Negli ultimi 10 anni Saudi Aramco ha sviluppato e brevettato una tecnologia di combustione senza fumo che utilizza aria supersonica ad alta pressione per fornire una combustione senza fumo. Questa tecnologia, chiamata High Pressure Air Assist System (HPAAS), è stata sviluppata attraverso un ampio processo di ricerca e sviluppo, utilizzando la modellazione CFD e test di combustione su scala reale. I sistemi HPAAS sono stati installati in decine di impianti di Saudi Aramco, creando razzi a combustione pulita dove un tempo il fumo riempiva i cieli.
La maggior parte di queste unità è in funzione ininterrottamente da oltre un anno, il che ha fornito un metodo per determinare l'efficacia e l'affidabilità del sistema. Un'ampia gamma di dimensioni e condizioni operative in questi cantieri ha fornito una buona base per il confronto dei sistemi. Sulla base delle informazioni raccolte dagli operatori sul campo, il presente documento analizza i successi e i problemi riscontrati con le punte delle torce, i sistemi di erogazione dell'aria e i compressori d'aria per impieghi gravosi utilizzati nella progettazione, nonché eventuali problemi legati all'installazione o alla modifica delle torce esistenti. Vengono inoltre discussi i miglioramenti, le limitazioni e le modifiche future.
Perché è richiesto l'HPAAS?
Circa 10 anni fa, il personale di Saudi Aramco si è reso conto del fumo sgradevole che veniva prodotto continuamente da molti dei suoi sistemi di torce. La presenza di questo inquinamento costante e visibile peggiorava la percezione pubblica di Saudi Aramco e dell'industria energetica in generale. L'azienda ha iniziato a cercare una tecnologia che aiutasse a ripulire i fumi e a dimostrare l'impegno di Saudi Aramco per una produzione energetica sicura, affidabile e responsabile. La soluzione doveva funzionare in modo efficiente, eliminare i fumi ed essere conveniente. Dopo un'indagine approfondita delle tecnologie senza fumo disponibili sul mercato, hanno scoperto che nessuna di esse era adatta alla loro applicazione.
Componenti e funzionamento
I componenti principali di un sistema HPAAS comprendono una punta di torcia con ugelli supersonici per l'iniezione dell'aria, una linea di alimentazione dell'aria sul camino di torcia (normalmente di diametro pari a 2" o 3"), un sistema di controllo del flusso, un serbatoio di ricezione dell'aria e un compressore d'aria. In alternativa, in alcuni casi il sistema può essere alimentato anche con l'aria della strumentazione dell'impianto esistente.
La punta di brillamento HPAAS comprende una punta di brillamento a botte con un ampio parabrezza. Nello spazio tra il parabrezza e la canna della torcia è montato un collettore di iniezione d'aria ad alta pressione. Il collettore d'aria comprende ugelli supersonici diretti verso l'alto in direzione della zona di combustione all'uscita della punta del razzo. La Figura 3 mostra i componenti principali di una torcia HPAAS.
Conclusioni
L'HPAAS ha dimostrato di essere una tecnologia molto utile per le applicazioni di retrofit delle torce di servizio esistenti. Riempie una nicchia che altre tecnologie non sono state in grado di colmare in modo tempestivo ed economico. L'HPAAS continuerà a essere una tecnologia utile per questo tipo di applicazioni e, con i miglioramenti apportati alla tecnologia, sarà utilizzata in molte altre applicazioni.
Scarica il documento tecnico