Совместными
усилиями
к общему успеху
с 1997 года
«Интех ГмбХ»
Назначение факельной установки
Факельная установка предназначена для периодического сжигания технологических газов при пуске, остановке, в аварийных ситуациях и сбросов от предохранительных клапанов в производстве аммиака и метанола
Тип факела
Высотный
Характеристика факельной системы и виды сбросов
| 1. Параметры работы факельной установки | |
| факельная система | отдельная |
| вид сжигаемой среды | Газ |
| вид сброса | См. приложение 1 |
| продолжительность сброса | См. приложение 1 |
| 2. Расход сбрасываемого газа, нм3/ч | |
| максимум (см. примечание 2) | см. приложение 1 |
| 3. Рабочее давление | |
| в факельном коллекторе, кгс/см2 (изб.) | См. приложение 1 |
| 4. Температура, °C | см. приложение 1 |
| 5. Характеристика сбросов | см. приложение 1 |
| 6. Диаметры входных патрубков | см. примечание 3 |
| 7. Высота входа входных патрубков | Не более 5 м. |
| 8. Расход дымовых газов | см. примечание 4 |
| 9. Состав дымовых газов | см. примечание 4 |
| 10. Система розжига: | |
| - розжиг дежурной горелки | Автоматический |
| - контроль пламени дежурной горелки | Нужен на всех горелках |
| - исполнение панели управления и розжига | Климат защищённое и взрывобезопасное |
| - газ дежурной горелки | Природный газ |
| - состав топливного газа на дежурную горелку: | |
| СН4 | 98,046 % об. |
| С2Н6 | 0,752 % об. |
| С3Н8 | 0,258 % об. |
| i – С4Н10 | 0,043 % об. |
| n – С4Н10 | 0,044 % об. |
| i – С5Н12 | 0,009 % об. |
| n – С5Н12 | 0,006 % об. |
| N2 | 0,78 % об |
| СO2 | 0,053 % об |
| O2 | 0,01 % об |
| - проектная концентрация серы: | |
| макс. в качестве сероводорода, г/м3 | 0,02 |
| макс. в качестве меркаптана, г/м3 | 0,036 |
| Давление природного газа, кгс/см2 (изб.) | 5,5 ÷ 11 |
| Низшая теплотворная способность природного газа, Ккал/нм3 | 8589 |
| 11. Энергоносители: | |
| 11.1. Пар | |
| - давление, МПа (изб) | 0,33 |
| - температура, °C | 237 |
| 11.2. Наличие сжатого воздуха | осушенный |
| - давление, МПа (изб.) | До 0,8 |
| 11.3. Воздух КИП | |
| - давление, МПа (изб.) | До 0,8 |
| - точка росы при давлении 7 кгс/см2 (изб.), °C | минус 70 |
| 11.4. Электроэнергия | |
| - напряжение, В | 380 |
| - частота, Гц | 50 |
| Категория взрывоопасности и группа взрывоопасных смесей | IIC-T1 (по водороду) |
1. Комплект поставки и требования по автоматизации:
1.1. Комплект поставки (комплектация КИП, необходимая для эксплуатации и защиты факела):
2. Требования к объему документации по автоматизации:
На наружной площадке в границах комплекса по производству аммиака, метанола и карбамида;
| Климатические условия | |
| Температура наружной установки: | |
| - максимальная температура | 40°C |
| - минимальная температура | Минус 47°C |
| - среднее барометрическое давление | 0,9869 атм. (100 кПа) |
| относительная влажность наружной установки: | |
| - максимальная (самый холодный месяц) | 81% |
| - минимальная (самый теплый месяц) | 67% |
| - ветровая нагрузка | (СНИП 2.01.07-85 II регион) |
| - максимальное суточное количество осадков | 68 мм |
| - расчетная снеговая нагрузка для региона V | 320 кг/м2 |
| - максимальная высота снежного покрова | 580 мм |
| - сейсмичность региона | Сейсмозона карта «В» - Класс 6 (сейсмическая активность в расчет не принимается) |
| максимум, на расстоянии 1 м от оборудования | 80 дБ(А) |
Факельная установка должна соответствовать «Правилам устройства и безопасной эксплуатации факельных систем» ПБ 03-591-03
1. Уровень излучения в районе близлежащих установок и у основания факельного ствола не должен превышать величины, соответствующей минимальному времени пребывания людей в этом районе не более 3 мин.
2. Указать минимальное время отключения факела, при котором обеспечивается безопасность и надежность эксплуатации.
3. Предусмотреть систему горелок, конструкция которых предусматривает зажигание горелок при температуре окружающей среды минус 47°C.
4. Предусмотреть защиту пламени запальной и дежурных горелок от плохих погодных условий, для обеспечения надежной работы факельной системы.
5. Предусмотреть защиту наконечника факела, включая огнеупорные материалы (при необходимости).
6. Указать истинную высоту факела с учетом высоты пламени от уровня поверхности земли до самой верхней точки для согласования размещения высотных зданий и сооружений с управлением летной службы ГС ГА и Управлением аэродромной деятельности МО в соответствии с Приложением № 2 к СНиП 2.07.01-89*. Высота факельной установки не менее 39 м.
ПРИМЕЧАНИЯ:
1. Опросный лист выполнен на основании документа МНI № 6417 В264-12700
2. Периодический максимальный сброс на факел.
3. Определяется разработчиком факельной установки и согласовывается с разработчиком проекта основного производства
4. Расчет дымовых газов выполняется на каждый сброс.
Приложение № 1
Характеристика сбросов и нагрузок на факельную установку
| № п/п |
Отделение, источник выброса | № схемы | Среда | Состав, % об. | Расход, нм3/ч (кг/ч) | Параметры среды | Периодич- ность сброса | Приме- чание | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Давление, кгс/см2 (изб.) | Темпе- ратура, °C | |||||||||
| Периодические сбросы на факел | ||||||||||
| 1. Отходящий газ с водородом | ||||||||||
| 1.1 | Сброс газа после абсорбера серы 1-R-1102A/B | Природный газ + продувочные газы | Н2 | 3,48 | 64554 (46191) | 0,533 | 380 | *) | ||
| N2 | 1,60 | |||||||||
| CO2 | 0,13 | |||||||||
| CO | 0,33 | |||||||||
| Ar | 0,01 | |||||||||
| CH4 | 93,38 | |||||||||
| C2H6 | 0,71 | |||||||||
| C3H8 | 0,25 | |||||||||
| C4H10 | 0,08 | |||||||||
| C5H12 | 0,01 | |||||||||
| Н2O | 0,01 | |||||||||
| O2 | 0,01 | |||||||||
| Всего | 100 | |||||||||
| 1.2 | Сброс после низкотемпе- ратурного конвертора СО 1-R-1203 | Конверти- рованный газ | Н2 | 45,30 | 425640 (282266) | 0,533 | 226 | *) | ||
| N2 | 11,59 | |||||||||
| CO2 | 9,51 | |||||||||
| CO | 4,47 | |||||||||
| Ar | 0,14 | |||||||||
| CH4 | 0,67 | |||||||||
| Н2O | 28,27 | |||||||||
| NH3 + CН3OH | 0,05 | |||||||||
| Всего | 100 | |||||||||
| 1.3 | Сброс после высокотемпе- ратурного конвертора СО 1-R-1202 | Конверти- рованный газ | Н2 | 37,11 | 425624 (300314) | 0,533 | 360 | *) | ||
| N2 | 15,88 | |||||||||
| CO2 | 4,71 | |||||||||
| CO | 8,86 | |||||||||
| Ar | 0,19 | |||||||||
| CH4 | 0,20 | |||||||||
| Н2O | 33,01 | |||||||||
| NH3 + CН3OH | 0,04 | |||||||||
| Всего | 100 | |||||||||
| 1.4 | Сброс после абсорбера СО2 1-С-1302 | Конверти- рованный газ | Н2 | 60,11 | 323725 (218135) | 0,533 | 60 | *) | ||
| N2 | 20,88 | |||||||||
| CO | 0,24 | |||||||||
| CO2 | 17,53 | |||||||||
| Ar | 0,25 | |||||||||
| CH4 | 0,27 | |||||||||
| Н2O | 0,71 | |||||||||
| NH3 + CН3OH | 0,01 | |||||||||
| всего | 100 | |||||||||
| 1.5 | Сброс после компрессора природного газа 1-К-1411 | Природный газ | N2 | 0,78 | 61445 (44893) | 0,533 | 145 | *) | ||
| CO2 | 0,05 | |||||||||
| CH4 | 98,05 | |||||||||
| C2H6 | 0,75 | |||||||||
| C3H8 | 0,26 | |||||||||
| C4H10 | 0,09 | |||||||||
| C5H12 | 0,01 | |||||||||
| O2 | 0,01 | |||||||||
| всего | 100 | |||||||||
| 2. Сбросной газ | ||||||||||
| 2.1 | Сброс после 2-ой ступени компрессора синтеза 1-К-1431 | Синтез газ | Н2 | 72,23 | 275617 (115281) | 0,533 | 105 | *) | ||
| N2 | 17,78 | |||||||||
| CO2 | 1,63 | |||||||||
| CO | 6,81 | |||||||||
| CH4 | 1,17 | |||||||||
| Ar | 0,25 | |||||||||
| Н2O | 0,13 | |||||||||
| всего | 100 | |||||||||
| 2.2 | Сброс после 3-ей ступени компрессора синтеза 1-К-1431 | Синтез газ | Н2 | 73,78 | 271581 (105875) | 0,533 | 125 | *) | ||
| N2 | 24,63 | |||||||||
| CH4 | 0,72 | |||||||||
| Ar | 0,37 | |||||||||
| Н2O | 0,51 | |||||||||
| всего | 100 | |||||||||
| 2.3 | Сброс после компрессора аммиака 1-К-1441 | Газообразный аммиак | NH3 | 100,0 | 86746 (65913) | 0,533 | 125 | *) | ||
| Всего | 100 | |||||||||
| 3. Коллектор природного газа | ||||||||||
| 3.1 | Сброс из коллектора природного газа | Вариант с продувкой природного газа | Природный газ | N2 | 0,78 | 1120 (818) | 11,033 | 29,9 | *) | |
| CO2 | 0,05 | |||||||||
| CH4 | 98,05 | |||||||||
| C2H6 | 0,75 | |||||||||
| C3H8 | 00,26 | |||||||||
| C4H10 | 0,09 | |||||||||
| C5H12 | 0,01 | |||||||||
| O2 | 0,01 | |||||||||
| всего | 100 | |||||||||
| Аварийные сбросы на факел | ||||||||||
| 1.Отходящий газ с водородом | ||||||||||
| 1.1 | Сброс после низкотемпе- ратурного конвертора СО 1-R-1202 | Вариант 2 | Конверти- рованный газ | Н2 | 37,11 | 425624 (300314) | 0,533 | 360 | *) | |
| N2 | 15,88 | |||||||||
| CO | 8,86 | |||||||||
| CO2 | 4,71 | |||||||||
| Ar | 0,19 | |||||||||
| CH4 | 0,2 | |||||||||
| Н2O | 33,01 | |||||||||
| NH3+ CН3OH | 0,04 | |||||||||
| Всего | 100 | |||||||||
| 1.2 | Сброс после абсорбера СО2 1-С-1302 | Вариант 2 | Конверти- рованный газ | Н2 | 60,11 | 323725 (218135) | 0,533 | 60 | *) | |
| N2 | 20,88 | |||||||||
| CO2 | 0,24 | |||||||||
| CO | 17,53 | |||||||||
| Ar | 0,25 | |||||||||
| CH4 | 0,27 | |||||||||
| Н2O | 0,71 | |||||||||
| NH3 + CН3OH | 0,01 | |||||||||
| Всего | 100 | |||||||||
| 1.3 | Сброс после компрессора природного газа 1-К-1411 | Вариант 3 | Природный газ | N2 | 0,78 | 61445 (44893) | 0,533 | 145 | *) | |
| CO2 | 0,05 | |||||||||
| CH4 | 98,05 | |||||||||
| C2H6 | 0,75 | |||||||||
| C3H8 | 0,26 | |||||||||
| C4H10 | 0,09 | |||||||||
| C5H12 | 0,01 | |||||||||
| O2 | 0,01 | |||||||||
| Всего | 100 | |||||||||
| 2. Сбросной газ | ||||||||||
| 2.1 | Сброс после 2-ой ступени компрессора синтеза 1-К-1431 | Вариант 3 | Синтез газ | Н2 | 72,23 | 275617 (115281) | 0,533 | 105 | *) | |
| N2 | 17,78 | |||||||||
| CO2 | 1,63 | |||||||||
| CO | 6,81 | |||||||||
| CH4 | 1,17 | |||||||||
| Ar | 0,25 | |||||||||
| Н2O | 0,13 | |||||||||
| Всего | 100 | |||||||||
| 2.2 | Сброс после 3-ей ступени компрессора синтеза 1-К-1431 | Вариант 2 | Синтез газ | Н2 | 73,78 | 271581 (105875) | 0,533 | 125 | *) | |
| N2 | 24,63 | |||||||||
| CH4 | 0,72 | |||||||||
| Ar | 0,37 | |||||||||
| Н2O | 0,51 | |||||||||
| всего | 100 | |||||||||
| 2.3 | Сброс после компрессора аммиака 1-К-1441 | Вариант 2 | Газообразный аммиак | NH3 | 100 | 86746 (65913) | 0,533 | 125 | *) | |
| Всего | 100 | |||||||||
Под обозначенные технические требованиями специалистами компании ООО «Интех ГмбХ» был разработана и предложена факельная установка.
Описание
В состав факельной установки входят следующие компоненты:
1. Высотный факел;
2. Факельный оголовок с пилотными горелками;
3. Спиральное уплотнение Вентури;
4. Система автоматического зажигания и управления;
5. Вертикальный сепаратор
1. Высотный факел (высотная конструкция)
Проектные данные
| Максимальный расход газа Высота факела Низшая теплотворная способность Коэффициент излучения Относительная влажность Скорость ветра Солнечное излучение |
300314 кг/час 41 м 1884 ккал/кг 20 67% 10 м/с 790 Вт/м²* |
Геометрия факела по API 521
| L=Максимальная длина факела DX=Расстояние от центра излучения до оси факела DY= Расстояние от центра излучения до оси устья факела |
50,26 м 3,28 м 24,8 м |
Излучение на уровне земли по API 521 последняя версия
Максимальное излучение 2641 Вт/м²
Расстояние от факела 3,28 м
Сравнительная таблица интенсивности излучения в зависимости от расстояния от факела
| Расстояние от факела, м | Излучение | |
|---|---|---|
| ккал/м²час | Вт/м² | |
| 0 | 2265 | 2637 |
| 10 | 2252 | 2622 |
| 20 | 2170 | 2526 |
| 30 | 2038 | 2372 |
| 40 | 1881 | 2190 |
| 50 | 1723 | 2005 |
| 60 | 1575 | 1834 |
| 70 | 1446 | 1683 |
| 80 | 1335 | 1554 |
| 90 | 1242 | 1446 |
| 100 | 1164 | 1355 |
| 110 | 1099 | 1280 |
| 120 | 1046 | 1217 |
| 130 | 1000 | 1165 |
| 140 | 963 | 1120 |
| 150 | 931 | 1083 |
| 160 | 903 | 1051 |
| 170 | 880 | 1024 |
| 180 | 860 | 1001 |
| 190 | 843 | 981 |
| 200 | 828 | 963 |
Примечание:
1) Если заявленное солнечное излучение равно 0, то оно не влияет на общее излучение и наоборот, если солнечное излучение высокое, то оно влияет на общее излучение.
2) В расчетах по API 521 максимальным излучением на уровне земли является излучение равное 4732,5 Вт/м².
Технические характеристики
| Максимальный расход газа Температура газа Средний молекулярный вес газа Cp/Cv Скорость газа при максимальном расходе Число Маха при максимальном расходе Падение давление при максимальном расходе |
300314 кг/час 360 °C 15,8 кг/кмоль 1,22 267,64 м/с .42 3359,6 мм в. ст. (0,33 бар) |
Конструкционные данные
См. чертеж ниже
| Поз. | Наименование | Кол-во | Диаметр | Соединение | Материал |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Оголовок | 1 | 1168 мм | 150# RF | AISI 310 S |
| 2 | Уплотнение | 1 | 1168 мм | - | AISI 316L |
| 3 | Зажигание/панель управления | 1 | - | 150# RF | AISI -316 / углеродистая сталь |
| 4 | Факел | 1 | - | 150# RF | A-350 LF |
| - верхняя секция | 1 | 1168 мм | - | A-516 Gr 60 | |
| 5 | Пилотные трубопроводы | 4 | |||
| - трубы непрерывного пилотного газа | 1 | 25 | 150# RF | AISI 304L | |
| - трубы линии зажигания | 4 | 25 | 150# RF | AISI 304L | |
| - защита для кабелей | 1 | 38 | резьбовое | Оцинкованная углеродистая сталь | |
| - слив для уплотнения | 2 | Внутри отв. | - | - | |
| 6 | Верхняя платформа 360° | 1 | - | - | A-36 или аналог с цинковым покрытием |
| 7 | Промежуточные платформы | 4 | - | - | A-36 или аналог с цинковым покрытием |
| 8 | Вертикальные лестницы | 5 | - | - | A-36 или аналог |
| 9 | Входное газовое соединение | 1 | 914 | 150# RF | A-350 LF |
| 10 | Сливное соединение | 1 | 50 | 150# RF | A-350 LF |
| 11 | Основание | 1 | - | - | A-36 или аналог |
| 12 | Растяжки и соединения | 6 | - | - | Оцинкованная углеродистая сталь |
| 13 | Дедвейт соединение | 3 | - | - | A-515 Gr.60 |
| 14 | Талрепы | 6 | - | - | Углеродистая сталь |
Необходимые дополнительные подключения
Пилотный газ 1,5 нм3/час
Полное пилотное потребление 6 нм3/час
Давление пилотного газа мин/макс 0,5/1,5 бар изб.
Продувочный газ или минимальный расход газа 38,98 нм3/час
Габариты и веса
Высота 41 м
Вес факела 24060 кг
Число поставляемых секций 4
Максимальная длина секций 12 м
Расстояние дедвейтов от оси факела диаметр 20 м
2. Факельный оголовок с пилотными горелками
Описание оборудования
Факельный оголовок представляет собой стандартную конструкцию с пилотными горелками подходящим для сжигания газа с очень низкой теплотворной способностью.
Эффективность сгорания сказал факельного оголовка составляет более 99% с помощью поддержания необходимой температуры пламени. Необходимое количество газа для поддержания горения очень низкое по сравнению с обычными оголовками, которые требуют непосредственного впрыска газа для увеличения низшей теплотворной способности. Наконечник поставляется в комплекте с пилотными горелками которые оснащены термопарами для обнаружения пламени.
Оголовок будет поставляться в комплекте со следующими позициями:
Оголовок будет поставляться полностью собранными со всеми компонентами и готовым к установке.
Обслуживания оголовка не требуется во время нормальной работы.
Технические характеристики
| Максимальный расход газа Температура газа Средний молекулярный вес газа Cp/Cv Скорость газа при максимальном расходе Число Маха при максимальном расходе Падение давление при максимальном расходе Эффективность сжигания |
300314 кг/час 360 °C 15,8 кг/кмоль 1,2 267,6 м/с .4 1246 мм в. ст. (0,12 бар) более 99% |
Конструкционные данные
См. чертеж ниже
| Поз. | Наименование | Кол-во | Диаметр | Соединение | Материал |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Корпус оголовка | 1 | 1168 мм | AISI-310 S | |
| 2 | Соединительный фланец | 1 | 1168 мм | 150# SO RF | AISI-310 S |
| 3 | Поддержка пилотных труб | 8 | - | - | AISI-310 S |
| 4 | Пилотные | ||||
| - трубы зажигания | 4 | 25 | 150# SO RF | AISI-321/AISI-304 | |
| - трубы непрерывного газа | 4 | 38-19 | 150# SO RF | AISI-321/AISI-304 | |
| 5 | Поддержка камеры сгорания | 4 | - | - | AISI-310 S |
| 6 | Камера сгорания | 1 | AISI-310 S | ||
| 7 | Пламя удерживающее кольцо | 1 | - | - | AISI-310 S |
| 8 | Направляющие термопар | 8 | - | - | Incoloy 800 H |
| 9 | Термопары | 4 | 6,35 | 1/2"-NPT-F | Incoloy 600 H |
| 10 | Подъемные крюки | 2 | - | - | AISI-310 S |
| 11 | Система поддержки газа с газовыми эжекторами | 1 | 25 | 150# SO RF | AISI-321/AISI-304 |
Габариты и веса
Вес 1800 кг
Высота 3 м
Примечание:
1) Пилотный газ CH4 или эквивалент по ккал;
2) Части из углеродистой стали обработаны пескоструйным методом, прогрунтованы и покрашены.
3) Оголовок будет поставляться в комплекте со всеми компонентами, собран и готов к полевой установке.
3. Спиральное уплотнение Вентури
Описание оборудования
Форма уплотнения SVS (спиральное уплотнение Вентури) является системой, позволяющей избежать подсоса воздуха в факел при использовании минимально возможного количества продувочного газа.
Указанный минимальный расход продувочного газа (38,98 нм3/час) необходим для поддержания концентрации кислорода ниже уплотнения менее 6%. Внутри уплотнения расположены четыре пластины, которые производят расширение на выходе газа.
Расширение потока производится непосредственно в верхней части оголовка. Конечным результатом этого эффекта является улучшения эффективности сгорания и сокращение потребления воздуха.
Таки образом, с возрастанием скорости выхода газа эффект увеличивается и эффективность сгорания не изменятся при любом потоке.
Основными компонентами являются:
Обслуживание данной системы не требуется при нормальной работе.
Технические характеристики
Падение давление при максимальном расходе 747,2 мм в. ст. (0,07 бар)
Конструкционные данные
См. чертеж ниже
| Поз. | Наименование | Кол-во | Диаметр | Соединение | Материал |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Диаметр уплотнения | 1 | 1168 мм | - | AISI-316L |
| 2 | Сужающийся конус | 1 | - | - | AISI-316L |
| 3 | Внутренний сектор (пластины) | 4 | - | - | AISI-316L |
| 4 | Слив | 2 | - | - |
Габариты и веса
Вес 300 кг
4. Система автоматического зажигания и управления
Описание оборудования
Оборудование для автоматического зажигания, повторного зажигания и контроля пилотных горелок.
Панель управления может быть расположена на уровне земли, на расстоянии от факела на максимальном расстоянии около 800 метров.
Розжиг пилотных горелок будет активироваться с пульта в ручном или автоматическом режиме:
Автоматическая последовательность зажигания будет активирована с помощью сигнала от термопар, установленных на оголовке. Когда панель находится в автоматическом режиме сначала зажигается первая горелка и далее последовательно будет производится розжиг оставшихся пилотных горелок. В случае пропадания пламени с одной, или более пилотных горелок будет производится повторный розжиг горелок который длится примерно 5-6 минут (время может быть выбрано на панели). Если за это время пилотная горелка не разожглась, то сигнал тревоги будет отображаться на локальной панели с возможностью дистанционной сигнализации.
Зажигание пилотных горелок будет осуществляться с помощью трехходовых клапанов в комплекте с пневматическим приводом.
Электрическое воспламенение газа будет обеспечиваться с помощью высоковольтного разряда порядка 2000 В что позволяет дать стабильную искру даже в присутствии воды.
Панель управления будет оснащаться следующими указателями:
Панель управления будет оснащаться следующими элементами управления:
Все электрооборудование будет установлено во взрывозащищенном корпусе по EEx(d) II B T3 и водонепроницаемом по IP 55. Панель управления будет поставляться в собранном виде, кабели испытаны и готовы к установке и подключению.
Конструкционные данные
См. чертеж ниже
| Поз. | Наименование | Кол-во | Диаметр | Соединение | Материал |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Газовоздушные входные соединения | 2 | 25 | 150# RF | AISI-316 |
| 2 | Соединения линии зажигания | 4 | 25 | 150# RF | AISI-316 |
| 3 | Соединения пилотных горелок | 1 | 19 | 150# RF | AISI-316 |
| 4 | Поддержка и крыша | 1 | - | - | A-36 или аналог |
| 5 | Блок клапанов | 7 | 25 | NPT | AISI-316 |
| 6 | Газо воздушные предохранительные клапана | 2 | - | NPT | Углеродистая сталь |
| 7 | Регулирующие клапана | 2 | 12,7 | NPT | AISI-316 |
| 8 | Индикатор давления | 3 | 12,7 | NPT | AISI |
| 9 | Калибровочные отверстия | 2 | 25 | Внутри фланцев | AISI-316 |
| 10 | Камера сгорания | 1 | 25 | NPT | AISI-316 |
| 11 | Трехходовые краны | 3 | 25 | приварные | AISI-316 |
| 12 | Система зажигания | 1 | - | - | - |
| 13 | Электрод зажигания | 1 | - | - | - |
| 14 | Панель управления | 1 | - | - | - |
| 15 | Газовоздушные электромагнитные клапана | 3 | 19 | NPT-F | AISI-316 |
| 16 | Пневматические воды | 3 | - | - | - |
| 17 | Трубы и фитинги | 1 | - | - | AISI-316 |
Необходимые дополнительные подключения
| Газ для зажигания Воздух для зажигания Напряжение Частота тока Максимальная электрическая мощность |
1 нм3/час 10 нм3/час 220 В 50 Гц 450 Вт |
| Размеры (ДхВхШ) Вес |
2300х1600х500 мм 300 кг |
5. Вертикальный сепаратор
Описание оборудования
Вертикальный сепаратор является неотъемлемой частью факельной системы, расположен в основании факела.
Цели вертикального сепаратора:
Технические характеристики
| Максимальный расход газа Рабочая температура газа Расчетная температура газа Расчетное давление Рабочее давление Средний молекулярный вес газа Максимальный размер отделяемых частиц Падение давление при максимальном расходе Допуск на коррозию корпуса и днищ |
300314 кг/час 360°C 400°C 3,5 бар изб. атмосферное 15,77 600 мкм 29 мм в. ст. (0,0028 бар) 3 мм |
Конструкционные данные
См. чертеж ниже
| Поз. | Наименование | Кол-во | Материал |
|---|---|---|---|
| 1 | Корпус сепаратора | 1 | A-516 Gr. 60 |
| 2 | Верхний конус | 1 | A-516 Gr. 60 |
| 3 | Эллиптическое днище | 1 | A-516 Gr. 60 |
| 4 | Скид | 1 | A-285 или аналог |
| 5 | Внутренняя труба | 1 | A-106 или аналог |
Таблица штуцеров
См. чертеж ниже
| Поз. | Размер | Соединение | Обозначение |
|---|---|---|---|
| 1N | 914,4 мм | 150#RF | Вход газа |
| 2N | 914,4 мм | 150#RF | Выход газа |
| 3N | 50 мм | 150#RF | Слив |
| 4N | 50 мм | 150#RF | Вентиляция |
| 5N | 25 мм | 150#RF | Вход чистого газа |
| 6N | 50 мм | 150#RF | Резерв |
| 1CNA/B | 25 мм | 150#RF | Уровень |
| 2CNA/B | 25 мм | 150#RF | Уровень |
| 1M | 609,6 мм | 150#RF | Люк |
Габариты и веса
| Обозначение на чертеже | Размер, мм |
|---|---|
| D | 2889 |
| H | 6204 |
| H1 | 1422 |
| H2 | 11311 |
Вес 14380 кг
Промышленный продукт - Аммиак получают посредством синтеза азота и водорода:
Параметры процесса:
Температура: 450C.
Давлении: 250 атм.
Катализатор: железо.
Если Азот получают из воздуха, то Водород, в свою очередь, получают из метана посредством водяного пара:
Температура: 750C, реакция риформинга эндотермическая (Т снижается).
Давлении: 30 атм.
Катализатор: никель.
Природный газ используется как в виде топливного газа, так и в синтезе. Природный газ для процесса синтеза должен быть чист от серы, так как сера является ядом для дорогостоящего катализатора.
В процессе синтеза образуется смесь водяного пара, моноксида углерода и азота. Водяной пар восстанавливается с образованием водорода. Моноксид углерода окисляется до диоксида углерода:
Параметры процесса:
Температура: 400C (в реакторе-1), 220С (в реакторе-2). Катализатор: оксид железа (в реакторе-1), медный катализатор (в реакторе-2).
Образовавшийся диоксида углерода вымывается из газовой смеси при помощи буферного щелочного раствора карбоната калия или этаноламина. Тем не менее, в газовой смеси наличествует остаток моноксида углерода (около 0,3%), который является ядом для железного катализатора в синтезе аммиака. Остаток СО удаляют путем конверсии водородом в метан на никелевом катализаторе при температуре 325°С.
В итоговой газовой смеси содержится 74% водорода и 25% азота. Смесь подвергается сжатию в компрессоре: давление возрастает от 30 атм. до 200 атм. так же резко возрастает температура, поэтому смесь после сжатия охлаждают.
Готовая газовая смесь из компрессора попадает в каталитический конвертер, где на выходе содержит не более 15% аммиака. Затем аммиак сжижают и направляют в приемный бункер, а непрореагировавшие газы возвращают в конвертер.
Компания ООО «Интех ГмбХ» оптимизировала процесс горения в технологической печи риформинга, на стадии получения водорода из метана посредством водяного пара.
Оптимизация достигается путем усовершенствования конструкции потолочных горелок.
Горелка состоит из корпуса и горелочного камня.
В корпусе горелки имеются:
Горелочный камень состоит из двух частей для его удобной установки, которые склеиваются при помощи особого термостойкого раствора, твердеющый на воздухе.
Основные физические параметры раствора:
| Макс. эксплуатационная температура | 1600°С |
| Количество, требуемое на 1000 кв. м. | 200 кг |
Химический анализ (%) Физические свойства
| Al2O3 | 25.50 | Насыпная плотность (кг/м3) | ||
| SiO2 | 69.00 | Высушен при 110°С | - | |
| CaO | <0.50 | |||
| Fe2O3 | <1.50 | Предел прочности при сжатии в низких температурах (МН/м2) | ||
| TiO2 | <1.25 | Высушен при 110°С | - | |
| MgO | <0.75 | Обожжен при 1600°С | - | |
| Na2O | 2.45 | |||
| K2O | <2.00 | Непрерывное линейное изменение | ||
| Cr2O3 | <0.50 | После обжига в течение 3 часов при 1600°С | - |
В жестких рабочих условиях в реакторе автотермического риформинга (АТР) горелка с конструктивными недостатками может привести к сокращению срока службы оборудования и снижению эксплуатационной безопасности.
Потолочные горелки вертикального горения имеют округленную и карандашообразную форму пламени. Данная форма образуется в связи с наличием множество сопел (в общем количестве от 7 до 9 штук) направленные в различные направления: вертикально, горизонтально и под углом. Уникальная форма пламени, создаваемая горелками, устраняет вероятность прямого попадания пламени на дорогостоящие реакционные трубы, что повысит срок службы центробежно-литых труб и срок эксплуатации катализатора первичного риформинга.
Каждое боковые сопло (staged gas tips) имеет четыре отверстия с разными диаметрами:
Центральное сопло (premix gas tips) имеет одно отверстие:
Надо отметить, что эффективная и надежная конверсия сырья оказывает существенное влияние на экономические показатели установки. Эффективность горелки оценивается по следующим параметрам:
Горение протекает при недостатке воздуха в турбулентно-диффузионном пламени, необходимо интенсивное смешивание для предотвращения образования сажи.
Температура ядра пламени может превышать 3000°C, поэтому очень важно свести к минимуму передачу тепла через тепловое излучение от пламени и горячего циркулирующего газа к соплу горелки.
Это достигается путем хорошего смешения окислителя и углеводородного сырья (метана) и равномерного его распределения. Усовершенствованная конструкция горелки позволяет добиться нужного эффекта путем обеспечения нескольких основных потоков и второстепенных подпотоков смеси в сопло горелки, гарантируя отличное смешение, а также улучшая охлаждение сопла.
Кроме того, для сопла используются сплавы с высокой термостойкостью, например, 304SS.
Необходимо также отметить, что при избытке воздуха происходит нежелательное охлаждение печи, а для ее нагрева (то есть для сжигания избыточного воздуха внутри печи) расходуется дополнительное количество природного (топливного) газа. Конструкция потолочной горелки позволяет избежать попадания излишка воздуха, что особенно чревато в зимнее время, и тем самым ведёт к экономии природного газа.
С другой стороны, нехватка воздуха в зоне горения ведет к излишнему нагреванию деталей, к уменьшению его жизненного цикла, а также к неполному возгоранию топливного газа с образованием нежелательных газов (NOx), что также ведет к его расходу.
При высоких температурах (выше 500С) в печи риформинга могут образоваться зоны пламени, где кислород может взаимодействовать с азотом воздуха, образуя при этом оксид азота (NOx). Во избежание образования оксид азота (NOx) необходимо ступенчатое сгорание топлива. Конструкция горелок позволяет постепенное сгорание топливного газа, что предотвращает возникновение высокотемпературных зон пламени в печи. Более того, труба Вентури и воздушный барабан горелок, а также процесс завихрения, образовываемый различными соплами, создают идеальное смешение смеси «газ-воздух» и обеспечивают «мягкие» условия на всех перифериях пламени, тем самым избегая появлений высокотемпературных зон в печи и устраняя образование NOx и CO.
В связи с этим, горелки сконструированы таким образом, что дополнительный воздух точечно подается в самые горячие зоны горения, где необходимо большое количество кислорода для горения. Таким образом, снижение выбросов во время эксплуатации печи риформинга и экономия топливного (природного) газа достигается в первую очередь идеальным смешением газ-воздух.
Одной из основных отличительных черт горелок является то, что при необходимости (например, при малых загрузках труб риформинга или при давлении ниже 1,1 кг/см2 или температуре ниже 800С) есть возможность отключить центральное сопло (premix gas tips) горелки и эксплуатировать только два боковых сопла (staged gas tips). Это, в свою очередь, приведёт к существенной экономии топливного газа.
Также имеется возможность точечно настроить воздушные заслонки горелки. Если она находится перед заглушенными трубами риформинга.
Тепловая мощность каждой горелки можно настраивать по потребности, что также ведет к экономии ресурсов:
Если в качестве топливного газа применяется смесь природного и других газов (например, хвостового), то при расчете тепловой мощности одной горелки в диаграмме используется красная кривая. Если применяется чистый природный газ (метан), то синяя кривая.
Таким образом эксплуатация горелок в печи риформинга оптимизирует процесс горения в целом и гарантирует:
Инженеры проконсультируют или предоставят дополнительную техническую информацию по предлагаемым факельным установкам для производства аммиака и метанола.
Ваши запросы на факельные установки для производства аммиака и метанола просим присылать в технический департамент нашей компании.
Технический департамент: info@intech-gmbh.ru, тел. +7 (499) 261-08-45.
Центральный сайт компании Интех ГмбХ
Филиал компании в Казахстане – ТОО "Интех СА"
