In den letzten 10 Jahren hat Saudi Aramco eine rauchfreie Abfackeltechnologie entwickelt und patentieren lassen, bei der Hochdruck- und Überschallluft für eine rauchfreie Verbrennung eingesetzt wird. Diese Technologie mit der Bezeichnung High Pressure Air Assist System (HPAAS) wurde in einem umfangreichen Forschungs- und Entwicklungsprozess entwickelt, bei dem CFD-Modelle und Verbrennungstests in großem Maßstab zum Einsatz kamen. HPAAS-Systeme wurden bereits in Dutzenden von Saudi-Aramco-Anlagen installiert und sorgen für saubere Verbrennung, wo früher Rauch den Himmel erfüllte.
Die meisten dieser Anlagen sind seit über einem Jahr im Dauerbetrieb, was eine Methode zur Bestimmung der Effizienz und Zuverlässigkeit des Systems ermöglicht. Eine große Bandbreite an Größen und Betriebsbedingungen auf diesen Baustellen hat eine gute Grundlage für einen Systemvergleich geschaffen. Auf der Grundlage der von den Betreibern vor Ort gesammelten Informationen werden in diesem Dokument die Erfolge und Probleme mit den Fackelspitzen, den Luftzufuhrsystemen und den bei der Konstruktion verwendeten Hochleistungsluftkompressoren sowie alle Probleme bei der Installation oder Änderung bestehender Fackeln untersucht. Verbesserungen, Einschränkungen und zukünftige Änderungen werden ebenfalls diskutiert.
Warum ist HPAAS erforderlich?
Vor etwa 10 Jahren wurden die Mitarbeiter von Saudi Aramco auf den unangenehmen Rauch aufmerksam, der von vielen ihrer Fackelanlagen kontinuierlich produziert wurde. Diese konstante, sichtbare Verschmutzung verschlechterte die öffentliche Wahrnehmung von Saudi Aramco und der Energiebranche im Allgemeinen. Das Unternehmen begann mit der Suche nach einer Technologie, die diesen Rauch beseitigen und das Engagement von Saudi Aramco für eine sichere, zuverlässige und verantwortungsvolle Energieerzeugung unterstreichen würde. Die Lösung musste effizient arbeiten, den Rauch beseitigen und gleichzeitig kosteneffizient sein. Nach einer gründlichen Untersuchung der auf dem Markt erhältlichen rauchfreien Technologien stellte sich heraus, dass keine von ihnen für ihre Anwendung geeignet war.
Komponenten und Betrieb
Zu den Hauptbestandteilen eines HPAAS-Systems gehören eine Fackelspitze mit Überschall-Lufteinblasdüsen, eine Luftzufuhrleitung am Fackelstapel (normalerweise 2" oder 3" Durchmesser), ein Durchflussregelungssystem, ein Luftsammeltank und ein Luftkompressor. Alternativ kann das System in einigen Fällen auch mit Luft aus der vorhandenen Instrumentenluft der Anlage versorgt werden.
Die HPAAS-Fackelspitze besteht aus einer tonnenförmigen Fackelspitze mit einer großen Windschutzscheibe. In dem Raum zwischen der Windschutzscheibe und dem Rohr der Fackelspitze ist ein Hochdruck-Luftverteiler angebracht. Der Luftverteiler enthält Überschalldüsen, die nach oben auf die Verbrennungszone am Ausgang der Fackelspitze gerichtet sind. Abbildung 3 unten zeigt die Hauptkomponenten einer HPAAS-Fackelspitze.
Schlussfolgerungen
HPAAS hat sich als eine sehr nützliche Technologie für die Nachrüstung bestehender Fackeln von Versorgungsunternehmen erwiesen. Sie füllt eine Nische, die andere Technologien nicht zeitnah und kosteneffizient ausfüllen konnten. HPAAS wird auch in Zukunft eine nützliche Technologie für diese Art von Anwendungen sein, und mit der Verbesserung der Technologie wird sie für viele weitere Anwendungen eingesetzt werden.
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