In den letzten 10 Jahren hat Saudi Aramco eine Technologie zur Abfackelung mit Luftunterstützung ( Rußfrei ) entwickelt und patentiert, die mit Hilfe von hochdruckbeaufschlagter, überschallschneller Luft eine „ Rußfrei “-Verbrennung ermöglicht. Diese als „High Pressure Air Assist System“ (HPAAS) bezeichnete Technologie wurde im Rahmen eines umfangreichen Forschungs- und Entwicklungsprozesses unter Einsatz von CFD-Modellierung und Verbrennungstests im Originalmaßstab entwickelt. HPAAS-Systeme wurden an Dutzenden von Standorten von Saudi Aramco installiert und sorgen nun für sauber verbrennende Fackeln, wo zuvor Rauch den Himmel verdunkelte.
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.
Vor etwa 10 Jahren wurde den Mitarbeitern von Saudi Aramco zunehmend bewusst, wie unansehnlich der Rauch war, der kontinuierlich von vielen ihrer Fackelanlagen ausgestoßen wurde. Diese ständige, sichtbare Umweltbelastung verschlechterte das Ansehen von Saudi Aramco und der Energiebranche im Allgemeinen in der Öffentlichkeit. Man begann mit der Suche nach einer Technologie, die dazu beitragen würde, diesen Rauch zu beseitigen und das Engagement von Saudi Aramco für eine sichere, zuverlässige und verantwortungsvolle Energieerzeugung zu unterstreichen. Die Lösung musste effizient arbeiten, den Rauch beseitigen und zudem kostengünstig sein. Nach einer gründlichen Untersuchung der auf dem Markt verfügbaren Technologien zur Abgas Rußfrei s stellten sie fest, dass keine davon für ihre Anwendung gut geeignet war.
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.
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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