In un rapporto del 2012 del Flare Review Panel dell'EPA, le norme per le torce che tendevano a funzionare al di fuori del loro inviluppo di fiamma stabile sono state ampliate per includere limiti sulla velocità in funzione del potere calorifico netto.
Le normative EPA non consentono attualmente di autorizzare e far funzionare le torce a velocità sonica senza aver prima eseguito test alternativi di limitazione delle emissioni per convalidare le efficienze di distruzione. Le normative vigenti incidono sull'applicazione delle torri di combustione a più punti, poiché queste torri operano a velocità di uscita soniche che superano i requisiti di velocità massima di uscita citati in 40 CFR 60.18 e 40 CFR 63.11(b) e le normative statali applicabili.
Nel corso degli anni, Zeeco ha condotto numerosi test di efficienza di distruzione sulle sue torce soniche multi-punto. Tutti i test hanno dimostrato un'elevata efficienza di distruzione a velocità superiori ai limiti imposti dall'EPA. Lo scopo di questi test, eseguiti presso l'impianto di prova di combustione su scala industriale di Zeecovicino a Tulsa, Oklahoma, era quello di convalidare le punte soniche per un maggior numero di applicazioni, utilizzando una gamma più ampia di gas e condizioni. Il campionamento estrattivo è stato utilizzato per misurare le emissioni del pennacchio di scarico alle pressioni di staging e de-staging. Le concentrazioni di gas estratte sono state utilizzate per calcolare l'efficienza di distruzione delle punte di brillamento soniche a più punti in ciascun punto di prova. Anche con velocità di uscita del gas sonico, le punte per torcia sonica progettate da Zeeco hanno mantenuto un'elevata efficienza di distruzione.
Nonostante le pressioni esercitate dagli utenti finali e dalle autorità di regolamentazione, i test e i risultati dei bruciatori di torcia di Zeecosono stati mantenuti internamente. Questo documento presenterà tali risultati all'industria.
Figura 1 - Installazione tipica di un MPGF
Vantaggi e caratteristiche dei razzi di terra multipunto
Le torce a terra multi-punto (MPGF) derivano il loro nome dalla loro disposizione fisica. In genere, si tratta di un campo di più punte di torcia assistite dalla pressione, montate verticalmente a livello e disposte in fasi che si aprono all'aumentare della pressione a monte (flusso di gas) e si chiudono al diminuire della pressione. Questo concetto di progettazione è lo stesso oggi come quando sono state inventate le MPGF oltre 40 anni fa. Gli MPGF sono spesso scelti per ottenere una combustione senza fumo per il servizio di idrocarburi pesanti con un'elevata pressione disponibile e hanno dimostrato di fornire un funzionamento stabile a velocità soniche per un'ampia gamma di composizioni di gas. Gli MPGF sono utilizzati anche in situazioni in cui il progettista desidera ridurre o eliminare le radiazioni o la fiamma visibile. L'alta pressione viene utilizzata per assistere il gas in modo da ottenere un funzionamento senza fumo per l'intera gamma di capacità di combustione, cosa che può essere difficile da realizzare con altri mezzi di assistenza come aria, gas o vapore a causa degli elevati tassi di assenza di fumo. Ogni bruciatore ha un accesso all'aria senza ostruzioni, consentendo all'impulso dell'alta velocità di uscita del gas di torcia di convogliare l'aria necessaria per la combustione. Gli MPGF sono progettati per fornire le massime prestazioni senza fumo, riducendo al minimo l'impatto delle radiazioni e l'ingombro dell'appezzamento. L'installazione di una recinzione intorno al campo può bloccare la visibilità della fiamma; ciò ha un duplice scopo: ridurre le radiazioni al di fuori dell'area recintata e ridurre la probabilità che le operazioni di brillamento siano fastidiose per il pubblico. La figura seguente è un esempio di una tipica installazione di MPGF.
Figura 2 - Installazione tipica della recinzione MPGF
Un altro vantaggio dell'MPGF è la facilità di accesso per la manutenzione, poiché tutte le attrezzature di stazionamento sono situate a livello e all'esterno della recinzione. Di conseguenza, il personale può accedere alle attrezzature di stazionamento in modo sicuro senza essere colpito da un evento di brillamento. La Figura 2 illustra le attrezzature di stazionamento e l'esterno di una recinzione MPGF.
Conclusione
Le torce a terra multi-punto garantiscono una combustione senza fumo in un'ampia gamma di flussi, composizioni e pressioni, con un impatto minimo sulle comunità circostanti. I test condotti presso la Combustion and Research Test Facility di Zeeco hanno analizzato l'effetto dell'NHV e della velocità di uscita sulla stabilità e sull'efficienza delle punte di torcia assistite da pressione di Zeeco. Tutti i risultati dei test con fiamme stabili dimostrano che le punte di torcia a pressione di Zeecoforniscono un'elevata efficienza di distruzione e rimozione anche a velocità di uscita elevate, superiori agli attuali limiti normativi. I risultati del campionamento estrattivo hanno convalidato le prestazioni del nuovo FlareSentry, che è il pioniere di un metodo pratico di monitoraggio e misurazione dell'efficienza della torcia. Questi test hanno rafforzato il consenso dell'industria sul fatto che le punte di torcia assistite dalla pressione sono in grado di fornire una combustione senza fumo con elevate efficienze di distruzione e rimozione e di combustione in un ampio intervallo di composizioni e pressioni del gas. Le raccomandazioni per i test futuri sono di studiare la stabilità dei VNH più bassi su una gamma di pressioni e velocità di uscita, nonché l'effetto di diversi rapporti tra gas combustibili e inerti. Le normative attuali e future dovrebbero prendere in considerazione tutti i risultati dei test disponibili e consentire l'uso di torce assistite da pressione con velocità di uscita elevate, fino a Mach 1,0 incluso, senza la necessità di eseguire un AMEL.
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