Виталий Ходаковский

Факельные системы

Recommended Posts

E=0,048*M^0.5

М - молекулярная масса, кг/кмоль.

И еще одна

E=0,2*(Qн*26,9/900)^0.5

Qн - теплота сгорания.

Позже выложу скан, с работы что-то не получается.

Share this post


Link to post
Share on other sites
E=0,048*M^0.5

М - молекулярная масса, кг/кмоль.

И еще одна

E=0,2*(Qн*26,9/900)^0.5

Qн - теплота сгорания.

Позже выложу скан, с работы что-то не получается.

нет я имею ввиду формулу расчёта теплового излучение факела по которой определяется стерильная зона, или это она и есть?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Общее тепловыделение Q=G*Qн

где Qн - низшая теплота сгорания, МДж/кг.

G - расчетное количество сбрасываемого на факел газа, кг/ч .

Fluor, Вы об этом?

Share this post


Link to post
Share on other sites

меня интересует формула где имеется связь между высотой факела и тепловым излучением от пламени, а также где в ней или в другой формуле вы используете Е -коэффициент лучистой энергии для расчёта высоты факела. если есть норматив и где там указано как это считать можете эту страницу выложить? я хочу сравнить с API 521.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Высота факела, при отсутствии ветровой нагрузки

H=(E*Q/(4*П*q)-x^2)^0.5+h-z,

где Q - общее тепловыделение, кВт

Е - коэффициент излучения

П - число пи

q - теплонапряженность, кВт/м2

x - расстояние от факельного ствола, м

h - высота объекта, м.

Z - расстояние от центра излучения пламени до верха ствола, м;

Share this post


Link to post
Share on other sites

По API 521:

K(x,z)= (tau*F*Q)/(4*pi*D^2)

K - тепловое излучение пламени, KW/m2

tau - коэффициент пропускания среды (атмосфера)

F - фактор излучательной способности пламени

Q - количество выделяемого тепла, KW

D- расстояние от центра пламени до точки интереса, по закону Пифагора определяется

D= ((X-Xc)^2 + (Z-Zc-h)^2)^0.5

Xc - расстояние от факела до центра пламени (по ветру)

Zc - высота от центра пламени до оголовка факела

h - высота факела от земли до оголовка

X -Xc - расстояние от точки пламени до точки интереса по оси X

Z-Zc-h - рассотяние от центра пламени до земли по оси y

в принципе формулы схожи, но для коэффициента E или по нашему F мы используем значения 0.3 для C3-C4, 0.4 для C5 и выше.

Share this post


Link to post
Share on other sites
меня интересует формула где имеется связь между высотой факела и тепловым излучением от пламени, а также где в ней или в другой формуле вы используете Е -коэффициент лучистой энергии для расчёта высоты факела. если есть норматив и где там указано как это считать можете эту страницу выложить? я хочу сравнить с API 521.

1. Связку см. приложение в ПБ (прилагаю)

2. Говорят они как я понял о коэффициенте излучения пламени (Emissivity Values for Flared Gases, fraction of heated radiated), копию значений такого коэффициента от вендеров по данным GPSA (прилагаю)

3. В API этот коэф-т есть для отдельных газов по данным горного бюро (pages 41-42 API RP 521-1997)

4. Формулы, которые они дают рассчитывают тотже коэф-т, но для газов с малым М схождение еще более-менее, а для больших М все становится совсем "кисло". Коэффициент полученный по такой формуле, кроме прочего, не учитывает реальных условий сжигания. По данным API RP 521-1982 реальный коэффициент на 30% ниже теоретического и имже ранее рекомендовалось брать например для метана = 0,7х0,2, пропана и более тяжелых 0,7х0,3.

ПБ_03_591_03.doc

GPSA_DATA.pdf

Share this post


Link to post
Share on other sites
1. Связку см. приложение в ПБ (прилагаю)

2. Говорят они как я понял о коэффициенте излучения пламени (Emissivity Values for Flared Gases, fraction of heated radiated), копию значений такого коэффициента от вендеров по данным GPSA (прилагаю)

3. В API этот коэф-т есть для отдельных газов по данным горного бюро (pages 41-42 API RP 521-1997)

4. Формулы, которые они дают рассчитывают тотже коэф-т, но для газов с малым М схождение еще более-менее, а для больших М все становится совсем "кисло". Коэффициент полученный по такой формуле, кроме прочего, не учитывает реальных условий сжигания. По данным API RP 521-1982 реальный коэффициент на 30% ниже теоретического и имже ранее рекомендовалось брать например для метана = 0,7х0,2, пропана и более тяжелых 0,7х0,3.

да... ПБ какое-то маленькое. В API по этому делу три основных стандарта и несколько дополнительных. По поводу F или E фактора, здесь я прилагаю данные взятые с API 521 в редакции 2007 года. Что говорит сам API по этому поводу " данные взяты из горного бюро США и применимы для дозвуковых факелов. Если размер частиц жидкости более 150 микрон, то коэффициенты должны быть несколько увеличены." В таблице которую я приложил даны коэффициенты для индивидуальных газов в зависимости от диаметра горелки. Выше я указал для тяжёлых УВ коэффициент 0.4 это может быть применимо и для бензина (данные я взял из стандартов Chevron- наш постоянный клиент). Также API говорит что F значение эмпирическое и нет какой то общей формулы, каждый изготовитель имеет свой метод расчёта его значения для своих горелок, поэтому по нормальному если делать то нужно лишь определить его приблизительно, а потом отправить данные по сжигаемому газу на факеле вендору который будет их считать уже более серьёзно исходя из своих собственных экспериментальных данных.

F_factor.doc

Share this post


Link to post
Share on other sites
да... ПБ какое-то маленькое. В API по этому делу три основных стандарта и несколько дополнительных. По поводу F или E фактора, здесь я прилагаю данные взятые с API 521 в редакции 2007 года. Что говорит сам API по этому поводу " данные взяты из горного бюро США и применимы для дозвуковых факелов. Если размер частиц жидкости более 150 микрон, то коэффициенты должны быть несколько увеличены." В таблице которую я приложил даны коэффициенты для индивидуальных газов в зависимости от диаметра горелки. Выше я указал для тяжёлых УВ коэффициент 0.4 это может быть применимо и для бензина (данные я взял из стандартов Chevron- наш постоянный клиент). Также API говорит что F значение эмпирическое и нет какой то общей формулы, каждый изготовитель имеет свой метод расчёта его значения для своих горелок, поэтому по нормальному если делать то нужно лишь определить его приблизительно, а потом отправить данные по сжигаемому газу на факеле вендору который будет их считать уже более серьёзно исходя из своих собственных экспериментальных данных.

Да ПБ мягко говоря "скромные" по содержанию. Во многом они еще и бестолковые. Хотя повторюсь, что физический смыл одинаков.

А по поводу расчета с вендорами согласен на 100%. У нас такая же практика.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Основные аварийные ситуации следующие:

  • выкидная линия с вашими продуктами из колонны заблокирована (здесь нас интересует в основном линия со шлемовым газом)
  • ситуация пожара вблизи вашей колонны
  • останов установки и сброс вручную газообразных продуктов на факел (для этого случая вам не надо считать ППК, но нужно просчитать сколько паров углеводородов будет сброшено на факел, в большинстве случаев меньше чем в первых двух случаях)

Share this post


Link to post
Share on other sites
OK, начнём краткий курс...

Основные аварийные ситуации следующие:

  • выкидная линия с вашими продуктами из колонны заблокирована (здесь нас интересует в основном линия со шлемовым газом)
  • ситуация пожара вблизи вашей колонны
  • останов установки и сброс вручную газообразных продуктов на факел (для этого случая вам не надо считать ППК, но нужно просчитать сколько паров углеводородов будет сброшено на факел, в большинстве случаев меньше чем в первых двух случаях)

То есть по первой аварийной ситуации: согласно базовому проекту по материальному балансу у меня в колонну входит 100 т/ч нефтепродукта, а верхом уходит 60 т/ч , то расчетное количество сбросов составит 60 т/ч?

По третьей аварийной ситуации: прекращаю подачу сырья в колонну, отглушаю шлемовую линию и смотрю сколько испариться при однократном испарении и это количество будет расчетным количеством сбросов?

А как определить количество сбросов при пожаре около колонны?

Если не прав поправьте...

Share this post


Link to post
Share on other sites
То есть по первой аварийной ситуации: согласно базовому проекту по материальному балансу у меня в колонну входит 100 т/ч нефтепродукта, а верхом уходит 60 т/ч , то расчетное количество сбросов составит 60 т/ч?

По третьей аварийной ситуации: прекращаю подачу сырья в колонну, отглушаю шлемовую линию и смотрю сколько испариться при однократном испарении и это количество будет расчетным количеством сбросов?

А как определить количество сбросов при пожаре около колонны?

Если не прав поправьте...

Лучше если напишешь в личку. Здесь при всех это обсуждать я не собираюсь.

Для начала мне нужно знать конкретно что за колонна (атмосферная перегонка?) почему бензин с верха идёт, а не газ (какая фракция выкипает на верху?). Если есть чертёж можно от руки с местом где стоит ППК (на колонне или на рефлюксной ёмкости?). Если как ты говоришь с верха уходит 60 т/ч нужно ещё учесть что у тебя часть от этих 60 т/ч сконденсируется в факельном коллекторе.

3-ий случай это режим останова установки, у тебя из 60т/ч нефтепродуктов на факел уйдёт меньше половины или возможно полная конденсация в рефлюксной ёмкости, я точно не могу сказать так как не знаю схемы и у меня нет компонентного состава. Как я говорил этот случай менее важный чем первые два, обычно он используется когда есть в колонне УВ газы которые никак не сконденсируются в рефлюксной ёмкости и должны быть стравлены на факел.

Первые два случая это по нормам API, ASME, NFPA (американский пожарный надзор) какие требования по российским нормам я не знаю мы имим не пользуемся. По тем нормам я могу подробно объяснить в личке, только нужно помнить что методы расчёта ППК по ним будут отличаться от российских. В общем более подробно о том как считать факельные установки по личной переписке.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Здравствуйте. На газопровод ду 25 устанавливается факед ду 15 для сжигания синтез газа. Состав газа Кислород Метан Водород Угарный газ. Концентрация этих компонентов может достигать 50 процентов. Установка для получения кустарная поэтому хотелось бы учесть безопаснть по максимуму. Какую арматуру надо установить на свече что бы безопасно сжигать этот газ? и Какой высоты должна быть свеча? Давление низкое.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Здравствуйте. На газопровод ду 25 устанавливается факед ду 15 для сжигания синтез газа. Состав газа Кислород Метан Водород Угарный газ. Концентрация этих компонентов может достигать 50 процентов. Установка для получения кустарная поэтому хотелось бы учесть безопаснть по максимуму. Какую арматуру надо установить на свече что бы безопасно сжигать этот газ? и Какой высоты должна быть свеча? Давление низкое.

так сразу трудно ответить... во-первых что значит какую арматуру установить что бы сжигать газ, здесь имеется ввиду предохранительный клапан, или что то ещё? Высота факела, размер коллектора и т.д. зависит от того сколько у вас газа будет сжигаться, вобщем многие эти вопросы уже обсуждались ранее.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Дело в том что я с этим неразу не сталкивался поэтому даже не представляю какое оборудование нужно для того что бы спроектировать факел и построить. Установка кустарная. Расход Газа небольшой максимум 6 м3/ч. Состав газа водород около 20 % Кислород 5 % Метан около 16 % СО2 около 40 %. Нужно что бы этот газ сжигался через факел (самый простой) и что бы соблюсти все меры безопасности. Хотел бы услышать совет чем комплектовать и на какие моменты обратить внимание. Что бы как говориться небыло БУХ!

Share this post


Link to post
Share on other sites
Дело в том что я с этим неразу не сталкивался поэтому даже не представляю какое оборудование нужно для того что бы спроектировать факел и построить. Установка кустарная. Расход Газа небольшой максимум 6 м3/ч. Состав газа водород около 20 % Кислород 5 % Метан около 16 % СО2 около 40 %. Нужно что бы этот газ сжигался через факел (самый простой) и что бы соблюсти все меры безопасности. Хотел бы услышать совет чем комплектовать и на какие моменты обратить внимание. Что бы как говориться небыло БУХ!

Поставьте свечу рассеивания, нормы для такого как у Вас газа этого не запрещают. Будет дешево и сердито. Главное правильно свечу посчитайте. Расчет свечи в ПБ 03-591-03.

Факел будет очень-очень дорог для вашего случая.

Share this post


Link to post
Share on other sites

а гидрозатвор надо ставить? а то мне кажется смесь взрывоопасная.

Share this post


Link to post
Share on other sites
а гидрозатвор надо ставить? а то мне кажется смесь взрывоопасная.

Кажется? Посчитайте!

Гидрозатвор. Не помешает, ставьте! А еще можно молекулярный затвор поставить. И .....А надо?

Поставьте свечу со сбросом в безопасное место (вообщем смотри ПБ 03-591-03). На всякий случай, особенно если есть постоянный сброс, можно поставить огнепреградитель типа ОП (думаю хватит и ОП50, но все зависит от производительности она для ОП указана в каталогах).

Удачи, Кулибины smile.gif

Share this post


Link to post
Share on other sites

Есть программа для расчета факельных установок FUGAZ-H на сайте www.fz0.ru . Рекомендую. удобная прога.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Подниму тему, есть некоторые вопросы, надеюсь получить хоть какую нибудь информацию.

1)Есть общий факельный коллектор, в который сводятся трубопроводы с СППК различных нефтегазосепараторов. Согласно ПБ "Сосуды под давлением", сепараторы защищаются на 1,15 от расчетного заводского давления. Так получилось, что на проектируемом объекте собраны сепараторы различных расчетных давлений (от 6 до 10 кгс/см2), то есть давление открытия сбросных клапанов тоже разное, от 6,9 до 11,5 кгс/см2.

Каким образом посчитать давление в общем факельном коллекторе? (чтобы правильно его опрессовать и тд и тп.).

На основе различной информации , добытой в сети, давление в факельном коллекторе обычно принимается не более 1 кгс/см2 (причем пишут, что такое давление СРАЗУ после СППК), каким образом это считают?

____________________________________________________________

_______________________________

2)Как правильно подтвердить расчетом, что диаметр общего факельного коллектора подобран верно? Есть несколько профессиональных программ, которые просто считают диаметр трубопровода, изходя из длинны трассы, количества среды и входного/выходного давления.

Реально ли посчитать диаметр в таких программах, и какое давление задавать перед самим факелом?

____________________________________________________________

____________________________________

3)Из технологической схемы видно, что устройства , находящиеся до сепараторов, не допускают превышения давления самой рабочей среды на вход в сепаратор, тогда согласно тому же ПБ "Сосуды под давлением", сепаратор защищается от превышения давления среды, находящейся в нем, при перегреве, или атмосферном нагреве.

Каким образом собственно посчитать количество газа или жидкости, которое образуется в сепараторе за счет повышения температуры и соответственно сбросится через СППК (Вопрос конечно не к месту, ну так, для общего развития, может кто подкинет инфы).

Спасибо.

Share this post


Link to post
Share on other sites

То Лукас Лева

glare.gif даже из Ботсваны специалисты есть на форуме. Популярность растет.

Теперь по сути.

1. Вы заблуждаетесь (впрочем как и многие другие специалисты) в положениях ПБ. В ПБ сказано, что не должно превышаться расчетное давление на 15%.

Что бы правильно понимать требования ПБ надо знать положения ГОСТ 14249-89 "Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность", ГОСТ 12.2.085-83 (ныне 12.2.085-2002, но внятно понять поможет именно 83 года, т.к. 2002 года противоречив) "ССБТ. Сосуды работающие под давлением. Клапаны предохранительные", ГОСТ 12532-88 "Клапаны предохранительные прямого действия. Основные параметы".

Не вдаваясь в подробности попробую пояснить на пальцах. Имеется ввиду повышение давления в сосуде при срабатывании ПК. Для ПК типа СППК, например, пр-ва Благовещенского завода, имеется повышение давления при работе ПК именно на 15%.

Т.е. если ПК настроен, например, на 10 кгс/см2 и сбрасывает среду в атмосферу, то при работе ПК давление в сосуде может вырости до 10х1,15=11,5 кгс/см2.

Теперь к 15% и ГОСТ 14249-89. Так вот этот ГОСТ говорит, что ни при каких услових превышение давления выше расчетного в сосуде не может быть более 10%. Как видно есть противоречее 10 и 15%. Решение очень простое, ПК настраивается так, чтобы наращивая давление "под собой" не превысить расчетное давление в сосуде более чем на 10%. Нехитрая математика показывает, что давление настройки составит Ррас/1,035. Если в системе сброса есть противодавление, то учитываем его. Для общих ФС по ПБ 03-591-03 должно быть 1 кгс/см2.

Правда "новый" ГОСТ 12.2.085-2002 разрешает превышать и на большее чем 10%, если это оговорено в расчете сосуда (если такое есть то настраивайте смело на расчетное давление как и требует ГОСТ 12.2.085-2002).

Тогда для вашего примера:

сосуд с давлениями: расчетное Ррас=6 кгс/см2 - настройки Рн=5,7 кгс/см2, настройка на открытие (настройка на стенде со сбросом в атмосферу за минусом расчетного противодавления) Рн.о.=4,7 гс/см2.

сосуд с давлениями: расчетное Ррас=10 кгс/см2 - настройки Рн=9,6 кгс/см2, настройка на открытие (настройка на стенде со сбросом в атмосферу за минусом расчетного противодавления) Рн.о.=8,6 кгс/см2.

Более подробно порядок настроек и разъяснения к давлениям описаны в РД ДОАО "Центральное конструкторское бюро нефтеаппаратуры" (ЦКБН) Завтра с прийду на работу и выложу.

Обращаю внимание, что для "импортных" ПК, как правило повышение давления не превышает 10%, а также, что СППК при давлении настройки 60 и выше кгс/см2 имеет теже 10%, т.е. никаких заморочек нет и Рн=Ррас.

2. Диаметр подтверждается расчетом гидравлики. Критерии - допустимая потеря давления и предельно допустимая скорость. Допустимая потеря давления для общей ФС - 1 кгс/см2 при этом потеря на установке не должна превышать 0,2 кгс/см2, на МЦК (включая собственно факел) - 0,8 кгс/см2. Для ФС отдельной, специальной - допустимая потеря определяется только принятыми условиями (вообщем см. ПБ или пояснения к расчетам ФС по API или другие документы которое приведены выше по ветке - разбирайтесь).

Давление перед факелом - для предварительных расчетов можно задаться гидростатическим, далее с учетом данных вендора на факельную установку, т.к. оно (давление) будет зависеть и от сепаратора, и затвора, и оголовка.

3. Там же у ЦКБН (см.п.1), если аппарат РФ. Если "импорт" см.пояснения например в GPSA DATA-Book (ссылки выше). Подходы принцпиально идентичны, но расчетные условия разные. Также все же разберитесь от чего защищаете. Как я понял из написанного Вами, то надо защищать и от источника и от "пожара" - т.е. продукт поступает в сепараторы из системы с расчетным давлением выше, чем расчетное давление сепараторов и к тому же сепараторы могут отключаться. Расчет "по источнику" предполагает больше знаний (клапан-регулятор, максимальный возможный перепад на клапане, Cv (Кv) параметры и свойства сред....)...

Удачи!

(прошу прощения за опечатки-пропуски, заедает "клава")

Share this post


Link to post
Share on other sites

Vitaly_7777 !

Спасибо за разъъяснения.

По пункту 1 мне все понятно,про клапана, расписано все ясно и подробно, также буду очень рад получить от Вас "Более подробно порядок настроек и разъяснения к давлениям описаны в РД ДОАО "Центральное конструкторское бюро нефтеаппаратуры" (ЦКБН)".

Но для меня все таки не понятно, почему давление для общих ФС по ПБ должно быть 1 кгс/см2 (противодавление?) ? ПБ перечитано от корки до корки, но фразы про давления там к сожалению нет. Меня интересупет давление которое будет в ФС во время сброса. То есть что бы взят и опресовать коллектор на 1,5 от Р рабочего допустим (к примеру)

Сейчас к сожалению я не на работе, но помню, что ФС по ПБ делятся на Общие, специальные и открытые чтоли.

Каковы критерии деления? Например в свою ФС в один коллектор я свожу все сбросы с СППК и тудаже газ со второй ступени сепарации.

По ВНТП 3-85 я вычитал что если оборудование работает при давлении больше 1 кгс/см2 и газ с таким давлением и выше сбрасывается на факел, то ФС являтся системой высокого давления, если нет- то низкого, то еть моя ФС- высокого давления.

__________________________________________________________

По 2 пункту опять таки всплыл ряд вопросов.

В том то идело что в ПБ не указано какое начальное и конечное давление принять(

Моя программа считает таким образом. Я должен ввести начальное давление, длинну трассы, и расход среды, конечное давление (перед самым факелом). и программа выдаст мне диаметр.

Вот тут то и начинается пляска. Во первых я не знаю какое начальное давление ввести. Более того, у меня их целая куча, а именно: 6 кгс/см2 с одних аппаратов, 10 кгс/см2 с других аппаратов и 3 кгс/см2 - давлени газа на постоянное сжигание.? Соответственно я и не знаю конечное давление (перед факелом).

____________________________________________________________

___________

По п 3, я разобрался от чего защищаю . Вот смотрите, допустим СППК сработал, и сбросил в общий факельный коллектор n-нное количество кубов газа.

Как мне узнать какое количество газа этот СППК будет сбрасывать в час (что бы в дальнейшем допустим, умножить на 1,25 от самого большого сброса и посчитать ФС,)

Жду Вашего мнения, спасибо.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Читаем ПБ 03-591-03 - п.3.12, "термины и определения" (в конце после приложения 6).

Деление на ВД и НД предусмотрено только разного рода отраслевыми РД, ВНТП и т.д. и предусмотрено для специальных и отдельных систем. что не всегда корректно согласуется с ПБ.

Например у нас в газопереработке было принято: НД- до 16 кгс/см2, ВД - более, но также есть и общие и специальные системы НД для складов и др.

По п.2 и3. Извините, но курс по факельным системам я проводить не буду, для этого есть нормативы, рекомендации, голова (Ваша) и опыт (ранние наработки инженеров, которые по-видимому, что то в ФС понимали).

РД51_0220570_2_93.pdf

Share this post


Link to post
Share on other sites

Vitaly_7777.

Большое спасибо за РД!

Наверно я задал сразу слишком много вопросов )

Имею на руках Flarenet 2006 Aspen.

Еще не совсем разобрался, проблема в отсутствии собственно описания работы в программе, примеров.

Не подскажите где добыть таковое описание?

Спасибо.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.