Die Hersteller von Fackeln empfehlen, dass der Dampfeinspritzanlage an dampfunterstützten Fackelspitzen stets Kühldampf zugeführt werden sollte. Die Bezeichnung "Kühldampf" beschreibt jedoch nur einen Aspekt dieses Dampfstroms. Dieser Dampf bietet nicht nur thermischen Schutz für die Dampfinjektionsausrüstung in der Hochtemperaturzone nahe dem Spitzenausgang, sondern dieser Dampfstrom sorgt auch dafür, dass die Dampfzufuhrleitungen beheizt bleiben, wodurch die Bildung von Kondensat bei großen Erhöhungen der Dampfdurchflussraten verhindert wird. Leider kann dieser Kühldampf in Zeiten mit geringem Gasdurchsatz zum Fackelsystem (Standby-, Nur-Spül- oder kleiner kontinuierlicher Durchsatz) die Kohlenwasserstoffzerstörungseffizienz des Fackelsystems verringern.
Derzeit prüft die texanische Kommission für Umweltqualität (TCEQ) Daten aus Fackeltests, die sie 2010 bei der Universität von Texas in Auftrag gegeben hat. Kürzlich durchgeführte Feldbeobachtungen der TCEQ haben gezeigt, dass einige dampf- und luftunterstützte Fackeln beim Betrieb mit Absenkung eine schlechte Zerstörungseffizienz aufweisen. Mit Hilfe spezieller Infrarotkameras wurden unverbrannte Kohlenwasserstoffe aus unsachgemäß betriebenen Fackelsystemen entdeckt. Trotz dieser Ergebnisse sind die Fackel-Experten der Branche allgemein der Meinung, dass bei ordnungsgemäßem Betrieb bestehender Fackeln die Zerstörungseffizienz auch bei Abregelungsraten sehr hoch sein kann. Um jedoch die Anforderungen an die Zerstörungseffizienz bestehender Fackelsysteme bei niedrigen Gasdurchsätzen zu erfüllen, ist eine klarere und detailliertere Ausbildung des Betriebspersonals in diesen Anlagen erforderlich.
Zielsetzung
Das primäre Ziel der Zeeco Dampffackel-Forschung war es, die aktuellen Zeeco dampfunterstützten Fackelspitzen auf ihre Zerstörungs- und Entfernungseffizienz von Kohlenwasserstoffen zu testen, während sie mit den vom American Petroleum Institute (API) 521 empfohlenen Spülgasraten befeuert werden, wobei Dampf mit den von Zeecoempfohlenen Kühldampfraten eingespritzt wird. Ein sekundäres Ziel war es, eine Beziehung zwischen dem Design der Fackelspitze, dem kombinierten unteren Heizwert von Dampf und Spülgas (LHV) und der Effizienz der Zerstörung und Entfernung von Kohlenwasserstoffen zu entwickeln.
Prüfung
Die Tests begannen am 18. Juli 2011 und erstreckten sich über einen Zeitraum von fünf Tagen. Vor Beginn der Tests wurden von Air Hygiene Messungen der Umgebungsbedingungen vorgenommen, die als Kontrolle für die Hintergrundmessungen der Kohlenstoffwerte in der Einrichtung dienten.
Die Tests erfolgten in drei Phasen.
Phase 1: Prüfung etablierter Richtlinien
Phase 2: Anpassung des Testplans und Aufstellung von Hypothesen
Phase 3: Überprüfung der LHV-Hypothese
Ergebnisse und Schlussfolgerungen
Zeeco hat gelernt, dass eine konstante Dampfinjektion (Kühldampf) zwar einen thermischen Schutz für die Dampfinjektionsanlagen bietet, eine unsachgemäße Dampfinjektion aber auch Nachteile mit sich bringen kann. Obwohl Dampf ein wesentlicher Bestandteil zur Aufrechterhaltung der Integrität von Fackelkomponenten ist, kann eine unsachgemäße Verwendung die Zerstörung und die Effizienz der Kohlenwasserstoffentfernung behindern. Bei der Verwendung von Dampf zur Verbrennung müssen viele Faktoren berücksichtigt werden. Nach dieser Untersuchung ist Zeeco der Ansicht, dass eine angemessene Verbrennung nicht möglich ist, wenn das nach API 521 spezifizierte Spülgas und die derzeitigen Dampfkühlraten verwendet werden.
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