طراحی و ساخت سیستم فلر

سیستم فلر (Flare) چیست؟
سیستم فلر یک دستگاه ایمنی است که در پالایشگاه‌های نفت و کارخانه‌های پتروشیمی برای سوزاندن هیدروکربن‌های اضافی استفاده می‌شود. این هیدروکربن‌ها می‌توانند در طول عملیات عادی، راه‌اندازی(startup)، خاموش شدن (shutdown) یا شرایط اضطراری آزاد شوند. هدف اولیه سیستم فلر، دفع ایمن این گازهای قابل اشتعال با احتراق آنها است و در نتیجه از خطرات احتمالی مانند انفجار یا آتش سوزی جلوگیری می‌کند.

اهداف کلیدی سیستم فلر
۱. ایمنی: حفاظت از پرسنل، تجهیزات و محیط زیست با سوزاندن ایمن گازهای اضافی
2. حفاظت از محیط زیست: به حداقل رساندن انتشار هیدروکربن‌های نسوخته در جو
3. تداوم عملیات: به پالایشگاه اجازه می‌دهد تا در هنگام خرابی بدون تخلیه گازهای خطرناک به کار خود ادامه دهد
اجزای سیستم فلر (Flare)
سیستم فلر شامل چندین جزء کلیدی است که هر یک نقش حیاتی در عملکرد آن ایفا می‌کنند:

Flare Stack

استک فلر ساختار عمودی است که در آن احتراق گازها انجام می‌شود. برای اطمینان از احتراق مداوم گازها، معمولا مجهز به مشعل پیلوت است. ارتفاع فلر استک به گونه‌ای طراحی شده است که محصولات احتراق را به طور ایمن از محل کار پراکنده کند.

Flare Tip

نوک فلر که در بالای استک فلر قرار دارد، اختلاط موثر گاز با هوا را برای احتراق کامل تضمین می‌کند. همچنین با افزایش تلاطم جریان گاز به کاهش تشکیل دود کمک می‌نماید.

Pilot Burners

مشعل‌های پیلوت منبع احتراق اولیه گازهای فلر را فراهم می‌کنند. آنها طوری طراحی شده‌اند که تحت هر شرایطی روشن بمانند تا اطمینان حاصل شود که مشعل همیشه آماده احتراق گازهای آزاد شده است.

سیستم تزریق بخار ( Steam Injection System)

برخی از سیستم‌های فلر از تزریق بخار برای افزایش راندمان احتراق و کاهش دود استفاده می‌کنند. بخار به ترکیب موثرتر هوا و گاز کمک می‌کند و دمای منطقه احتراق را افزایش می‌دهد.

جدا کننده دو فازی (KnockOut Drum)

ناک اوت درام ظرفی است که هیدروکربن‌های مایع را قبل از رسیدن به استک فلر از جریان گاز جدا نموده و از انتقال مایع جلوگیری می‌کند، که می‌تواند باعث آسیب نوک فلر یا احتراق ناقص شود.

سیستم لوله کشی (Piping System)

سیستم لوله کشی گازهای اضافی را از واحدهای مختلف فرآیند به استک فلر منتقل می‌کند که شامل هدرها، خطوط انشعاب و شیرهایی است که برای کنترل گازهای پرفشار و دمای بالا طراحی شده‌اند.

سیستم بازیابی گاز فلر (FGRS)

FGRS گازهایی را که در غیر این صورت شعله ور می‌شدند، جذب و بازیافت می‌کند. این سیستم انتشار گازهای گلخانه‌ای را کاهش و به پالایشگاه اجازه می‌دهد از این گازها به عنوان سوخت یا خوراک استفاده کند.

بهره برداری از سیستم فلر
عملکرد سیستم فلر شامل چندین مرحله است که از دفع ایمن و کارآمد گاز اطمینان حاصل می‌کند:

عملیات عادی

در طول عملیات عادی، مقادیر کمی از هیدروکربن‌ها به طور مداوم به سیستم فلر منتقل می‌شوند. این گازها جمع آوری شده و برای احتراق به استک فلر هدایت می‌شوند. مشعل‌های پیلوت اطمینان حاصل می‌کنند که هر گازی که به نوک فلر می‌رسد بلافاصله مشتعل شود.

راه اندازی و خاموش شدن

در طول راه اندازی و خاموش شدن، ممکن است نیاز به تخلیه حجم زیادی از گازها باشد. سیستم فلر به گونه‌ای طراحی شده که با اطمینان از ظرفیت احتراق کافی و حفظ شعله پیلوت، این بارهای افزایش یافته را تحمل کند.

موقعیت‌های اضطراری

در شرایط اضطراری، مانند خرابی تجهیزات یا اختلال در فرآیند، سیستم فلر عملکرد ایمنی حیاتی را ارائه می‌دهد. شیرهای کمکی و وسایل ایمنی گازهای اضافی را به سیستم فلر هدایت نموده و از فشار بیش از حد و انفجارهای احتمالی جلوگیری می‌کنند.

انواع سیستم فلر
سیستم‌های فلر را می‌توان بر اساس مکان و طراحی آنها دسته بندی کرد:

فلر مرتفع (Elevated Flares)

فلرهای مرتفع رایج ترین نوع هستند که در آن دودکش فلر در بالای سطح زمین قرار می‌گیرد. این طراحی به پراکندگی محصولات احتراق کمک نموده و خطر قرار گرفتن در معرض پرسنل را کاهش می‌دهد.

فلر زمینی (Ground Flares)

فلرهای زمینی در سطح زمین قرار می‌گیرند و اغلب از یک سری مشعل استفاده می‌کنند که به صورت شبکه‌ای چیده شده‌اند. این شعله‌ها معمولا در یک حصار یا مانع برای مهار منطقه احتراق محصور می‌شوند.

فلر محصور (Enclosed Flares)

فلرهای محصور در ساختاری قرار می‌گیرند که حاوی شعله و گازهای احتراق است. این طراحی تاثیر بصری را به حداقل می‌رساند و می‌تواند نویز و تشعشعات گرما را کاهش دهد.