I fornitori di torce raccomandano che il vapore di raffreddamento sia sempre fornito all'apparecchiatura di iniezione del vapore sulle punte di torcia assistite da vapore. Tuttavia, la nomenclatura di "vapore di raffreddamento" descrive correttamente solo un aspetto di questo flusso di vapore. Il vapore non solo protegge termicamente l'apparecchiatura di iniezione del vapore nella zona ad alto calore vicino all'uscita della punta, ma garantisce anche che le tubazioni di alimentazione del vapore rimangano riscaldate, impedendo la formazione di condensa durante i grandi aumenti di portata del vapore. Purtroppo, durante i periodi di bassa portata di gas al sistema di torcia (modalità di standby, solo spurgo o piccola portata continua) il vapore di raffreddamento può ridurre l'efficienza di distruzione degli idrocarburi del sistema di torcia.
Attualmente la Texas Commission on Environmental Quality (TCEQ) sta esaminando i dati dei test sulle torce commissionati dall'Università del Texas nel 2010. Recenti osservazioni sul campo da parte del TCEQ hanno rivelato quella che sembra essere una scarsa efficienza di distruzione della torcia da parte di alcune torce assistite da vapore e aria quando funzionano in condizioni di turndown. Utilizzando telecamere a infrarossi specializzate, sono stati rilevati idrocarburi incombusti provenienti da sistemi di torce gestiti in modo improprio. Nonostante questi risultati, gli esperti del settore ritengono che il corretto funzionamento delle torce esistenti possa garantire un'efficienza di distruzione molto elevata anche in condizioni di turndown. Tuttavia, per soddisfare i requisiti di efficienza di distruzione con i sistemi di torcia esistenti a basse portate di gas, sarà necessaria una formazione più chiara e dettagliata per il personale operativo di questi impianti.
Obiettivo
L'obiettivo primario della ricerca sulla torcia a vapore Zeeco è stato quello di testare gli attuali progetti di punte di torcia assistite da vapore Zeeco per la distruzione e l'efficienza di rimozione degli idrocarburi mentre si spara alle velocità di gas di spurgo raccomandate dall'American Petroum Institute (API) 521 con vapore iniettato alle velocità di vapore di raffreddamento raccomandate da Zeeco. Un obiettivo secondario era quello di sviluppare una relazione tra il design della punta della torcia, il potere calorifico inferiore (LHV) combinato del vapore e del gas di spurgo e l'efficienza di distruzione e rimozione degli idrocarburi.
Test
I test sono iniziati il 18 luglio 2011 e sono durati cinque giorni. Le misurazioni delle condizioni ambientali sono state effettuate da Air Hygiene prima dell'inizio dei test per essere utilizzate come controllo delle letture di fondo dei livelli di carbonio nella struttura.
I test si sono svolti in tre fasi.
Fase 1: Verifica delle linee guida stabilite
Fase 2: Regolazione del piano di test e formulazione di ipotesi
Fase 3: Verifica dell'ipotesi LHV
Risultati e conclusioni
Zeeco ha imparato che, mentre l'iniezione costante di vapore (vapore di raffreddamento) fornisce protezione termica alle apparecchiature di iniezione di vapore, un'iniezione impropria di vapore può creare degli svantaggi. Sebbene il vapore sia parte integrante del mantenimento dell'integrità dei componenti della torcia, un uso improprio può diventare un ostacolo alla distruzione e all'efficienza di rimozione degli idrocarburi. Sono molti i fattori da considerare quando si utilizza il vapore per la combustione. Da questa ricerca, Zeeco ritiene che una combustione adeguata non sia possibile quando si utilizza il gas di spurgo specificato da API 521 e le attuali velocità di raffreddamento del vapore.
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