тсрчорасшнрення. Большинство г.тушнтслеп снабжено
средствами компенсации термораепшреппя: плавающие
делители, плавающие пучки труб и т. д. Вместе с тем,
глушители пе рассчитаны на восприятие удара от тер\ э-
расшнренпя са.юй трубы. Поэтому глушитель должен
угтанавллваться либо па гибком соединении, .ш"ио при
помощи апкерпош кропления.
Чаще всего глушитель устанавливают в мегаллокон-
с|рукцпи, иногда па растяжках.
129
Рис. Vll.fi Глушитель с ко-
зырьком и дредажои:
J — аксели» кая «1» яшл; 2 —
дренажная лини; 3 — козырек,
В тех районах, где на бкд
вает снега и льда, зоздухЖ
другие нетоксичные газы сбрито
сына юг в атмосферу. На слМг
чай дождя предусматривай»
дренаж с отводной трубой, |Ж
груженной в жидкость. ДлД
предохранения от закупори
льдом и снегом, что моя$И
привести к разрыву глуши«|’,
ля, устанавливают защитны®,
козырек (рис. VII.6). Козыр,^
можно использовать для дй
полннтельиого снижения
ма, еодп обложить его акус;Ж
ческпм м-. сериалом и перфай^
рированными металлическимЙ
пластинами. Следует отмен
тить, что козырек должен быт»*
достаточного размера, иначе в глушитель будет поцаад
дать снег.
Глушители лучше всего крепить к клапану па флайй
цах. Если протяженность трубы . ежду клапаном вд
глушителем более двух ес диаметров, то она д олжйВ
иметь внешнюю обшивку или изоляцию для пре дотврЯи
щения распространения отраженного шума.
Чем выше установлен глушитель, тем лучше условия^
его эксплуатации (значительнее снижается шум). Прив
проектировании следует проводить сравнительный ана&
лиэ степени снижения шума и увепичепия капитальны.;^
затрат, связанных с установкой глушителя.
Прп сбросах горючих газов пли паров необходимо
принимать меры защиты глушителей от взрывов, который
происходят в сбросном патрубке или в самом глушите*''1
ле. Подобные взрывы, причинившие значительный';:;!
ущерб, отмечены при сбросах водорода и синтез-га-
за [64].
Наиболее надежным средством предотвращения,.,
взрыва является продувка сбросной липни инертным,*.,
газом, Д>угия средством является устройство пред®- S
хранительных мембран на верхней части шушителйЗД
Площадь сечения предохранительных мембран должнзС" I
130 Я
Wit, по крайней мере равна площади поперечного се-
чения сбросной ЛИПНИ.
Действие глушителя становится совершенно неэффек-
тивным, если сам глушитель и подводящие трубы виб-
рируют. В этом случае происходит так называемое «аку-
стическое короткое замыкание»; шум распространяется
от поверхности глушителя и подводящей линии. Чо (ы
предотвратить распространение такого шума, линию
нужно акустически изолировать или проложить под зем-
лей. При сбросе газов с низкой температурой на пути
акустического короткого замыкания можно установить
изолирующий фланец. В случае сброса горячих или. взры-
воопасных газов такой фланец не устанавливают. Для
снижения вибрации трубу дополнительно изолируют
слоем стекловолокна толщиной не менее 5 см с металли-
ческой обвивкой или оборачивают тяжелым кровельным
картоном.
ГЛАВА VIII
СБРОС ГАЗОВ ИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
УСТАНОВОК БЕЗ СЖИГАНИЯ
1. СБРОСЫ ИЗ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ
Па химических предприятиях небольшие колпч«^-гктй
нетоксичных газон иногда сбрасывают, не сжитое,
атмосферу над крышами пли установками. Чаще всего -
газы сбрасывают через' предохранительные клапаны дт{^
быстрого снижения да влет гя в системе [65].
При решении допроса о т< . с вдует . л гредусма>
рпвать факельную установку щя сжигания нетоксичных».^,.;
газон, нужно учитывать ряд факторов — гпуч, яркое у
cuead, тепловое воздействие, образование дыма .токсин»
поеть в запах продуктов неполною сгорания, продол*]
житель и ость. час югу п объем, нозможн ых Соросов; icpoj
ме тога, должны учитываться опасности, связанные е
эксплуатацией факела. Пока еще практически отсугству
ют данные о полноте сгорания газов и паров в прочищу
лепных факелыых ус1ануака'с - ,*
Сброс газов из технологических установок может
быть организованным (небольшие ковпчесгаа газете
выпускают через .значительные промежутки времени) и.
вынужденным (апарпйпый сброс). Наибольшую опас •
поеть прсдоавляст поепла пепсине струн сбрасываемой
газа от оборудования с огневым подогрером. Дэя otiets
ки опасности при нежелательном вое пламенен ни такой
газо.ой струи необходимо знать реакционноспособны 4
объем газа внутри контура нижнего предела воспламёч
пения. Зпап згу величину, можно определить дна важ
пых параметра: рассюянпе выходящей струп от ближай-
□кто источника воспламенения (с учетом коэффициента
запаса) и диаметр выпускного отверстия, который дод»'
жен быть по возможности минимальным,
На рис. VIII.I показано распространение гурбулент *
ной свободной струп этилена в воздухе, выходящей из
вертикальной трубы. Зона воспламенения представляет £•
собой объем, ограниченный поверхностями , образован-’
132
biuii вращением профилей, со-
гнетствующих нижнему и
ерхнсму пределам носила-
мнения.
Вау три зоны ьоспламене-
уя можно выделить иоверх-
ость, coot о м стнуюшую с ге-
номе! рнческочу составу сме-
и (кривая 2 на рис. VIII. L □').
1с;кду этой iioaepxflocibio н
пешней яаходнгсй область,
арактеризуемля избытком
лздуха; область, ограничен-
ия кривыми 2 н J (рнс.
III. 1.6), характеризуется нз-
ьпком горючего газа. Очевид-
о, что реакция -будет идти с
ыксцуильной скоростью ла
оверхностн, стехночетрнчес-
L, составу, которая и обра-
у» факел пламени.
Распространены* газов.
брасыЕлеуых с достаточно
1льд1ой скоростью, опнсыва-
1ся закономерностями ту{б у-
ццтного расширения струн (1 ]
Размеры зоны досплачепсная
объем горючей сиеси) залп-
нт только от диаметра выгод-
ою отверстая, а нс or лыте-
.апщего количества газа . Это
ззьоляст определить границы,
а пределами которых у’.«е не-
•ииожно ьосп.таченснвесбра-
ываамого газа. Таким обра-
й з ъ о а 4 з
Рис. VIII.I. Распрасгра-
1= не турбулентной сво-
бодной струн этилена
(х— высота струд и;
у — лирика струн, и;
d —диаметр тр$ ы, ь) :
а—.‘нам с#ннакоаьх ско-
ростс"4 7—11 м с; 2—20 м’с;
3—50 к ® 1(Л м/le; 6 — in-
МОД it. «тих ho иг- rapa-
i<i пр w c oipacnt гача ни
пьлодс jJTI »</c; 1- 2,75%
tod), auhiutil лрадел; 2—
52е CTt.'n ометр! и;
29,60i (об.), иерхив пре-
дел.
ом можно установить необходимые • минимальные рас-
тоянпя ежду источниками воспламенения, например
южду факельной установкой и сброены. и трубами. С
велнчением чтого расстояния степень безопасности пе-
ня птастся.
Если в приведенном на рис. VIJ 1.1 примере диаметр
рубы равен 100 мм, то максимальная ширина струи, со-
пвегствующан нижи ему пределу воспламенения, будет
1ЭЭ
равна 2,2 м, а длина струи 19 м. Эти данные позволяв
определить необходимое расстояние между сбросной
трубой п ближайшим источникам воспламенения и дн^У
метр сбросной трубы.
В работе [66] показано, что детонация такой свобод*
ной струи в воздухе маловероятна, так как для пни* «а
ировапия даже гомопенпои смеси газ — воздух необхо-
дима очень большая энергия поджигания.
Необходимо принимать меры предосторожности ддд"
предотвращения образования горючих смесей , источник
воспламенения которых может оказаться на уровне вея-
ли или в соседних производственных установках. Режб.
мендуется сбрасывать газы со скоростью 150 м/с [67]^
При такой скоросм обеспечивается рассеивание газов в
атмосфере до нижнего концентрационного предела вдй'.
пл а меления. Для наибольшего рассеивания газов и пд»
рои, плотность которых выше плотности воздуха, их ну .<«
но сбрасывать вертикально вверх из трубы с мпнпма.-д*г
но допустимым диаметром. Это позволяет достичь высо-
ких скоростей сброса газа при данном объемном расдеЯ
де. Эффект, который возникает при взрыве в атмосф рв':
на высоте определяется объемов образовавшейся гр*’
рючей смеси в любой данный мои :Нт и не завис» <й
общего количества горючего газа или пара, поступают
щих в атмосферу в течение всего периода сброса. Я
Разбавление вбтизи трубы выбрасываемых через ней/
газов с плотностью, близкой к плотности окружающего^
воздуха, описывается счедующпм выражением-. Л
Сд/Cs = (г
где Сп — максимальная концентрация горючего газа но осп гстп; ' \ г
Сь —ковцезтрация газа □ трубе;
d—дш«-тр трубы;
V—безразмерная константа;
г —расстояние от среза тр}бы по газовому потоку до точки
в которой определяется концентрация.
Константа V7 является функцией отношения скоро-!
сги ветра и к скорости газа в трубе о« и изменяется оу
~ 1 при u/ys*;3 до —5 пр и u/ns«0.
В общем случае па р асстоянии от среза трубы, рав-
ной 25 ее диаметрам, максимальная концентрация сбра-
сываемого газа н воздух составит, по-видимому, 10%
от концентрации газа в трубе; на расстоянии 50 диаме®;-,
ров трубы — соответственно 5%. Тагана образом, высо-
134-
кие скорости газа в трубе с минимальным диаметром
практически приемлемы для заданного расхода сбра-
сь важного газа. При таких скоростях количество газа
по взрывоопасном диапазоне в любом случае уменьша-
ется [68].
Над срезами сбросных труб (воздушен) в некоторых
случаях устанавливают загнутые вниз «гусиные шейки»
или укрепляют на некоторой расстоянии от среза кони-
ческие крышки с тем, чтобы предотвратить попадание
атмосферных осадков в трубы. Эти приспособления на-
правляют выброс вниз, что увеличивает опасноегь вос-
пламенения газон и способствует загрязнению призем-
ного слоя токсичными веществами. Такие приспособле-
ния должны быть заменены крышками, представляющи-
ми собой два сложенных основаниями конуса, которые
не отклоняют струи газа вниз.-
Для обеспечения безопасных условий труда очень
важно, чтобы скорость выбрасываемых через предохра-
нительные клапаны газов была достаточно высокой.
Если скорость намного ниже необходимой, то мо кет
образоваться большое и весьма опасное облако смеси
горючего газа или пара с воздухом. Обычные предохра-
нительные клапаны не удО1 затворяют атому требованию.
Они быстро открываются, но, как правило, медленно
закрываются. Даже при нормальной температуре предо*
храните^ >ные клапаны не обеспечивают достаточной
герметичности оборудования. С повышением температу-
ры утечка газа увеличивается, что обусловлено умень-
шением его вязкости. Эти недостатки устранены в пре-
дохранительных клапанах с дистанционным управлени-
ем, которые быстро открываются и закрываются. Однако
эти клапаны менее надежны в работе, чем обычные, так
как остаются плотно закрытыми даже при значитель-
ном превышении предельного давления [67].
Прямые выбросы в атмосферу рекомендуется осу-
ществлять через ряд воздушен с те. чтобы уменьшить
количество горючего газа в одно’, облаке [69]. Если
имеется несколько воздушен, пе связанных коллектором,
присоединенным к общей трубг, то их нужно размещать
на достаточном расстоянии одну от другой таким обра-
зом, чтобы при случайно- загорании облака над одной
из воздушен пламя не перекинулось на другие воздуш-
кл. Если рассредоточить сбросы из воздушен, располо-
135
женных близко одна от другой. я<, «можно, то для ещй?
ження опасности воспламенения целесообразно расподлЧ
гать срезы на одном уровне с тс л, чтобы искры ае пр.''
падали на ниже расположенные суезы |юздушек. ii-
Только в некоторых случа? | • токсичные газы, да- )
пример водород) горючие г«ыы • пмрк сбрасываний
через предохранительные к.14k । атворы и др'<
гие устройства в атмосферу.
При проектировании бе’лп ц j.. ..бр» I
зов следует учитывать следую* О и. >
1) воздействие давления п- । । . Hiiinn- rc-. •. .с-¥*мЯ
ими сброшенных газов;
2) воздействие геплоюй • г при •••• . . we-v;
нии газов у среза трубы;
3) взрывоопасные или и реально допустимые
•центрации на уровне земли или эдвлшВ И
Возможность случайного воиил«1и|н>пн.ч сброгных СлЯ
зов над уровнем земли нельзя а т । к < ^мкициН
прн взрыве волны могут ока ыш» р шающее воз- '
действие на установки.
Взрывы происходят на знцтелыюй высоте. Падак»
щая волна ослабляется пропорционально корню кубиче-
скому из расстояния от тачки з;*ыаа да уровня зданиСЙ
Кроме того, при взрывах на выдое воспламеняется тол
ко часть сбрасываемого газа, которая образует взрыво В
опасную смесь в данный лю* ент времени. Эта чаегь газа?
не определяется общим его объемом, сброшенным в те
чение всего периода разгрузка. Быстрое разбавление.:;
является результатом высокоскоростного сброса газов
из трубы.
Данные сравнительного изучения давлении [69]. воз’ I
ннкающнх прн сбросах газон через гр joy. показали , что '
степень наименьшего разбавления н-а уровне земли прн- :
близительно обратно пропорциональна площади поле •
речного сечения пли квадрату диаметра трубы. Для
заданного дна*, ггра трубы pa. !анлеыпе струи сбрасы*
ваемого газа возрастает с увеличением скорости газа в
трубе. 3
Здания и сооружения должны размещаться ча такох |
расстоянии от объектов транспорта и хранения газа, в
которое исключает повреждение их взрывной ролаой у
В то же время в соответствии с требованиями экономия •< I
площади застройки расстояние между объектами ч$иж • j,<,
136
по быть мин шальным. Часта определение мзпнмально-
го расстояния представляет • значительные трудности.
Иногда безопасное расстояние регламентируется соот-
ветствующими официальными техническими нормами.
Недостатком отдельных рекомендаций в существуют :х
нормах является отсутствие в йих обоснования величин
безопасных расстояний. Неизвестно, как они определе-
ны, по каким критериям, какие г* гантин дают предпо-
лагаемые величины безопасных расстояний, предотвра-
щают ли возможность разрушающего действия взрыв-
ной волны или гарантируют защиту от теплового воз-
действия.
В ряде случаев мощность установки, из которой мо-
жет произойти истечение газа в атмосферу, при опреде-
лении опасной зоны ж принимается'во внимание. Вме-
сте с тем, применительно к крупным агрегатам химиче-
ской в нефтехимической промышленности это имеет
весьма важное значение.
В работе [70] описана попытка разработки способа
расчета минимальных безопасных расстояний на основе
опубликованных исследований об истечении горючих га-
зов из предохранительных устройств. В качестве основ-
ной величины принято расстояние от места истечения
газа до эоны, в которой содержание горючего газа соот-
ветствует нижнему пределу воспламенения.
Если отношение рабочего давления горючего газа ра
при его истечении к атмосферному давлению ра™ боль-
ше критического ДркР) то газ в предо хранительной арма-
туре расширяется по адиабатическому закону до давле-
ния pi. Соответственно температура снижается до вели-
чины Т]. В выходном патрубйа давление изотермически
снижается до величины ра. При таком давлении проис-
ходят истечение газа в атмосферу. Критическое отноше-
ние давлений Дрнр зависит от показателя адиабаты kt
Ь 14 I Ч 191 1ЧЧ
лКр* • - * * 0.S30 6,546 0,564 0*577
Если принять, что изменение параметров газа проис-
ходит в соответствии с уравнение., состояния для иде-
альных газов, то давление молено рассчитать го приве-
денным ниже уравнениям и представить на диаграмме
Г—S (температура — энтропия)
(VUI.I)
6—1153 ' 137
Если принять, что в гыходном патрубке поток газ®
имеет скорость звука, то при диаметрах сопла предохра-
нительного клапана и выходного патрубка, ранных соот’
нетсгвенио d\ и Аг
Р1 = Р^с/1 (VIII .3)
Г”т‘-т“(1г) ’ (VI"4‘
Распространение газа в атмосфере после его истече-
кия следует закону диффузии. В упрощенной фор этот
закон может быть представлен в виде формулы сеттона
с‘~ <™*
me Сх — концентрация гдч в точке с координатами х и у=0, кг/>1? '
<2 — массовый расход а месте истечения, кг/с;
и — спорость истечения, м/с;
Л — з< гсота места истечения, м;
1>иЛг)—горизонтальи,» стандартное отклонение лирытяьии рлсире—
дечепного облака газа а нах рааленни, иерпе11дь-кулярном|
направ.т сью астра;
Dz(x) —вертикальное стандартное отклонение норма чью расир?
де.атого распространяющегося об ..тиа газа. ,
Экспериментальные исследования показали, что сни-
жение содержания горючего газа по мере удаления of
места его истечения происходит в соответствии с выше-
приведенной экспоненциальной зависимостью. Однано.1
при расположении л ста истечения вблнзд земли п вы-'
соков скорости истечения эта зависимость нарушается.
На основании результатов исследований было состав- ,
лены уравнения для расчета изменения концентрации
газа.
В подавляюще- большинстве случаев для области
звуковых скоростей в конце выходного патрубка в рас-
четах можно пользоваться уравнение.
СуЧ 1 МаТд | frx ] •
— ИГ“‘,'-ТЙР1
где CXJ— содержание горкдаго газа н точке с юординатамн I
V и И, «о (об.);
Са— содержание горючего газа а месте истече«я-, призм- 3
маегсяравным 100% (об.);
138
ft, и йд — константы, равные соответственно 5,3 И 5,4;
х — координата а яанразлеши, нсте -сана;
у—координата в иаправле! пернекнкулнрпом наираэ»
ле ню истечения;
d — । аметр вь ходкого патрубка;
,11 а=29 — масса 1 ot, < воздуха;
Л1 — насса ‘ . они распространяющегося газа;
Тп =°88 К — температура окупающего воздуха;
Т— температура газа в месте неге дома, К,
Для построения эпюры распределения концентрации
следует, задаваясь координата, и х и у, решать уравне-
ние относительно Cw. При у=0 расстояние, соответст-
вующее нижнему пределу воспламенения, ранно
5.3 /.Ue/rD\o.5
* с/с0 Д МТ )
где.С.— ixjDinii» предел воспламенения.
В направлении истечения струи необходимо прини-
мать наибольшее расстояние, чтобы содержание горюче-
го газа в атмосфере было меньше нижнего предела вос-
пламенения. Ветер, дующий а направлении, перпенди-
кулярном осп вытекающей с высокой скоростью струи
газа, способствует снижению его концентрации.
На практике высота струн огранич явается рассеива-
нием энергии турбулентности, обусловленным внутрен-
ним трением, и действием ветра, преобразующим струю
в облако.
При скоростях газа меньше 2 м/с и действии ветра1
турбулентность становится незначительной , и струя
превращается в облако.
Наблюдения за видимой cTpyetf• (например, струей
пара) показывают, что опа переходит в облако, когда ее
вертикальная скорость становится равной скорости вет-
ра. Поэтому при малых скоростях ветра целесообразно
в качестве его 'минимальной эффективлой скорости при-
нять величину 2 м/с [67]. Это позволяет вычистить вы-
соту подъема струи газа и среднюю его скорость, обес-
печивающих рассеивание до нижнего предела воспламе-
нения. Исходя из этих величин, mozcho определить эна -
пение диаметра струя. Когда диметр выбрав, высота
гтрун для ванной к&нцептрацнн представляет собой кон-
станту. При меньших скоростях ветра струя будет подни-
маться на несколько большую высоту, пока газ не рас-
сеется до концентрации, которая меньше нижнего пре-
дела воспламенения.
139
Пр i больших скоростях ветра струя отклоняется дл;
тех пор,, пока пе превратится в облако, движущееся ф
направлении ветра. Зона воспзаменения лежит в преде-
лах объема, границы которого опреде. ются вращением
профиля наклонной струи вокруг осп грубы (папрашиМ
пне ветра моыег быть любым). Выходное отверстий
трубы должно быть расположено так, чтобы ни одно ас»
седнее эдапие не попадало в эту зону. В этом слуц^А
исключается опасность распространения воспламеняй
щегося г. за па строения.
Негорючее облако шжет быть токсичным или пме ь»
резкий запах при значительно более низких концентра
цинк, чем ппжшга предел воспламенения. Основание об -
лака может достигнуть уровня земли. Значения копцец -1
трацнй в удаленных точках имеют сложную завис и мосте"
от скорости ветра. Обычно вычисляют концентрации при
различных скоростях ветра для того, чтобы определи .#
накхудшпе условия. При большой плотности газ с мак-
симальной концентрацией располагается ближе к нс*.-
точнику его выделения. Подробные примеры расчетов
рассеивания газов приведены в работе [67].
Если гренсбречь действием ветра ,то в направлений В
истечения потока в диапазоне расстоянии от 20 до
200 диаметров выходного патрубка содержание горюча...
го газа в воздухе каходнтся в пределах области аос-^
плаиенення. В направлении, перпендикулярном направ- >.
ленкю истечения, граница вэрывоопас юн эоны лежит в
пределах 12 диаметров. Это означает, что распространив
ное струп газа прп истечении происходят в отшептель^
но узкой зоне.
2. МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ЗАЛПОВОМ
ВЫБРОСЕ ГАЗОВ
Как уже говорилось выше, при залповых выбросах
появляется опасность восплаыенеппя горючем* смеси
Эту опасность полно в значвтецьнон'мерс предотвра *
тить, быстро охлаждая газовый поток водой до его вы-
хода в атмосферу. Преимущества применения воды для
охлаждения обусловлены следующим: а) значительная;
теплота парообразования п простота ее пспользования,-
б) вода практически пе взаим (действует с газовыми
выбросами; в) объем водяного пара, образующегося прЦ
140
испарении воды, весьма |>елик и про 100 °C составляет
1670 л/кг; гааовые выбросы разбавляются водяным п*ь
рад, и температура их самовоспламенения значительно
повышается. Рекомендуется при разрыве мембраны на
реакторе (производство полиэтилена высокого давления)
з течение 6—10 с подавать 0,3 кг воды на каждый кило-
грамм газа, содержащегося в реакторе [71]. Наполнен-
ные водой емкости, скрепленные одна с другой канатом,
размещают в сбросной трубе. Эти емкости частично или
полностью изготовляют пз термопластического материа-
ла, быстро разрушающегося под воздействием высоких
температур и давлений вытекающего газа. Предпочти-
гельно применение емкостей в виде полиэтиленовых
мешков . Разра&яаны различные вариан ты этого устрой-
ства.
В работе [72] для быстрой подачи воды в сбросную
трубу рекомендуется применять трубку Вентурл, при-
соединенную к баку с водой. За исключен.«ем двух слу-
чаев это устройство для впрыскивания воды работало
вполне удовлетворительно около пятк лег на реакторах
и сепараторах в производстве полиэтилена. В первом
случае устройство не сработало, так как вода в баке
замерзла во время ремонта системы подачи теплоноси-
теля. Выброс горючих газон сопровождался воспламе«ге-
нием на уровне сбросных труб, ода *го это не причинило
значительного ущерба установке. Во втором случае
устройство не сработало вэ-эа недостатка воды, так как
бак вновь не был заполнен после предыдущего выброса.
При выбросе из реактора произошел взрыв этилеио-воз-
душной смеси на выходе из сбросной трубы.
Помимо этих двух аварий , связанных с нарушением
условий эксплуатации, ни в одном другом случае разру-
шение предохранительной мембраны, сопровождаемое
распылением воды трубкой Вентури, не прив<«) к вос-
пламенению пли взрыву при залповых выбросах.
Сбросы горючих газов и паров из технологического
оборудования желательно сжигать в топках или на фа-
келах. Если сжигание не представляется возможным,
а горючие газы не токсичны (например, водород), то
поп сбросе этих газов.в атмосферу необходимо соблю-
1ть меры безопасности. В местах потенциально “и опас-
ности проливов сжиженных горючих газов должны быть
размещены надежные средства ликвидации аварий.
141
ГЛАВА IX
БЕЗОПАСНАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ
ФАКЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК
I. АВАРИИ НА ФАКЕЛЬНЫХ УСТАНОВКАХ
Большинство аварии на факельных установках обуо
лоалепо попадание#! в систему веществ, нарушающих их |
корм/ .н.ную эксплуатацию. К таким существам относэд-Я
ся п первую очередь цоздух, жидкие углеводороды к др, Я
Следует отметить. что факельные установки харак-».^
теризуются повышенной степенью опасности ио сравнде
нию с другим 'гс»нологпчбскпм оборудование, НаиЛ
большая опасность пэры и а возникает в случае образовав
иия в факельной установке смеси горючего газа
с во. духом. Есди к смеси горючего газа с роздухом до Я
банлон ипертппп iu, 10 при определенном содержаний^\
последнего смесь становится негорючей'. Количество ’•<;
пнерзиогп газа определяйся его видом и видом горючей»
газа ncoeianwei 60—75'й [73].
Ооразоьаппе взрывоопасных смесей в факе1ьиых -
усикмьках связано н основном с попадание 11 шге кис- В
лиря.ча ропуха. В исключительных случаях, кислородД
может заранее содержаться в газе, который ТРЛгкев сж'лЯ
раздел на факзде. например при получении сшпез-газаф
путем частичного окисления углеводородов кислородом
При нарушении технологического режима содержание??;
кислорода в синтез-газе может резко возрасти. Опас? /
иость проппкпойеиия атмосферного ииздуха в факельиуф«8
установку возникает прежде всего при большой иетро.
воп нагрузке, низкой скорости потока сбрасываемого-
газа п при сбросе газов е малой плотностью (ниже 1 по
отношению к воздуху) пл и iiaipcnax la^oa.
Воздух в факельную систему лсет попасть о основ-
ном через срез факельной трубы или через неплотности I
при нарушен»! герметнчносгп оборудования. В послед-
кем случае подсос воздуха в установку обусловлен раз t j
режение» в факельной трубе. Поэтому необходим стро- j
гий контроль факельной системы. Другим фактором,^ ?.
142
обусловливающим повышенную опасность факельных
установок, является постоянно горящий факе я (откры-
тый огонь). Для уменьшения опасности нарыва факель-
ную систему постоянно продувают инертным пли топлив-
ным газом.
Кроме того, для ограничения распространения пламе-
ни устанавливаю! гндрозатворы, лабиринтные уплотни-
тели, огнепрсградлгелп и другие устройства. Часто ис-
пользуют совета ше этих устройств, что повышает эф-
фективность защиты факельной установки.
Методы испытания факельных сбросных и дренаж-
ных устройств должны быть разработаны так же тща-
гелыю, как и методы для проверки технологического
оборудования. Вся работа, связзнн ая с обслуживанием и
ремонтам факельной установки, дочмна плап0роп.,< ,ся
и проводиться так, чтобы по возможности сократить
время простоя факельных трубопроводов во вскрытом
состоянии, следует-также стрс. ггься к минимальное ,
числу отверстий. При пуске необходимо продуть уста-
новку инертным газом до полного вытеснения воздуха.
Для предотвращения образования горючих смесей в
факельных установк»х при включении в работу части
факельной системы после ремонта следует вс» систему
продуть инертным газом. Прежде, чем прекращать сброс
газа иа факел, при проведении pet энтпых работ необхо-
димо в факельную систему подать азо г. чтобы предот-
вратит создание в ней вакуума во время охлаждения и
подсос воздуха. В качестве дополнительной профилакти-
ческой меры перед вскрытием оборудования пли трубо-
проводов для ревизии пли ре- игга всю систему можво
продуть паром. Продувку следует вести до удаления го-
рючих с последующей иодачей воздуха до содержания
кислорода не менее 19% (об.) в содержания токсичных
веществ не более допустимого норма: и.
Следует исключать возможность обра?оиания пиро-
форных соецшеп ня осбоенпо там, где имеются слеты
влаги.
При использовании системы улавливания и утилиза-
ции сбрасываемых газов неудовлетворительная работа
органов управления может способствовать созданию
разрежения в факельном трубопроводе, что приведет к
попаданию воздуха в систему через открытый конец фа-
кельного ствола.
143
При возобновлении работы факельной установки «gi
еле погасания пламени ее нужно тщатеь»но 1йя£
дуть инертным газом, а затедл уже зажигать запа^».
ное пламя.
При малых количествах сбрасываемого газа фа-ад$|
наи система должна подвергаться продувке инертаым»
плп топливным газом постоянно.
Одной из причин аварии* на факельных установка^
является засорение (замерзаний ф акельиых тру5огф<%
водов [74]. Поэтому трубопроводы следует выполняй
с наклоном и без карманов. Во всех случаях, когда а-дд
может попасть в систему пзпие (промывка, пропарка^
трубопроводы должны быть проверены на отсутс । ,ji^.
влаги. Конденсат пара может быстро превратиться в
лед, если трубопроводы имеют большую протяженное-!^
а пар подастся в небольше.• количестве. Кроме той
конденсация пара может привести к созданию в факе -ь-
ной системе разрежения и подсосу воздуха.
Прн использовании пара для продувки оборудован^
следует принимать меры для предотвращения аварий.
Иногда нар попадает в факельную систему эследстьТ^
коррозии сопутствующих трубопроводов. Особенно чяе|Й
корродируют паровые змесфткп испарителей, преддаИ
зиаченных для выпарки легких углеводородов. Меди^д
ное поступление пара через трещины в факельный ру-
бопро.од, конденсация и образование ть» а мог ут явгйй-
ся причиной крупных аварий в зимнее время. К закупок;
риваншо факельной системы можея привести п попа-ч,?.
нпе в факельный трубопровод сырой нефти. Если нельЖ •:
устранить соединение технологических аппаратов, сод-л*
жащпх вязкие нефтепродукты, с факельной системою*
то следует использовать разделяющие приспособлений
пароспутппкп, уровне, ры и др.
Ниже приведено опиезгые пееЕ-олькпх азарий, которые
шш па факе.и.«ых установках.
На факельной системе, прехназпачеянвы дая сжигав м *НЙ
Мрозующпхсп прн переработке нефти п поступающих чц- > nps*.'
охранительные клапаны, а также из системы проду is г, ироизомА!
азрнн [74].
Обычно на сжигание поступали легкие газообразные углеводр*
роды и «еболыиое количество паров, которые обладали способност .к»
пызыпать коррозию. Факельная труба вьсотой око'ло 60 м быХ;
установдека на сборнике конденсата. На верхней части трубы, жест-
ко закрепленной э металлоконструкция, бьля размещены дежурный.
144
ru(ie-WM. Между факельной -гр.'бой и'сбор гиком конденсата нахо-
дился компенсатор. Систему непрерывно продували природные
г.чзии, расход которого был выбран таким обрядом. чтобы предотвра-
тить распространение пламени от факела внутрь системы в слуае-
□брйзовааня горючей смеси
Незадолго до того, как npoi вошла авария, над факельной rpv-
б'лЗ и у ее ле «звания полаялся 'ирны- дня. В момент пары па io
влей территория завода был слышен громкий звук. Темную причину
<чзарни уетанов1«ь te уда а се ь Paapynitni ъ ми оказались компенг:<-
Hiraitiiae соедиие! яе и сборниг-. конденсата в основании факсзьвоа
трубы, вскозкн компенсатора разлетелись на цасстоянне до 9 м.
Осмотр отдельных чаете* компенсационного- соединения показал, что
и них имеются отверстия диаметром 12—13 мм. Эти отверстии обра-
зовались в разу .ьтате, коррозии . Они бы то замвчиы еще до взрыва.
Рпспаложешын в основ ч ih факельной грубы зборнус кон депеша-
имел a ciaeft нижней частя дренажный трубопровод, Сварное соедн-
иекие сборника с трубопроводом также подверглась йг-ченспзио/
коррозии.
Каз уже отмечалась выше, дли предотвращения обратного про-
ггхжа плалеаи при нроникнове ши в факельную сктеиу воздуха вею
систему продупали природным га ом. За два дня до аварии вмест о
природного газа стат подавать а'.от .что объяснялось подготовк <1'4
к текущему ремонту предохранительных клапанов. Поскочьцу ремонт
предполагаюсь проводить при работающей факельной установке,
за. ек прира, uaro газа азотом уменьшала опасность образовав !in
взрывоопасная стеен.
Предохранительные клапаны пос а. ремонта быв посгавле'дг *
на место примерно за 5 ч да вары'га. В момент, когда провошел
взрыв, пода ха азота продолжалась. Приблизительно за 20 ч до взры-
ва временно была отк.язчеиа подача этектрознергш па леем заводе.
Пр! отключении сиедоссти был остановлеи нъ «второе времг
салонный п ерегонны* аппарат. который продувался в <1 акелыв'ю
систему. Варыв произошел ря вводе кояониы в’ действ» е. Оста л пин
часть оборудования функи юлировала нормах к».
Взрыв бт.гп вьвван промшиовеннеч воздуха» в факельную свете-
*у. Воздух попал в свете1 у либо через отверстия в с «и j коррод к -
роваилм коипенстшганном соединен! и, либо в результате подсоса
в факацжую систему из перегонной колонны во время вю юпе яя ее
и работу.' Горкцая смесь вое <чешпась от дежурнби горстки.
Таким образом, воапижюваваз шаршг сзособствоаачг следующие
обстоятельств*!: проведение ре-хонтныь работ без отключения фпкель-
цо!г системы; изготовлеиг-е компенсатора из веорнемтемого материа-
ла; отсутствие возмоиюсти отк имения клапанов от факельной
системы для ревнэт и.
Следует отметить, что включение факетьно» системы в работу
после ремонта яв. кетея весьма атоетствыжсиГадерагг <ei
На одиом из .ефгехнунческпь. предприятий фирмы «Monsanto
Cliernical Со» (США) протэокк' взрыв в факечьноIt системе вс ед-
ст! -в пота; j зия в нее углеводородов во время подготовки системы
к продувке азотом после текущего ремонта [74].
Факельная система была предназначена для сжигания газов от
продувки аппаратов технологических установок и сбросов из upi • ю-
хранигельных клапанов. Факельный ствол бьхт оснащен дежу pi ой
145-
торелсой и сборником конденсат!, установленным у его осжоаагн„/“
Сборник конденсата je был <борудовал гн дрозатвором.
При остановке трщрводства на тем ущнн ремонт фгкельн *
октема бы на освобождена от газа, вес нредокран ггеы.ные клапаай
йытд отгяуа спи от ф акечьиых трубопроводов, де. зная гореди^Н
била погашена.
После окончания ремонтных» работ но уста юнке приступи у
к подготовке ракельнон системы ixnyoc}', при этом сиали раке уста,,
копленные заглушки и подали п с ютему азот для продувка .В эт г«
момент в факельдо системе прок - шел взрыв.
При эьиснеш и пр сип шрыпа было обяарч уже» >. что горккэд
газы ноиаш в факе .иную систему через мешено закрыта И проб- :
новый кран, уегзроиенны» вос-ie предо?) ивнтезьгото xianaia и
служащий для отключения устацшв н ог ' кечьной <ястемы. При
святил знгаушщ за manat юм ( по ходу потока) возник подсос вод-
дута в факельную сюгечу.' Источником по знамения пзрыиоопае •-
нов смеси наслужил нрегеж*ц'г факел, раснолижепит'т^вбд: t осад
кого ф акту ного ствола п обслуживающий временную уста ювку. I!
Взрывы п аварии в факел нои спстемс^могут происходить так -в» '
при попадании п нес газон, которые взаимоде’мгвуют один с друг г» ,
Так, «а одном ироплводсгне [75] имелись дне снмосюятельиые ф л
кепытые «истомы. Одна b акельная установка обслуживала цех АЗ
.сбрасывающий при tmji> гачьяо.м техно» гнесь-ч режиме инертны «а
газы, а при нарушении режима— опершие газы с ацен, теноч* дру <
гая факельная установка обслуживала цех В к была иредназт ена
для приелл пяирыщх газон и'Л'илеиа при штрчальиоч технологи ет -
скич процессе. а при откюшнц —инертных газо в м хтагг
Когда появилась необходимость римотва фа
цехт Ц что Гы п--вжать истащшш прот’ьодсгна, стгоп
меиную линию, которая сиедпилв факе .иные систем
Через некоторое время, когда обе установи ь нои»
цельную трубу, произошел нжм-ь.
Резу, ст гы расстсдовач. я поив- тн. wo п л к
ио!« факе.тыиВ трт’бой ватедешпе лдрушвшя техно
мое одновременно подал газы, содср.ч щие х.шр и
взв1Ь одейсгвпи которых и niiouoiiiea варьэ.-
Нп одной из факельных yeniionorv | 'ti] стран______
Перед поступлением в факельн'Ло трубу проходили cspj •<•*; ;«i
ыасадк}', где газы ох выедались и промыв шив водой. Избыток
воды аз uimutM 4JCTH CKpylQepa непрерывно огьодпли в но,у мнь’п,
0С1М1ИЙ прилмок роз*мерой* 'К-Ч5Х? I и в * глтрого «юла.отка-
4ir паск логосом в дречлхпун актечу. В этом . мячке npoiaouefl
взрыв, отбриспиши 1 еталпую крышу на 18 м. Пары (орючего выде-
лились из коидспсэта, 1миорыиб пл легче воды, и смешагись с boj-
духг.л, торый всегда длходигч ь ирнямл не тех i.ue гсгермепч-
ноет устройства. Пнщплхорои ьиттламе шипя, очеэнхпр быт nepe-
rpen иасосл, расголожевпого п прнячтаз
Рассмотрение up (веденных автрп т яогъьт иает, что о
хоцьш в результате ошибок, допусхиг тых»прн проекта)
гаже I зкеплуатацн i факельных устанопок. Осиоышт
аварии являются: гвдсос нтедуха в фатальную си<т
ее раэгермепэацио; иопада> не ьоздуха »п>рез откр
факельной т)убы а ра спрострэпепке пламенн п
пследсгине отсутствия избыточного давзення i
145
а ip/бапранодах; одновременный сброс в систему газов, образую-
щих взрывоолюяые смеси (окислители и горючие га^г); нарушение
правил соблюдения необходимых уклонов при прокладке фан лънык
трубоп1м>водоо; отсутствие драгирующих устройств и несвоеьремеи-
11 ,е учалеши. конденсата; необеспеченность трубопроводов теп-
.•,пепутпикамц н тсияов' оанциой; огеутсгвне контроля п средств
льимат^гсоюго регулированли давления газа в системе.
2. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ
Для организации безопасной эксплуатации факель-
ных устаиодек необходимо выполнять следуощие тре-
бования:
предотвращать попадание поздуха через верхний срез
факельной трубы, обеспечивать надежную герметичность
системы, исключающую подсос воздуха и образование в
факельной системе азрывооиас |ых смесей горючих га-
зов к паров с воздухом во время работы факельной
ущановки;
не допускать сброса в одну факельную установку
несовместимых газов (например, окислителей и горюши
газов), образующих взрывоопасные смеси;
периодически контролировать степень чистоты внут-
ренних иоэерхпостен трубопроводов и удалять отложе-
ния промывкой, продувкой или пропаркой при медлен-
ном нагреве трубопроводов, рассчитанных на нормаль-
ные температуры;
оборудовать факельную установку средствами конт-
роля и автоматизации;
регламентировать состав н и ара метры газов, сбрасы-
ваемых в факеаьную установим./. не допусг«ая сброса га -
зов от продувки технологического оборудования, которые
могу г содержать воздух;
прн сбросе на а. щезаводскуп (общскомбинатскуга)
факельную уст .попку газон (паров), температура кото-
рых ниже О °C, необходимо надевать эти газы до тем-
пературы выше О °C до подхода их к месту соединения
с общезаводской магистралью факе Геной ущавовки До -
пускается сброс газов из отдельных производств, техно-
логических установок или цехов с температурой до ми-
нус 30 аС, если на входе в факельную трубу обеспечи-
вается положительная температура за сч« нагретых
газов из общезаводского факельного трубопровода;
кислые горючие газы, сбрасываемые ил цехов или
установок, подлежат предварительной’ нейтрализации до
147
подачи их и общезаводскую магистраль. Устройства
нейтрализации кислых горючих газов должны ра>]йИ
щаться прп соответотнующйм цехе или установке. -v
Необходима предварительная очистка поступят^,!#;
в факедг газов от примесей, при сгорании которых мом^
образовываться токсичные пап вредные вещества . 5»$
3. ИНЕРТНЫЕ ГАЗЫ
Инертный газ применяют для: продувки аппаратов
я коммуникации в процессе их подготовки к ремонту,щ
чистке, а также перед пуском систем после-остановц-тдо
ремонта; передавлиианпя конденсата из сепар ато/Ju.’
устранения вакуума в системе-, предотвращения попадЗЛ
нпя воздуха в емкости с горючими жидкостями, так ий1-
зываемое ^.азотнои дыханием.
Прн разбавлении пнертвым газом смеси юрючего^.
компонента с воздухом пределы воспламенен! 1я сужа-
ются, а при определенном достаточном содержа ши шер..
тного газа смесь становится певзрывоопасноп .В качее
ве инертного газа используют азот, двуокись углерода!
и их смеси.
На рис. JX.1 показана типовая установка [77] д/Й
получения смеси азота с двуописью углерода пронзво
дптелыюстью 3000 м4/ч (по сухому газу).
Инертный! газ получавт сжиганием смеси углеводам
родных газов и воздуха в толке 2, футерованной выеО
коглвпоземистым кирпичом. Топка соединена с верз^Я
кальным скруббером .7, орошаемым водой. В скруббера"?
I азы промываются и охлаждаются до 350 °C. Применяй
мые углеводородные газы содержат не более 20 мг/
сероводорода. Для снижения температуры горения р
топке п предохранения футеровки от преждевременно
разрушения углеводородные газы перед форсунка* й ,
разбавляют в смесителе 1 продуктами сгорания до тепя
лоты сгорании пе выше 5,7 МДж/м5. Я
После скруббера, 3 продукты сгорания поступают вя
теплообменник 4. в котором охлаждаются до 220—235°С;г
яагревля газ, направляемый з отделение осушки для<й
регенерации адсорбента.' Разработаны два варианта!*;]
очистки продуктов сгорания. В одном из вариантов преЛН
дусматрввастся-. удаление кисло ]В»та гидрированием его
па алюмо-платиновом катализаторе при 200 °C и атало
148
Рис. IX.I. Схема установки для производства инертного газа:
:ые газы; ZZ — воздух; И!— продукты сгорания но разбавление; IV — инертный газ
1 — водород; / — смеситель; 2 — топка; 3, 5. i — скрубберы; 4 —теплообменник, о,
| — осушитель; // — компрессоры; /2 — газгольдер; !’>, И— газодувки.
сферном давления и удаление двуокиси углерНМ
10%-ны.м раствором едкого натра. Цюдукты сгоращп
после теплообменника 4 напрпапигот в реактор Z,
полненный алюмо-платпновым катализатором. Пас д
охлаждения до 30 °C в скруббере 8 и очистки от двуо^г
сп углерода в щелочной колонне 9 газы поступают <
буферный газгольдер. Часть газов после тепдпобменн
ка 4 отводится в скруббер 5 на охлаждение, пз которой I
газодувки! 14 подается затем на счегпепне -егглев одо'.
родными газами. Пэ буферного газгольдера влажны#
гаа, сжатии компрессорами 11 до давления 900 кПа др
ступает на осушку активным глиноземом в далее в об-
щезаводскую сеть инертного газа. Перед реактором 7.
в продукты сгорания для удаления кислорода лодг д J
строго дозированное количество водорода, обеспечиваю-
щее после гидрирования содержание в газе остаточюгр
кислорода в предадах 0,1—0.2% (об.). Удаление окне®
углерода достигается в реакторе 6 каталитическим, окис-
лением на гопкалите при 100 °C. Необходимый для okhcJ
лекпя кислород содержится °' инертном> газе ,позто wr
одновременно с удалением из газа окиси сглсрода в не»>
снижается также содержани е кислорода.
Все продукты сгорания охлаждаются а скруб&ре до.
100 °C, после чего часть газа возвращаю! на разбавлешд,
углеводородных газов, а остальной газ направляют
очистку от СО, О2 и СО2 в апл фаты 6, 7 и 9.
Автоматическое регулирование состава инертного га -
за, получаемого при сжигании углеводородов, может
быть осуществлено на основе газ охро.матогрф яческнф
анализов продуктов сгорания.
В работе [78] рассмотрены вопросы, связанные с ла •
лучением инертных газов сжиганием жидких углеводо I
родов с ограниченным количеством воздуха. Примерный
состав получаемого газа: О2^0,5% (об.); СО2«15'^
(об.); окис (Ей азота 0,015—0,02% (об.); оста.гьное —!
N2. В этой же работе приведены схемы геператориы:
установок, конструкции топочных камер и оросительных :
холодильников, указания по монтажу, контролю ,опт г-
мальным режимам н технике эксплуатации крупных.ге я
нераторов.
Процесс продувка. Продувка емкости, например .ДДЯ'^
замены воздуха азотог может быть осуществлена вве-
дением с одной стороны емкости азота н удаление!. iwt- 4
150
ходящей газовой смеси с другой стороны едкости. Мож-
но предположить, что при медленном проведении про-
несся происходит полное смешение газон. Изменение
содержания воздуха в зависимости от временя будет сле-
дующим: принимается, чю содержание воздуха в про-
дуваемо!) емкости в момент та составляет Со, продувае-
мая емкость имеет объем V, скорость продуем] равна
Q. Скорость уменьшения содержания воздуха составит
VdC/dv, а скорость удаления воздуха из емкости будет
CQ. Следовать ьно, VdC/dt—CQ иди dCIC=QdtlV. Ин-
хегрируя, получае.
ln(C/C0)=Qr/y (к. i)
где Са — пачатыюе сэдержанае л се духа;
С—остаточное содержапае ноадухл после гродуаы) еылостп
я течение аремссш т.
Выражение Qt/V определяет кратность обмена газов
в сосуде [79],- Однако оно не учитывает содержание
удаляемого газа в продувочном газе, например содер-
жание кислорода в инертном газе.
Для расчета изменения содержания одного 18 кочио-
пентов lasoBoii смеси в емкости (например, кислорода)
ири смешении с введение, потоком газа (например,
инертного с учетом содержания в нем кислорода) может
быть использовано уравнение Линде [80]
+« (К-2)
где у — заданное конечное содержание компонента газовой смеси, %
(об.);
</о — начазьное содержание компонента газовой смеси (например,
кислорода), % (об.);
а —содержаще этого газа в продувогасм газе, % (об.);
V—объем продуаочного газа как величина, врать ан объему про-
дуваемого пространства (безразмерная);
е — основание нпуральш. логарифмов, равное 2718.
Например, необходимо снизить содержание кислоро-
да в аппарате, заполненном воздухом .• Для снижения
содержания квслорода с 21 до ’1,5% (об.) достаточно
)рсхкрагного объема инертного г а'а, содержащего
0.5% (об.) кислорода. Количество инертного газа нужно
увеличить в 5 раз при то. же содержании в нем ьпсю-
рода, если содержание кислорода должно быть снижено
ло 0,64% (об.).
15L
При использовании двуокиси уг< трода в качегудйу
инертного газа можно применять способ пыгесненпя ,тэд
как плотность удаляемого газа во многих случаях зна-
чительно меньше плотност I газообразной двуокиси уг ц .
рода. Двуокись углерода нужно в< дить в емкость м’
наиболее приемлемом месте со скоростью 1 м/с. Г1(
дувка вытеснением возможна в редких случаях, в основ./
ном же применяют продувку по способу смешения.
Во избеь 1ние возникновения опасных, зарядов ставу а
веского электричества при редуцировании продувку га |
зообразной двуокисью углерода, нс содержащей твер
частиц, следует производить да газохранилища закрыт^1
го типа.
Для удаления горючих газов п паров из емкое
также применяют способ заполнения их разрушающейся*
1000-кратной азотно-механической пеной. Пену подауй)
в емкость черен одно впускное отверстие при открытом
выпускном отверстии. ГЬсле того, как вся емкость
полнятся азотно-механической пеной, первое отверст 4.
остается еще непродолжительное время открытым, а‘аа'_
тем его закрывают. Пена распадается, оставляя в ехд^.
сти пространство, заполненное азотом. ’ ЗИ
Отношен зе пенообразующей жидкости к азоту
сбавляет прямфно 1 :1000 .П ортому в емкости маха
вещества, из которого образуется пена, нозначптельшК
Пена легко образуется и транспоргпруется, ее мок л
наблюдать визуально и поддержпва ть на ^рбуемцй ;
уровне. Такой пеной обрабатывают аппаратуру для ж»
следующего безопасною, проведения газосварочных pa г-д
бот. При образовании ncia предельное содержание кис-
лорода в продувочп ом азоте не должно превыщЯ»
3% (об,). Следует применять автоиатпческис сигнал г эй.?
торы превышения предельного содержания кислорода И .
продувочном азоте, которые должны быть датчика
устройств, отключающих подачу инертного газа, содей <
жащего более 3% (об.) кислорода. 1
Для удаления кислорода воздуха из тупиковых, трНу;
бопроводов следует подавать азот до избыточного дез
ленця, выдержир.ать в течение некоторого времени hjjj.iV;
этом давления для выравнивания содержания кислород И
и выпускать газ из системы. Эти операции (наддув, вы-
держка, сброс) повторяют несколько’ раз для получений
заданного содержания кислорода.
152
1 Чтобы достаточно полно удалить кислород воздуха
цинковых объемов (ес.ш невозмо-зпо примеипь ва-
куумирование), необходимо их снабжать индивидуаль-
ными продувочным» ьепгплями или клапанами.
Способы повышения н сброса давления, а также
( продувки нпсргпы.L газом были проверены на- модели
горизонтального цилиндрического резервуара диамет-
' р<»'| 114 мм н длиной 1246 мм [81]. Модемным рез, -
вуар имел устройство для отбора проб газа, терм стры
для замера его чемпературы, барабанньиг газовый счёт-
чик ГСБ-400, запорную арматуру и смете дренажа.
Для проверки способов удаления воздуха был применен
а гот, содержа mini’ 0.5% (об.) кислорода. Содержание
кислорода и азота в различных точках модели аире те-
ля ли хроматографпчески.
Опыты но замещен им воздуха в модельном резер-
• уаре .методом повышения п сброса давления азо га ipo-
деднэи как с шперьалом между подачей и сбросом дав-
ления газа (это время соответствовало времени вырав-
(Ш&аиия концентрацiti), так л без выдержк» во времени.
При нещаче aaoia давление составляло 220 и 400 кПа.
Давление после сброса газон было равно 120 кПа. В
зону, максимально удаленную от скпзо-иалпвнов грубы,
азот подавали через специальную трубу, ведущую в
среднюю часть сосуда, и перфорированное устройство,
и газ отводили через елнно-нал явную трубу, трубу пода-
чи азота пли перфорированное устройство. Пробы газа
л (бирал и из зоны, на I более удаленной от места подачи
азота. Результаты опытов показали, что время вырав-
нивания концов грации'кислорода в сосуде, при замене
Loi.iyniHo'i атмосферы азотом при давлении да 310 кПа
составляет 2,5--4,1 мин. В опытах с интервалами между
циклами, раднымн времени выравнивания концентрации
|'1!слорода, иаилучшве результаты полечены при подаче
ачота через специальную трубу и сбросе через елпгожа-
аявную трубу.
Как показали опыты с продувкой* инертным газом,
при расходе азота 20—100 л/ч для доведения концентра-
ции кислорода в резервуаре до I—1,5%. (об.) по всех
случаях требуется пропустить через резервуар примерно
четыре объема азота, т. е. с увеличением скорости про-
дувки уменьшается время подготовки, но расход .газл«не
снижается.
7-1153
153
Ряс 1Х.2.'Заш1Сямость остаток кого содержа пня кислорода от объема
испо.гьаова|исго авбта при разлапых вариантах подготовки резер».
цуара:
i — пала* а да иалеп»: "Ж"» кПа бе< аьсздиьк» вч. арсжчц; 2— 1ч же. с пь1 '
держкаП во вречо ц- I--|..од>ам 'icp’s ca<kj uiавядк трубу, сброс че ».t
перфороопалюе устроГст о; 4 —ироду «а через перфо, дрова ис jcrpoicn .’,
сброс через сапвматпвцу трубу, 5 —р-счетное котлсстзо лота при ив ж,
Способ подготовки резервуара при подаче и сбросе
давлении без выдержки, несмотря на экономию времени,
потребовал по сравнению с другими способами значи-
тельно большего расхода азота (до восьми объемов
резервуара) для достижения тех же концентраций кис-
лорода.
Способ продувки резервуара азотам сопоставим по
времени с методом подачи — сброса с выдержкой, так
как врл я продувки при расходе 100 л/ч составило !
30—40 мин.
154
Опыты показали, что направление подачи замещаю-
щего газа (азота) не оказывает особого влияния на ве-
личину остаточно^ коп центр а дни кислорода. Методы
подачи — сброса с выдержкой и без выдержки во вре-
. зни сопоставимы по расходу продувочного газа. Наи-
более экономичным является метод продувки. На
рис. IX.2 показана зависимость концентрации кислоро-
да от объема израсходованного инертного газа при раз-
личных способах его подачи в резервуар.
Данные, полученные на модельной установке, были
подтверждены опытами на резервуаре емкостью 30 м3.
Таким образом, как показали результаты опытов,
способ непрерывной продувки горизоватльыого со-
суда позволяет наиболее экономично расходовать
азот. Способы повышения и сброса давления газа с
выдержкой и без выдержи! во времени сопоставимы по
расходу азота. При подготовке горизонтальных резер-
вуаров к заводнению (независимо от способа подготов-
ки) следует подавать азот в зону, наиболее удаленную
от места сброса газа, т. е. газ должен .направляться
сверху вниз.
Меры безопасности при использовании инертных га-
зов. При применении азота и двуо «геи углерода в каче-
стве инертных газов должны быть приняты меры, пред-
отвращающие возможность опасного воздействия этих
газов на обслуживающий персонал. При повышенном
содержании азота в ат*„ осфере уменьшается парциаль-
ное давление кислорода в легких, что приводит
к удушью. Если содержание кислорода в воздухе сни-
жается до 12—16% (об.), например при добавке к воз-
духу около 50% (об.) азота, человек испытывает срав-
нительно небольшое воздействие. Дальнейшее увеличе-
ние содержания азота становится опасным.
При 4—5% (об.) двуокиси углерода в воздухе
происходит раздражение слизистых оболочек дыхатель-
ных путей, появляются кашель, головные боли, шум в
ушах и др.; при содержания 10% (об.) двуокиси угле-
рода в воздухе человек может находиться в опасной
эоне несколько минут, а при содержании 20% (об.)
человек теряет сознание через несколько секунд.
Степень удаления вредных и горючих газов инерт-
ным газом, а также степень удаления инертного газа
продувкой воздухом должны обязательно конгролиро-
1&6
виться. Прекращение подачи азспа в продуваем хй
емкости и трубопроводы перекрытием кранов в»ти ед». .
тилей .inijKiKi тщательно проверяться.
Если кто-либо из персонала потеряет сознание спа* -
сти ел иные рибиты следует проводить в изолирующи •'
противогазах. Эта противогазы должны всегда иметься’’
вГинзн рабочих мест п быть готовыми к использовали о
Применение в этих случаях фильтрующих противогазов
недопустимо.
Для контроля полноты удаления азота продувки^ •
воздухом можи> быть применен газоопределптемть хнмт<
теткин ГХ-6. лредстатаяющшг собой •портативный пр <
бор ручного действия, предназначенный для оыстрого
определения кислорода в атмосфере. Газщгшределитед L
состоит из индикаторных трубок в сильфонного аспйр4»<\
тора А М-5, служащего для просасывалия нсследхехкь i ,
таза через трубки. Действие галоопределптеля основа
на нзменеиш] окраск i наполнителя индикаторной труб<‘
кп. Диапазон измеряемых концентрацщг0—21%' (об|?;.
цена деления шкалы I% (об.); основная погрсшнос
о % от верхнего ироде ia шкалы; объем нсследуечой про
бы 130 мл; время выполнения анализа 2 мин; срок го\
пости пндаиапорных трубок 2 года. »
4. ПРОДУВКА ФАКЕЛЬНЫХ ТРУБ
Для предотвращения попадании ыпдуха в факель-
ную систему в пронзводстаеншш практике постоянно •
подают продувочный гав в факельную трубу, соедини*
тельные трубопроводы и резервуары мод них i для со-
здания гос ходящего потока газа в труб еП (рдувса
факельных установок является кажиенштёя -:е
дотврэщеппя взрывов |82]. Продувочный газ -• оок
можпостн дол'жен подаваться гак ам . i <" i
продувал лев гея факельная установка. П ри оплачена
сжигание, нагретых со'роспых газов тщ < i«xc4J про •.
дуыги оаесиечньлеч нагревание (и увели,« бьема)
продувочного газа.
Воздух в факельную установку может ирг никнуть
при у. епыненпп объема газа, вызванном ожт аж ценив-
горячих сбрасываемых га- >в, а также при резких поры-1
нах ветра, приводящих к понижению давления в трубе;
ф а келыюп уст а нов кп.
Рпс 1X3. Распределение содержался
ч сслорода па п кате труби при про-
д?вк геже i со copocn ю О 01 -И» м/с
(!) nOpll м/с (?).
Применение проду-
вочных газов повыша-
ет стоимость эксплуа-
тации факельной сис-
юмы, особенно при
больших диамьтрах
факельной трубы. Нор-
мы расхода продувоч-
ного газа не установ-
лены. Так как проду-
вочные газы легче воз-
духа, они не только вы-
тесняют воздух 1И Тру-
бы, по и смешиваю гея
с ним. Это смешение в
конечном итоге приво-
дит к постоянному рас-
пределению кислорода по высоте факельной трубы. Чем
легче газ. тем ниже его эффективность как продувочного
газа и тем оолыпе его расход.
При досгаточяо больших, скоростях прощувкп вся фа-
кельная труба будет заполнена продувочным 13'iov.
По мере снижения скорости продувки окружающий
воздух начинает ди4м||\’1’дпров12ь через открытый конец
факельной трубы, что обусловлено разностью плотностей'
воздуха в продувочного газа. При этом ус ши доливается
определенное стационарное распределение кислорода по
лысою трубы. Наибольшее содержание кислорода до-
стигается вблизи верхнего конца трубы, наименьшее —
вблизи основания. Типичные кривые распредели пня со-
держания кислорода по высоте трубы показаны на
рис. IXJ3. При оценке реальной онасноегн следует учиты-
вать. чю взрыв певоз _ жен. если содержание кислорода
ниже определеппого так называемого кислородного
предела, который зависит or состава смеси. Для алка-
нов кислородный предел всегда выше lO’jt Для годоро-
да и окиси углерода он составтяег 5 —6% На практике
принимают [83]. что при сбросе алканов высокие фа-
кельные трубы безопасны, если содержание кислорода
на расстоянии 7.5 м от верха трубы не превышает
(об.), а при сбросе водорода 3% (об.). Это состав-
ляет примерно половину от того содержания кислорода,
при которой может произойти воспламенение смеси го-
157
рючего с воздукам. В этом случае при взрыве
образовавшейся у открытого конца трубы, не прон-дл4
дет заметного повышения давления и разрушения Койл,
рукцин. ! '
На рис. 1Х.З отмечены расстояния (21 ц 25,5
основания факельной трубы до места, где содержали
кислорода составляет 6% (об.). Приведенные цд
рис. IX.3 скорости продувки не обеспечивают безопасной
эксплуатации факельной трубы.
Прн сжигании на факельной установке больших ад
лнчеств газа воздух через срез факельной трубы попа<*<,
в систему не может. Если сброс прекратится и пламя-
погаснет, подаваемый продувочный газ должен пре. .-4»
вратить попадание воздуха в трубу и тем самым обесн?
чнть безопасность факельной установки. Продувочной
газ, подаваемый с небольшой скоростью, не оказывай
влияния на процесс горения сбрасываемых газов.
Было исследовано влияние скорости продувки над
более распространенными продувочными газами на со',
держание кислорода в сбросной трубе для определен»,
минимальной скорости продувки.
Оиыты проводили на факельной трубе дваметрей»
600 мм нефтеперегонной установки, отсоединенной о-
производственных трубопроводов и снабженной пробое^»
борными кранами и вводом продувочного газа. Все ra-ji
выс пробы отбирали по осн трубы и по медной трубке
подавали в газоанализатор .расположенный уосно вЛНЯ
трубы, для определения кислорода. Продувочный -rSJ?
подавали с постоянной скоростью до тех пор, пока сб
держание кислорода в каждом ссченпп трубы не ста-
вилось постояннее.
Аналогичные исследования проводили в лаборатор-
ных условиях на вертикальных трубах диаметром 100—
250 мм. В качестве продувочных газов нспользова<;
водород, П4ЕНЙ, азот, двуокись углерода, метан, топднв-’
ный газ нефтеперегонных заводов и водяной пар.
Во время опытов учитывали температуру, давление,
скорость и направление ветра на высотах 27 и 65 м, об
тачнын покров и осадки. Однако эти параметры оказы»
звлп существенное влияние на распределение концентра*
ЛИЙ кислорода но высоте трубы только при работе с
Еяным паром. Результаты опытов показали, что гаиы,
'яжелее воздуха (двуокись углерода) вытесняют воздух,:
58
!ir трубы подобно поршню. Минимальная скорость
продувки двуокисью углерода составила 0,3 мм/с. При
использовании продувочных газов, плотность которых
меньше платности воздуха, распределение концентраций
кислорода зависило от скорости продувки. Опыты пока-
зали, что скорость продувки должна быть тем больше,
чем меньше плотность газа.
Эффективность продувки паром зависит от теплопо-
терь трубы. Изотермические условия создаются только
у» участке ог нижнего фланца трубы до уровня, иа ко-,
тором проявляется воздействие внешних факторов. Вы-
ше этого уровня температура стенок трубы снижается
с ростом высоты. При проведении опытов изотер-^иче
скан зона была свободной от воздуха. Содержание кис-
лорода воздуха возрастало с уменьшением температуры
над изотермической зоной. .Результаты опытов по про-
дувке пара*» трубы нефтеперегонной установки показа-
ли, что для трубы" диаметром 600 мм безопасным минн=
иумом является расход 6,8 кг пара, в 1 мин. Подводя-
щие коммуникации должны быть теплоизолированы и
не слишком длинными.
Следует отметить, что эти исследования были прозе1
дены тллько при плюсовой температуре атмосфера н в
отсутствие ветра.
Водяной пар не должен применяться как постоянная
продувочная среда. Продувка водяным паром является
оправданной только при нарушениях подачи продувоч-
ного газа или слишком высоком содержании н не: кис-
лорода.
Факельные установки, в которых прн авариях может
образоваться горючая смесь, должны быть снабжены
устройствами, обеспечивающими постоянный контроль
содержания кислорода в газе. Уменьшение содержания
кислорода может быть достигнуто добавлением к основ-
ному потоку ие содержащих кислорода газов или пере-
крытием трубопроводов, подводящих содержащий кис-
лород газ. Импульс на подачу продувочного газа дол-
жен поступать от контролирующего- газоанализатора.
Ремонтные работы на факельных установках должны
проводиться только посте погашения факела и дежур-
ных горелок, удаления горючих газов и продувки доста-
точным кол естаом инертного газа. О статочное содер-
159
жаппс горючих гаясл» после продувки следует контроля,
ровлть приборами пли химическим анализов проб га: ч
В работе [84] приведены результаты испытаний фа-
кельпоп трдбн лил метром 100 мм и высотой 60 м.В ое-
повапнп Факела ныл установлен автоматический гаэот
анализа юр па кислород. Испытания проводили при сид.
ростп ветра на уровне яе.чли .32 кмЧ В качестве проду-
вочного газа использовали метан. Потребность н проду-
вочном гаде сильно возрастает при повышении скорости
ветра вблизи шкрытого клипа факельного стояка . Для
предотвращения сущсгтдрпного проникновения кислоро-
да в факел при установившемся режиме рекомендуется
продувать факельные трупы топливным газом (метанон]
со скорогтыо 0,9 м/с. Ор исити рогач in ip расчеты дчя
продувки азотом дают скорость П.7 м/с.
В работе [14] рекомендуется рассчитывать количе-
ство продувочного газа б (в м‘,ч) по уравнению
с, „ао.п-®-545 (!• ах£Й
где .W — молекул. и я vaccT пр«дувг»1во| о га.иг,
</ — доам-т 8 р\бы, м.
Для ускорения расчетов по формуле (ТХ.З) мо ло.‘
вогиол-зонаться номограммой (рис. ТХ.4).
Необходимые количества продувочного газа .указан,
ные разными торами, сильно отличаются один от др i
того [85]. Результаты различных авторов приведены на
рис. IX.n. Значительные расхождения можно объяснит •
прежде «сего различными условиями опытов, а таы<
различными |еормичсскимн предположениями при
определении минимальных количеств продувочного газа ,
Верхняя граппчпая кривая 1 показывает яеойходиг
мое количество продул. чпого азота при турбулентно-У
потоке в трубе факельной уст ано т£и. При этом приаи
маЛ'Н’ь нг> внимание. что при турбулентном потоке ско
рость истечения изменяется в тпиравленуи от оси потока
(центр трубы) к периферии (стенка тдубтл) зг, 1тельио*
медленнее, чйы при ламинарной течении Лоззош\ про г
ликповеиие опасных количистя воздуха в факельную^
трубу через се срсг- при турбулентном потоке малове-
роятно.
160
Нпяшяя граничная кривая 5 показывг it количества!
продувочного i-аза. определенные в работе [83]. Следу-
ет отметить, что в работе [83] ng было исследовано
влияние скорости
ветра на необходи-
мое количество про-
дувочного газа п не
было учтено охлаж-
дение горячих газон,
а следовательно. и
уменьшение их объе-
ма ври остановке
факельных устано-
вок. Кроме того, по-
скольку проб на
аиализ отбирали
только дэ центра се-
чения трубы, не учи-
1 ывалп неблаго-
приятные аэродина-
мические условия
(падение скорости
продувки) вблизи
стенки факельной
трубы.
На рис. TX.S пред-
ставлена зависи-
мо
-о^
Г М
rVO
=•«
E-J3
млеть количества
продувочного газа от
объема факельной
установки при раз-
Рис 1X4. Номограмма для опредевышя
кехшчеетаа лродуьочдого газа:
I — -. inuerp трубы, М; Z-- «|>зекулл|>(и>' не
31.- 3— яаыччтя прлдуво*М»к> г- ш, ч-«
личной температуре
сбрасыва мига газа. Время охлаждения нагретых сбра-
сшае.'чх газов до (ГС принято ранным 20 мин. Так как
скорость ох., ждеиия сбрасываемых газов изменяется
пе-пшейно, т. е. d начальный период уменьшение объему
значительно выше среднею зпагения, то при определе-
нии необходимого количеспэа иродувочпо! о газа исполв-
зсаалп коэффициент безопасности» равный! 5 .
Прп испод зовашш природного газа в ка чесгве про
дувочного сю минимальное количес^к*. должно быть
иким, при котором в дневное время пламя хорошо
епдно с земли.
161
Рие. IX.5. Количество продуаоч.ого люта по дансым разлшж^.
/ — при турб^нтиам потоке; 2 — по Риду [84]; Л—с лабиринтная у«к_-Йв-
чиеи ид фаьсльвоВ трубе по Раду [92J-. 1— ио 1’аиу Рь]; s — лоХ уэаЩ] .
Рис 1X6. Зашсииость количества продувочного газа от ofivic*
факельной установка при раз личной температуре сбрасываемого rjR
5. ПРИМЕНЕНИЕ ЛАБИРИНТНЫХ УПЛОТНИТЕЛЕЙ
Для снижения расхода продувочного газа пспольз^?
ют гзлекулярные 1ааовые затооры, которые называв/,
также лабиринтными упютни т ляып. Эти затворы ус»;
навлявают в верхней части факельной трубы под фа-
кельной горелкой.
Схема одной из конструкций лабиринтного уплотЯф
теля, основанного па принципе сифона, приведена да
рис. IX,7. Оп состоят из корпуса, внутри которого учгй»*-
позлен опрошнутыв впер х дшщем стакан.В прост'рйй’
стоо между стаканом и внутренней трубой подают про 1
дувочпып газ [86]. Прп установке лабиринтного уллгсй -
нптеля скорость подачи продувочного газа может бьтр
значительно снижена .Лабиринтный уплотнитель • рй,
относительно небольших количествах продувочного raa<jt
затрудняет диффузию воздуха в факельную установку*
В работе [87] описано испытание дренажной сисйЗр
мы для сброса газообразного водорода в атмосферу да
неблагоприятных атмосферных условиях. Система
£
стояла из факельной трубы, над
ма работала нормально при скорое- Ряс. 1X7. Схема
ти ветра г^32 м/с. В то же время л-бяринтааго уп-
лотнлталя
горение водорода на вы .оде из тр уб ы
не прекращалось при скорости вет-
ра до 42 . с и выпадении дождя в количестве 115 мм/ч.
Надежное действие лабиринтного уплотнителя до-
стигалось при малом расходе водорода в случае подачи
в факельную трубу азота со скоростью 0,01 м/с.
Рис 1X8. Схема устанопки для определения условий безопасной
продуаки факельных труб:
В работе [90] приведены результаты испытаний опыт-
ных конструкций лабиринтных уплотнителей различных
диаметров. Схема установки с лабиринтным уплотните-
лем показана на рис. IX.8. Установка состояла из фа-
кельной, трубы /, лабиринтного уплотнителя 2, патруб-
163
fl
ка •>', сепаратора 7 и факельного трубопровода 8. Д,,д
сравнительных опытов па сепаратор 7 устанавливаете
факельную «трубу без лабирпнтчоги уплотни геля 1Пту 9
церы 7 для отбора upon были расположены рядох,. . •
присоедини тельным и флашами лгбпришиых viliotjc <’
телсй'. 1азы подавали через ротаметры 9. П-штр ком- ’
илекп. пщпх -лк-метюз позволял установить па смтаст-г,
факельные труб’* .цамс’Гроч 51), НМ) я 250 мм и соответ -
ствующггс им'лтЛппрцатиие уплотнители, в которых отно-
шение нни/ы перепада га=>а к диаметру грубы состав *
лило IQ : 1,
были определены скорости заполнения воздухом фй-
ксл1.нип трубы после проделки ее азотом , завнсрмос хь
содержания кислорода з трубе or скорости продув як.
a iair;i<e Kin/giue сброса ьядорода на содерлая ле khciq.'
рода в трубе нрп umjiniailijo неибхитнмоп oof, jqcth пр\
дувки .'ijaio:!.
В пергой серии опыты npoi'j) тплп следующим абра •
эом: трубу продували азотом. ю установления неначеи «>
пою содержания кислорода а-ее .пшкиеп части эате-Гз»
прекращали подачу азота и через определимые проч.» _•
жутки времени олиовретг пи из аегт штуцеров рас ajjS
ли;кеш1ых на различной висотг, отбирали пробы .
факельной трубы для определения изменения со юржа
ния кислорода в зависимости or времени. Анализ провор,
дплп на .хроматографе.
Во второй серии опытов устанавливали ио ротаметр’ >
требуемый расход продувочного азота п через опредЯ
ленные промежутка времени отборатп пробы шт фпкель
поп трубы. Опыты проводили до установления стащ-аг
парного рр сп редел синя содержаипя кпелочутадю нысоте
трупы.
В третьей серии опытов и трубу с татдикон скоро*
стою подавали водород н одновременно с перечеилои'
скоростью азо г. . Я
В табл. 1Х.1 приведены данные о содержании кисло-
род»! и трубе без лабиринтного тплог1 лителя н с даб.ЬД
рпптныч уплотиятслеч при сбросе водорода со скоро- ,
егыо 0,02 м/с при различных скоростях продушен аэото 1* ’•
Из табл. IX.1 видно, чю скорость диффузии hi по ‘
рола воздуха в тр\'бу без .шбиринтиото уплотнителя в
несколько р.1з превышает скорость диффузии кислород
воздуха трх’бу с лабиринтным» уплогишелем ,т ,е ла
1й|
Таблица (X.t. Зависимость содержания кислорода
в трубе диаметром 50 мм от скорости продувки
азотом, % (об.)
биронтный уплотнитель эффективно замедляет проник-
новение кислорода воздуха в трубу н надежно предот-
вращает образование взрывоопасных смесей даже □
случаях, малой скоро ci сброса водоро да при'скоростях
продувочного азота порядка 0,05 м/с-
Изменение содержания кислорода вследствие диффу-
зии воздуха в трубу без лабиринтного уплотнителя н в
трубы, на которые были установлены лаб ирннтные упло-
тнители, показано в табл. IX.2. Предварительно перед
Таблица IX.2. Зависимость содержания кислорода
от времени выдержки, % (об.)
Время сыДеркки 0||ОДУ>1С||) , D,. = 100 мм, Г.ет лабиринт- ного уклонит- Dy = [ D 0 мч .1 с лабнрнптпыя I уплолшгелеы 1 Ц = 260 мм, Л: 1 б II ри T1TII ЫтХ у|1лот1Нлеле’.1
0,0 1,8 1,1 1,2
0,5 4 4 1,3 1 4
1,0 6,5 1.7 1,8
' ,5 8,5 1 9 о ’>
2,0 10,2 2.0 9 3
3,0 13,0 2.2 3,3
15, 3 4,1
5,0 16,0 1 2'5 5,1
20.0 21,0 8,5 15.0
165
Таблица IX.3. Зависимость содержания кислорода
от скорости продувки и диаметра Л|бириитного
уплотнителя Оу
Dy = 100 мм . °,- 08О ни
скорость уст, налвшееся салер-кая с сиорость уетв,о-,в1неес« содес л .и
иг сторона. и/с “sTfes"”
0.02 1.5 0.02 1.0
0,07 1.2 0.035 1.4
0,10 1 1 0.04 1.2
0,20 1,0 0,05 1.1
и 'отбирали
каждым опытом трубу продували азотом и отбирали
пробу под лабиринтным уплотнителе, для определения. J
содержания кислорода.
В опытах без лабиринтного уплотнителя пробы от-й
бирали пз нижней части трубы высотой 5.5 и. Из при- ,
веденных в табл. IX.2 данных видно, что лабиринтный,1'
уплотнитель значительно замедляет диффузию атмо- ?Э
сферного воздуха.
После окончания продувки содержание кислорода э
смеси водород — воздух под лабиринтным уплотнителем I
Ds=250 мм остается меньше критического (5% об.) Я
в течение боле* 4 ч.
В табл. fX.3 приведены данные о стационарном со- ,,
держании кпсгород\ вблизи основания трубы, на кото-
Таблица IX.4. Содержание кислорода в зависимости
от скорости сброса водорода
продуют. Содержакпе кнеорода, % (об.), при скорости сброса водорода, м/с
0.2 0.6 1.0
5 13,0 2,0 0.5
10 5,0 0.8 0,3
20 3,0 0.4 0,3
30 1.5 0,4 0,3
.40 1,0 0.4 0,3
60 1,0 0,4 О.з
166
рой установлены лабиринтные уплотнители, при различ-
ных скоростях продувки азотом.
В табл. IX.4 приведено содержание кислорода в ниж-
ней части факельной трубя диаметром 100 с лаби-
ринтным угуютпителем при минимально неооходиъэй
скорости продувки азотом (0,02 м/с) а условиях одно-
временного сброса водорода со скоростью 0/2—1,0 м/с.
Из табл. IX. 4 видно, что присутствие -в сбросных газах
водорода не прпнодит к увеличению содержания кисло-
рода в трубе, если имеется продуваемый азотом лаби-
ринтный уплотнитель.
В работе [84] указывается, что при ветровой нагруз-
ке расход продувочного азота для труб без лабиринт-
ных уплотнителей значительно аоврастает.
Опыты, проведенные при скоростях ветра 5—15 м/с
с использованием лабиринтного уплотнителя, показали,
что скорость продувки азозам остается неизменной при
сохранении того же содержания кислорода, как и в от-
сутствие ветра. Даже при скоростях ветра до 40 м»/
скорости • адачп азота 0 02 м/с обеспечивает постоянное
содержание кислорода под лабиринтным уплотнителем,
равное 1% [87].
Прнменение лабиринтного уплотнителя на факельных
трубах позволяет снизить расход продувочного газа в 10
раз, что дает значительный экономический эффект, осо-
бенно прн факельных трубах больших диаметров [91J
Лабиринтные уплотнители затрудняют проникнове-
ние воздуха в факельную трубу, обусловлен- е действи-
ем ветровой нагрузку и скоростного напора, однако не
защищают от пронш эвенля воздуха при охлаждении
горячих сбрасываемых газов. Поэтому следует преду-
сматривать псдачу дополннгелыого объела продувоч-
ного газа еще до того, как будет прекращен сброс горя-
чих газов.
Для предотвращения воздействия возможных взры-
вов вблизи открытого конца труб ы и тепловых напряже-
ний на лнбирши; ie уплотнители их следует устанав-
ливать на расстоянии 3—5 м от среза трубы.
В работе [92] описан способ оптимальной продувки
факельной установки с учетом периодического поступле-
ния на сброс горячих газов. Устройство для контроля по-
дачи газа основано на том, что к постоянно подаваемому
количеству продувочного газа эвтоматичсск i доб&вля-
167
ется догшладтелыюе колйчестао этого же газа до тех
пор, лики тсуперагура в ycrauic_ е не еалэптся до нор-
мальною явачезня .
а. ПРИМЕНЕНИЕ ОГНЕПРЕГРАДИТЕЛЕЙ
НА ФАКЕЛЬНЫХ ЛИНИЯХ
При .ксплуатацил факельных установок всегда суе
дуе'1 учитывать ллтатиальную опасность распростране-
ния илауспп от 01 крытого конца факельной трупы в
факельные трубопроводы и случае нарушения правил
чколуатаднп. АЪюкэчнсленпые случаи аварий' на фа-
Kj*ibii-:ix устапов|.эх подтверждают 7:£>jio боз.чожюсть
Для защшы факельных тручитроюлоп ит распро .
страиеяпя пламеии в некоторых слу«аях, iruipmiep на
линии отсоса ьпаокольцсаымп насосами метана из
угольных щахг, применяю! огпспрсгртдпт ти & ычно
насадочного типа £93].
Икса точные’ опк’прсграднгелп используют а основ-
ном для медленно горящих смесей. Желательно, чтобы
гранулы пасами (например. гравии; лесок! гш форме
были близки к пырльа?*. Недостатком насадочных огне •
нреградшелег! является повышенное гидравлическое
сопротивление при .'ллковил!. трогал. Эю приладит
к зяачшельцпму похищении ч.авлепнн -.льмгеме сброса .
что само по себе представляет определенную опасность
В ът.ц игнопкчнш более приемлемыми являются
.'ниточные опишреградителн, нлзмягасящип лкпгент ко -
торых представляет сомни плотный' рулон, полученный .
ианоткгн! на централь* ныи стержень сложенных ьместе
плчеко/ и iflt|»ptrpOdaiiiioii лет. Ленточниц. огиенрегра-
дителп имеют обычно прямые вертикальные или на-
клонные К'.яаты. Опп ныдС]*жива‘ит и san; л*ескле уда-
ры п термическое воздействие, мо]уч быть изготоа leiiu
с малыми допусками пи размеру огнепрсграждающих
каналов. Солрлтилденпс огпепрегра.'ип’еля поточу про-
ходящего чере? пего iasa сьсдсно Xi м пшмальному. так
к:ь обычно лишь около 20% сечения огнепреградителя
занято лептами. Высота огпепрегртжданиисго' отита ,
ленточиих огнепреградчтелей составляет20—50 мы. Пр> «
стабилизации иламеии пч насгадкс члдечястся бо iwuoe
колнчеетж) тепла, что может привести к нагреву огне-
иреграждающего элемента до високоп те'терап^ы н
168
поджиганию горячей с меся в здщищаемс^ факельной
трубопроводе. Поэтому насадку огпелреградителя нуж-
но изготовлять из термостойкого мигерлата, а сау огне-
преградитель снабдить датчиком с устройством, автома-
тически отключающим поток горючей- смеси в случаи
стабилизации пламени на насадке пли включающим
подачу пламягасящсго агента (инертного газа) Для
разбавления горючей смеси.
Огнепрсградптелп ленточного типа в некоторых слу-
чаях устанавливают под факельной горелкой, Насадоч-
ные огпепрсгрздвтел i иногда располагают па трубопро-
водах сброснух газов.
Огпепрсградитель, предотвращающий рспростране-
нпс пламени от факельной т^убы по трубопроводу
сбросных газов, должен иметь гидравлическое сопро-
тивление менее 1 кПа.
Под горелками факельных установок, предназначен-
ных для сжш • шя ацетилена, водорода и этилена, огне-
щегра детели не устанавливают. В эягх случаях обяза-
тельна установка лабиринтных уплотнителей. Это обу-
словлено тем, что экспериментально определенные кри-
тические диаметры гашения пламени смесей указанных
веществ с воздухом при нормальных условиях весьма
малы и составляют соотаегетвенно лишь 0,8; 0,9 и
1,7 мм. Поэтому прп абросе быстрогорящнх газов целе-
сообразнее применять другие средства обеспечения
взрывоПезопасяостн.
Для предотвращения взрывного распада ацетилена
перед его вводом в факельную трубу должен быть уста-
новлен oanieHHiiir огнелрегралнтель, заполненный коль-
цами Рашита (более подробно о факельных установках
для сжигания ацетилена см. в гл. V).
На линиях сброса запыленных или загрязненных
факельных газов оенспреградптедп не ушана вливают,
так как происходит засорение каналов огнепреграж-
дающегп элемента, сопровождаемое увеличением гидра-
влического сопротивления.
Способность ленточных огнем реградитслсп вы а ер жи-
вать на1 руэку прп продолжительном горении на поверх-
ности кассеты снижается с увеличением их диаметра.
Как показали последования [85], ленточные огнепрегра-
лптелп диаметром 400 :iu выдерживают нагрузку прп
продолжительном гиреппв примерно в течение 15 у тн.
169
Поэтому при пргшей&ншг ленточных огнепреграднтелей
в случае возникно_.ения горения на поверхности кассет^'
должна быть обеспечена иодача дополнитетьного коли,
честна продувочного газа по сигналу автоматического
устройства, связанного датчиков температуры .распо-
ложенцыи «а самой вьрхнь-и кассете. .В этом случае
стабильное горение i огиепреградптеле подавляется за
5 млн. Ленточные огнепреградцтелг г должны ветра»*'
ваться □ факельную трубу таким об разом, Ч1 сб ы о ни не
подвергались деяствпю детонации. Для защиты ленточ -
ных огнепреградителся от детонац! и перед- инми уста-
навливают так называемые амортизаторы, которые мно-.
гократпо отклоняют детонационную волну и снижаю»;
давление, приходящееся яа огнепреградптели. Ленточ-
ные огнепре1раднтелп рекомендуется г -рапвать только
в верхнюю часть факельной трубы на расстоя > не бо *
лее 5 м от среза трубы.
7. ВОДЯНЫЕ (ЖИДКОСТНЫЕ) ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЕ
ЗАТВОРЫ И ГИДРОЗАТВОРЫ
Для локаллзащш взрыва я детонац ш бысурогоря »
щих смесей применяют жидкостные предохранительные I
затворы. Затвор представляет собой корпус с газопод-i
водяще'-i и газоотаодящеи трубками, частично заполнен-'
ный жидкостью, через которую j(i б гьшвнетне случаев ) :
барботярует горючий газ В зависимости от начального
рабочего давления газа жидкостные затворы разделяют".. -
на два типа: открытые (низкого давления) и закрытые
(среднего давления).
Глубина погружен ш и диаметр жидкостного предо-.-,
хранительного затвора циреде гяются рабочим давлений
ом, максимальным количество» сбрасываемого газа и
давлением взрыва, который' может произойти.
Для повышения эффективности действия затвора на i
дне его корпуса -I.чес-тся газорасиределкгет мое устрой,- у.1
сгво, предотвращающее образование сплошных газовых
потоков, по которым пламя в случае обратного удара Я
может проникнуть н защищаемое пространство. Обра ЯМ
.ный кланан (гидравлический) или я затворах среднего
давления (механический) служит для перекрытия газо''"ч;
вого потока прн обратном ударе пламени. Механический
обратный клапан предотвращает также вытекание жиД**
170
кости из затвора закрытого типа в газоподводящую тру-
бу нри обратном поступлении газа.
Недостатком жидкостных затворов является их ма-
лая пропускная способность, обусловленная сравнитель-
но невысокой допустимой скоростью газового потока
(до 0,3 м/с). Превышене установленной скорое* газа
приводит к заметному уносу жидкости и резкому ухуд-
шению ‘нламягасящих свойств затвора, поскольку в этом
случае образуются сплошные каналы в жидкости. Кро-
ме того, надежность жидкостных предохранительных
затворов в значительной степени зависит от сохранения
необходимого уровня затворной жидкости н исправности
обратного клапана.
При прохождении сбрасываемого газа через жидко-
стной затвор не должно возникать tj/льсаци i давления,,
приводящей к и д>утению работы факельной уставов ки-
Пульсации давления вызывают ритмичные вспышки, за
которыми следует затухание пламени. Пульсация сильно
затрудняет стабильную работу дежурных горелок и де-
лает практически невозможным применение соответству-
ющих устройств для бездымного сжигания.-
В работе [42] приведена схема жидкостного предо-
хранительного затвора двустороннего действия с про-
пускной способностью 240 и 700 и3/ч. Затвор предназна-
чен для локализации взрывного распада ацетилена. В
случае большего расхода ацетилена затворы объединяют
в батареи. В производственных условиях эти жидкостные
предохранительные затворы оказались весьма надеж-
ными.
В холодное время года в жидкостные затворы можно
заливать морозоустойчивые жидкости, например водный
раствор этиленгликоля, или применить соответствующий
обогрев, например народ I
Дня предотвращения попадания воздуха через от-1
крытый конец факельной трубы в трубопровод сбр осных
газаа при прекращении сброса используют гндр озатво-
ры, которые устанавливают перед факельной грубой на
трубопроводе сбросных газов, причем те, ература сбра-
сываемых газов не должна превышать 1CJ °C. Они долж-
ны быть доступны для осмотра и ремонта. В холодное
время гндрозатворы должны обогренат ься.
Обычный гндрозатвор .представля ющий собой погру-
женную Р воду трубу, непригоден для использования на
171
Рис. IX.9. Схема апти-
пудм.’ашмяноги vc ipatf-
факельных линиях, так как унос
большого количества воды при-
водит к обмерзанию в холодное
время , еталлоконетрукцпи фа-
кельной установки. Чаще исполь-
зуют так называемые -xcyxi >
гидрозатворы. Принцип действий
таких гпдроэатвооов заключается
ь том. что при бол шпх расходах ,
сопровождаемых определенным
повышением давления (напри-
. ср. па 1,5—2.0 кПа), вода ви-
да и.чпва смея из погружной трубки
л специального кармана, п газ
сбрасыпается. нс барботируя че-
рез р.оду. Прн снижении расхода
(давления) вода вновь заливает»
карман и погружную трубу. Это
предотвращает унос больших количеств воды.
Для повышения стабильности юреяня вместо обыч-
ного гидрозатпора ложно применить гидравлическое ан-
типз'льсационнос устройство [9-1] . Оно состоит из не-
скольких концентрических круговых камер, погружен-
ных в воду (рис. 1Х.9). По мере увеличения расхода газ
проходит через асе увеличивающееся чи ело камер, из
Которых он полкостыо вытесняет воду. П рп уменьшении
расхода тага липкость извращается в исходяти поло-
жение. последовательно тзиолпяя камеру за камерон:
Некоторая кестэбплыюегь из б.подается только ь-мо-
мент иитеснеяпя газом воды пз камеры,- Работа антп-
иуяьсацнонпого гидравлического устройства была под-
робно исследована па прозрачпом iiatere. Пр изюм
была получена затгденъп сть вы?оты устройства от расхо-
да сбрасываемых тазов (рис. IX.1OJ. Время заполнен тя
(возвращение жидкости в исходное положение) изменя-
ется от нескольких секунд до несколько. десятков се-
кунды и является функцией сечения отверстии п основа-
ши каждой камеры. Учитывая необходимость сжигания
на факеле большого объема гэза при пиковых сбросах
(расход газа может в 10 раз превышать номинальный),
следует .установить шесть — восемь кхмер,- которые обес-
печит работу установка без пульсации. Гфи о&ивых.
сбросах достаточно одной--двух камер. Применение
iHTiiny.iu amipHuoio устройства тзволт it достигнуть
стабильности горения . сэкономить пар уменьшить шум
л яркость пламени.
ъ. системы подавления взрыва
Чтобы предотвратить разрушение конструкции фа-
кельной установки в случае воспламенения образовав-
шейся в факельной трубе сме-
си горючее -воздух, можно
использовать систему подавле-
ния взрыва. Схема компоновки
системы подавления взрывоь
[95] представлена па рис. IX.) I.
Система состоит пз взрыворс-
гпетрпруюшеи и взрывооздав-
ляюшеи частей. В состав изры-
ворегпетрируюихей части вхо-
дят дятчнк-преобраэовчтсль п
сигналыю-пуекяпая уста низка.
Взрывомодавляющая часть со-
стоит пз побудителя и аккуму-
лятора огнетушащего вещества.
Притяни шетзпч сч.иеяы
Рнс. 1X.1L Схем с «те-
мы aeiw ясского по-
давления взрыва;
Г--бм»т. actnru; 3—u рч
B»HiU мая мясе )стр' истьч:
•Т-Яи-д , J—станами вде
кпи- я J стаи* - )стра1-
СТ М itT 1W₽«U IH И .
подивлен 1я взрывов за-
ключается н регистрации незначительного по размерам
очага горения датчика, -преобразователей, усилении
управляющего импульса сигвально-л^сковой установкой
и подаче я цепь побудителя электрического импульса.
После получении импульса огнетушащее вещество со
скоростью 100—200 м/с из аккумулятора поступает во
внутреннюю полость защищаемого аппарата и распы-
ляется в нем, что приводит к полному прекращению
горения.
В качестве подавляющего устройства применяют по
лусфернчесщщ стеклянный сосуд, наполненный галоидо-
производными (папрнмер, хлорбромметаном). Внутри
сосуда находится п-лропатрон. который инициируется
электрозапалом по. сигналу датчика (сосуд разрывается
по нанесенным па поверхности сосуда рискам. ,и содер *
жащаяся в нем жидкость выбрасывается со скоростью
до 200 м/с; при такой высокой скорости обеспечивается
ньболыиой расход галопдопропзводного. Время от мо-
. ята инициировав.тя до гашения обычно не превышает
150—200 мс. За это время давление успевает возрасти
со 100 лишь до 107—120 кПа.
Были проведены опыты по гашению взрыва в трубе
длиной 30 м и диаметром 300 мм, имитирующей факель-
ную установку [96]. Труба соединялась с емкостью объ-
емом примерно 4 м1, в которой горкиее смешивалось с
воздухом перед каждым испытание’» Труба была рас-
считана на давление 700 кПа. Смесь содержала 5% про-
пана и 95% воздуха , состав-смеси контролировали на
хроматографе. Перед воспламенением трубу продували
до тек пор, пока она полностью не заполнялась горючей
смесью указанного состава. Труба была оснащена иони-
зационные и зондами для определения положения фрон-
та пламени и датчика мп для определения профиля дав-
леная в трубе в зависни ict и от местонахождения фрон-
та пламени. Для воспламенения смеси использовали
искру с энергией 105 Дж.
Первоначальные опиты с трубами длиной 6, 11 и
21 м показали, что при воспламенения смеси у откры-
того ютила средняя скорость пламени составляла 1,8 м/с,
а на последних метрах трубы увепнчиаатась до 25 м/с.
Рост давления начинался при скорости, пламени пример-
но 3 ./с. В трубе длиной 30 м п ро исход гло дальнейшее
ускорение пламени с переходом в детонацию. Об этом
свидетельствуют повреждения у закрытого конца трубы.
174
ti зарегистрированные значения драм-нил 1000—
1400 кПа. Эти еелпчииы значите», эио превышают макси-
мальное давление -взрыва сгсхисичетрическпп пропано-
воздушной смеси в сферическом сосуде.
В трубе дтшног ЗО.ч jc ттнавлша 111 два гасящих
устройства на расстоянии 7 п 22. ч от открытого конца.
Детектор состоял из дг- Прагмы с электроприводом к
взрывателю, который обеспечивал распыление «рнчерно
1500 см4 тушащего вещества через Т-образный иасадак
вниз п и ерх по трубе. Расчетная щентрация ингиби-
тора составляла около 1 cmj жидкого агента на 1 л за-
щищаемой емкости.
Это количество ингибитора в семь раз превыше гт
теоретическое. При таком расходе значительно увеличи-
вается коэффициент надежности. Время распылышя ве-
щества с момента регистрации сигнала состав лило
100 мс. Прп этих условиях обеспечпватась локализация
пламени и вполне надежно предотвращался значитель-
ный рост давления.
Важ leiiuim, универсам лым способом обеспечения
варывобезоиасности факельных установок является про-
дувка их инертным или топливным газом. Если факель
над труба не оборудована лаб принты и уплотните чем,
то скорость продувки азотом, доз ясна составлять 0,7 м/с,
а. скорость продувки природным газом 0,9 м/с (97].
Применение лабиринтного уплотнителя позвоиыет со-
кратить колпчесдоо продувочного газа в 10—15раз. При-
менение других средств обеспечения б езопасности ааат-
епт от юнкрегных условий ра (Ьп/ фнке.юипп у о-апо тки
Непременным условием безопасност и яяяется на-
дежная герметичность всех узлов факельной установки.
Герметичность установки должна предотвратить подсос
воздуха □ факельную установку it образование в ней
взрывоопасной смеси.
Л tn ЕРЛТУРА
1 . Kremer Н. Gas — Warn*.* Internal., 1967, lid. 16, Л1 2 S 73—73
2 , Ann.-r R. I!.. BfMi'Xt R. L.. Black J. II. а о Environmental Eng,
Handb., v. 11, Randnr, 1471, p. K17—836.
3 Г1/1Г!(г.№‘ Al. И. Инженерные iie'rentni ни Tewre бс^щаешсп!
к лижаро и imjn-uiciGnaotux Ирин-ьотки <» 1 -.•N'liira-1974 .
344 с
-I. Зоткин IS II. .luT'iMaTiujuiiH n i.ntiif j tun»-tou Mrre.Uiiiuc при-
боры. Рсфер атвшлыи ifi. ЦН 1И11Эие<[пел *ia , 1'173, МЧ2-, с.
18 -20.
5. Xeiiiet #. Chem. Ti-clin.. 1966, Bd. 18, № 3, ,S Яйкг'.’Г’
6. Chan. Есллоту and Епд Rev, JD/tj,' I NJ V. 41. ">7„
7. Веревлин C. If.. ivpmtu В . 1-.p aa>v.iu4epuAL -С П’лйи дат ,
Ю6Г1. ‘234 v
8. Pyninajuiiu гм «1_иаа<*кш л<сплуа 1 an ы wxpii-. ап»»'.^в,
предпазиачеппих т»1я <'(м ил гхйш JS, • Химии1972. i‘h»c .
9. Яшине Б.,ЭииеГ-Г прение-, плачи n ikiiiwni.i в it»isbc .U . Unp-..
I'life М2 i-
10. Vanilt rlimle L. G. flydrac'icton Piocl*-*. i ,1974 ,v 53 ,VilO , p.
А'- IM.
II. Oliiurm 11] eifn>v yr.» .<иврьд1<их т пгчи. '1C. ~lhi «.«рмиле ui -
тсраттра., 1'J'rfl. C*4H c
12. IIlss 'K.. SitcM R Them 1л l. 1 cf m. W»/. Bd 30, 24 5 11, S.
331—340
13. Vctkoren H. Reman G. H. Erdol mid Kuhl >., BGV. A>:C >,S .
.S7‘J-.881.
14. Schataneclre R. \'сгГа11Г1Пь1<-с1п11<, Ю74, Bd. S, ,’Wi, S 171—1/8?
IS. . i C HtclMupoo Ю. G. Xii’i. Mo.a't, 1970, AM )<1, <.. CO. Ы.
IG. 1Fm*<cZ/ HJ7.O1 a. Gaa 3.. 1971. v. 71, № Ч,,! ЬЭ^-Ы
17. Spiker O. Erdcil uiul Kdilv.- 1957, Bd. 1^.34121 $. b 1—873.
1b. Oil a Gdh. X, 1973, v. 71, Л2 47, p. 71 2. ‘
19 Canad. Chian. Pm :ess„ 1971 v. rfx K‘M, p. 54.
ill. Паркер P. P <1+ня«е(1Ср-исф1яп11К, 1'1'38, т. 40. A'- < e. 41.
21. Пат. <:U1 A 378288(1 1.ЧЧ (Р7КХ.ГГ4 2’117’311 ).
12. И-’ой/ К. a. o. Third Svinpov-nitt o-.i Conibnsliun and Fluriu and
Expbs-iun Plicnainena. Tm. Williams : « WiUuib.Co .Bnltmore .
194,4.
25. lUt.Tni1.0e E. С. Филю горения iliuh. M, На\ках»1.'''Я> 740c.
/.(it7isi,«nwtf .S. Chen.T LCkn , 197П, Bd 22: N.vll. S. 674—677.
Honda T. *. Japan Petrol ln^ . 19Ю. v. l-i. 3f < 12., p. ‘.155—059;
1971, r. 14. Ai 4. p 248--251.
Ken' G R- H\'drcc-«rlnin Proeiss, 1961, v. 43, M*. 3. p 121—125
Cipoi)ieju>n< napw 11 правила. Стропи <ышя i шчатапитп и
176
Й|Й
гспфпадк?. Оснтвпке положения проектирования. СН11П II-A.6—
72. М. Сту-лпкыат. 1473. 319 с-
2.4 . Г ин 8. Н. Ilydtoeirbon Ргос<®>.. 1967 . v . 4G, № I. р. 172—176.
2.. '. CrjHntie 11>цие ;1чр'П1 и правша. Гн снабжепнд. та ю^ядаточ-
•щ» станции. Вт тдгмыке *r p*se [ч V цшге гстпиогки ся<п«С1 я<*
г>< гэач. Hupvn rrpt-ei;mput-ini? Cllnll II Г. 12^-65 .И.. Стром
гец-. 1972. Me
Зё. Ук.-чашщ по прос тир'шаппо it у<.г]г«»етиу vp ишезищигы ада-
дтн1 и шоумен oil. СП 345. Г») Л). Ст; git",дат, 1970. 31 с.
31. Flp-.iuttn iijii'iirthta CU1TK31M • ’чсмричсстг^ь п] ояаилдагвах
хпчпчесюэ!, nei|rrixiniin№CM.'i ч 1кфчуИ':рррааа|иваюа(1Й про-
vi.'iii.'iMtnwi. Д1. чКимия *. 1 973 'fl г.
32. Огпг .7. .4.. ,7тгкяи Х'лй-Уй iw .Ни, енср-пефташш», 1975, №.4,
с. П> 19
33. Пп.ычг .4. Е.. .Чмц/дус А С. кт бел иаиюстп при npoi «t>
po-icta- ак-ги.шпi in при] ЯД1ГИЧ гял1. M.—Л., «Линия». 1964.
152 с
34. Кп-цркп С. Л1. Лимин- .4. /'. Мимдюн В. Л. Хим. пром., 1965,
Л’. Я. г И21—624.
35. Коиирп. С. AL..I'ivuh .4. Г. Uutaijoe В. Л. Хич. пром» 1967,
М- 2. с. 1'42 12 V
39. Лнхиде C.Al-..очии Л. Г.. M’t^vt.ioa 13. Л. Хим. пром., 1071,
£ 12. с 923—926.
37. Лягни А. Г. Эксперимента льнов iu следование разложения ацети-
лена и механизм аейстппя ог «преградителя.— Лтореф. наяд,
дисс. ЛЕ. НХФ All СССР, 1968.
3S. Бигялцгмй В. К.,Пискиипз Б .Г. ,Гмкин М А.— В tot: Нееле-
дишппя 1 области иуишкп Гез'по. юсн»м охраны грудк.- ти-
мической пс< Mbiu-KiiiniHTii, AL, [ПППЭхнА 1973, с.23 -49»
39. LtrL’i О., iiirks й. Аг1 ечЬы-biib, 197.3, № 10, S. 389—1110
40. Гликин .11. .4. а дз. Лит. спид 103411, 1973; Открытия. П.-ч’р.
Прс«1. ciOpajiiw. Tntapit. акп. 1973, Jv 13. с. 13.
41. Srhiaidt Н. J. СЬ«п. Епв Sj трстйцгп S еп«ь, 1_оп1оп, ЮТ,
X? 34. р. 1 !>5—169.
42. Snb iAtJ \i .E.,V?sert Н -IF. Clitm. Ent' Progr., 1973, r. 69,
,V. 4. p. 48 31.
43. Ctримеиа ий //. II.— В Кп.: Течигы док.та l«m к Вссеоклиому
иаучпп-1Ч1'спичееш1чу саиициипю .Лодерпт.чания и вииЛЦЧН1е to-
ioio ибпдудпмпп! для 1ГРШ1ТООДСТ"х <; тллепа с цс.чьолпоиы-
uicihki пчшлн О.’опаеносп». М... ЦИНГИ inf ire чаш. I97":». c.<,!L—
31.
44 Acclylsiv Tr'*ismission lor Ch.n tial Synih-si . R«.co trended
AliiTTBiim Sj e Practice* for Pipintj Srslem, 196(1. 3ft p.
43. A'pftc.iwift н. И. и др. Звономика. ojn аннодпя и упрлипеппе a
nedn-etiepepauaTU-jiomi'it и к’г( те\вч.1ЧСггиЯ промышленности
H туч 1 л -те <в и ческиJ со ЦНТШТЭн а|р схима? l‘iG3, Х> 7, с. 25—27.
46. 4tt>uin Ю В.. СкеЛласа 7. В. Литоматпэицпп j контрольни-нз-
яепигельныс п»иборы Рсфепатпнныя сб. 1Д1П-1(-ГГЭтефте№уа,
1972 X* 7, с. 18—20.
47 /ко/шикп.. 7. В. Иефгеперера6лтка«и 1сфтехимпл. Нтучно-тех-
врчеемт cfi. ЦНПНТЭпэфтехтса, 1971. Л’м’. г. 8—16.
4°. АУсЬаеПч К. Ge.andh.-ln?. 1975, Bd. 96, X- JO, S. ‘’81—287.
19. Сиуаргкий .1. -HerprainiF.. 1071. № 2, с 13.
Ж Рудин И. Г.. Васин, в А .В .Опъп проектipnaаипн отдоомы'»
177
объектов общезаводского лоэяйстпа нефтеперерабатывающего
запала. М, ЦНИИТЭиефтехц. , 1973. 66 с
51. Рудик М. Г.. Протовчанскаа С. Я- Транспорт и хранение нефте-
продуктов и углеводородного сырья. Научно технический сб
ЦНИИТЭпефтехама. 1973. № 5, с. 24—25
52. Верпали» Ч. X. «Переработка угленочорлдои», 1975 , декабрь,
е. 42—44.
53. Tan Я. Н. Hydrocarbon Process.. 1967, v. 46, № 10, р. 149—154.
54. Hydrocarbon Process., 1972. v. 51. № 5. p. 117—118
55. Poxetf D. T., Schwarz R. E. Oil a .Gas J .,1972 .v .70 ,№.25 .
p. 62—63
56. Aafuf-d L. R. Oil г Gas J. 1973, v. 71, № 43. p. 81—82
57. Gibsan R. 0.. Vtnstm D.J.O1 a, G as J , 19 72. v. 70, № 49. •
p. 75—77.
58. Lariderback IP. Hydrocarbon Process, 1974, y. 5J. № 1, p.
127-128.
59. Xokjihc Д. сИнже-<ер-исфтянпк>, 1971. № 11, c 96—99.
60. Сапптарнис пор*» проектирпеаиня ироаыпгчки гых. предприятии,
CH 245—71. Л, СтроПиз!! 1972. 97 с.
61. Strehla* R. A. Fundamentals ol Combustion International Text -
book Co. 1968. 264 p.
62. Secbotd LG. Hydrocarbon Proce.^., 1972 v. 51, ЛъЮ p 143—147.
63. Shore D. Chem. Eng. Progr.. 19/3. v. 69, № 10, p. 60—64.
64. £oere« TO*. S. Ctem. Eng. 1976. v. 83, № 5. p. 117—120.
65. Стрнжеаский И. if. «.Нефтяник». 1970. № 8. с. 36—37.
66. Sc) Mecke R. Wa-. r,’ Luft und Bctrieb, 1969, Bd. 13. №. 6,
S. c4—229.
67. Cade A. L Chem. Eng, 1974. v. 81, № 10. p. 629—636.
68. Hess K.. Stidtd R. Ci em. I ng. T eb ii„ ® 70. Bd. 42. № 7. S.
457-473,
69. Radarlha F. Г, PaHrner P. A., Walsh H. W. Chem. Eng. Progr,
1973, v. 69. № 4, p. 37-41.
70. Schwaneclte R. Gas und Wasserlach. 1975. Bd. 116, № 9, S,
355—860. .
71. Пат. ФРГ 2158568, 1973.
/2. Marzals J. J. L. Safety in Higli Pre: -ure Polythylene Plants.
New Voiti. American Institute ol Cliemaal Engineer* 1973. p. 12.
73. Costard H. F., Tones G. W. L'lm'is ol Flammabiity ol Gises and
Papors. Bulletin № 503. US Bureau of Mines. Washington ,195>«
74. Bluhm W. Oil a. Gas. 1961, v. 59. № 35. p. 73—78.
75. Kilby T. L. Clem Eng. Progr. 1968. v. 64.. \6. p. 49—52.
76. Kletz T. A. Ctiem. Eng, Progr., 1974. v. 70, № 4, p. 80-81.
77. Среди» В. В. «Химия п технология топлив п часе та .1964 .№ 1 ,
с. 12-16.
78. Стрнжемкый И. IL «Жури»< ВХО им. Д. 14. Меаделевпа», 1974', ,
т. 19. № 5, с. 501—508.
79. SchenaiaFers A. Holcclitcchnik, 1972 Bd. 2, №d, S. 14.
80. Whte P^ Smilh S. Inert Atn«spehices .London .Butterworth ,1962 .
148 p.
81. Ильинский А. А., Коваленко В. П., Мерзлоаа В .С .«Триспорт
н хранение иефтепродуатоп и углеподоралиого сырья», 1975,
№2. с. 21—26.
82. Стрижевекни П. II. Тсхп. п «кои. ипфарм- НИИТЭхнм. Сер.
Отфапа труда‘и техп. безопасности. Очистка сточных вод I ОТ’
178
ходящих газов в химической промышленности, 1972, № 8, с.
11-13.
83. Низа Н. IV. Hydrocarbon Process., 19G4, v. 43, Ns 5, p. 179—182.
84. Reed R. D. Chem. Eng. Progr., 1968, v. 64, № 6, p. 53—57.
85. Hempel D., Munke К Ctiem. Teclui., 1976, Bj. 28, № 3, S.
165—170.
86. Sc/iwanecke R. Arbcilsschulz, 1973, № 1, S. 1—9.
87. Lapin A. Advances Cryog. Eng. New York, Plenum Press, 1957,
v. 12, p. 198.
88. Brzustoa'Ski T. A. Progr. Energy Combust Sei., 1976, v. 2, № 3.
n, 129—141.
89. Schmidt T. R. Chem. Eng., 1977, v. 84, № 8, p, 121—124.
90. Элвнатачов A. H. и др, «Безопасность труда в промышленности»,
1974, № 2, с. 49—50.
91. Элвчатаноа А. И. Журнал ВХО нм. Д. И. Менделеева, 1974,
т. 19, № 5, с. 509—516.
92. Reed R. D. Oil a. Gas 1, 1972, v. 14, № 2, р. 91.
93. Стрижевский И. И., Заказное В. Ф. Промышленные огпепрегра-
дители. М., «Химия», 1974. 254 с.'
94. Techniciens Petrole, 1973, v. Ш-1 V, № 218, р. 77—78.
95. Веселов В. И., Мегаман. Л. М. Автоматическая пожаре- в nspu-
возащита предприятий химической п нефтехимической промыш-
ленности. М„ «Химия», 1975. 280 с.
96. Peterson Р. Chem. Eng. Progr., 1967, v. 63, № 8, p. 67 —70.
97. Инструкция по проектированию и безопасной эксплуатации фа-
кельных установок для горючих газов и паров. ВСМ9—76.
МИНХИМПРОМ. М., 1977, .39 с.
98. Правила техники безопасности п производственной санитарии при
производстве ацетилена, кислорода и газопламенной обработке
металлов. Иэд. 3-е, М., Машиностроение, 1967. 119 с.