플레어 공급업체들은 스팀 보조 플레어 팁의 스팀 분사 장치에 항상 냉각 스팀을 공급할 것을 권장합니다. 그러나 "냉각 스팀"이라는 용어는 스팀 흐름의 한 측면만을 제대로 설명합니다. 이 스팀은 팁 출구 근처의 고열 지역에서 스팀 분사 장치를 열적으로 보호할 뿐만 아니라, 스팀 공급 배관을 가열된 상태로 유지하여 스팀 유량이 크게 증가할 때 응축수 형성되는 것을 방지합니다. 하지만 불행하게도, 플레어 시스템의 저유량 기간(대기, 퍼지 전용, 또는 소량의 연속 유량 모드) 동안에는 이 냉각 스팀이 플레어 시스템의 탄화수소 파괴 효율을 저하시킬 수 있습니다.
현재 텍사스 환경품질위원회 (TCEQ)는 2010년 텍사스 대학을 통해 의뢰한 플레어 테스트 데이터를 검토 중입니다. TCEQ의 최근 현장 관찰에 따르면, 일부 스팀 및 공기 보조 플레어가 저부하 조건에서 작동할 때 낮은 플레어 파괴 효율을 보였습니다. 특수 적외선 카메라를 사용한 결과, 부적절하게 운영된 플레어 시스템에서 미연소 탄화수소가 감지되었습니다. 이러한 발견에도 불구하고, 업계의 플레어 전문가들은 기존 플레어를 적절히 운영하면 저부하 상태에서도 매우 높은 파괴 효율을 달성할 수 있다고 일반적으로 믿고 있습니다. 그러나 저유량의 조건에서 기존 플레어 시스템으로 적절한 파괴 효율 요건을 충족하려면, 해당 시설의 운영 인력에 대해 더욱 명확하고 상세한 교육이 필요할 것입니다.
Zeeco 스팀 플레어 연구의 주요 목적은 현재 Zeeco의 스팀 보조 플레어 팁 설계를 테스트하여 탄화수소의 파괴 제거 효율을 평가하는 것이었습니다. 이 테스트는 미국 석유 협회 (API) 521에서 권장하는 퍼지 가스 유량으로 연소하면서 Zeeco가 권장하는 냉각 스팀 유량으로 스팀을 주입하는 조건에서 수행되었습니다. 부차적인 목표는 플레어 팁 설계, 스팀과 퍼지 가스의 결합된 저위 발열량 (LHV), 그리고 탄화수소 파괴 제거 효율 간의 관계를 규명하는 것이었습니다.
테스트는 2011년 7월 18일 시작되어 총 5일간의 기간에 걸쳐 진행되었습니다. 테스트가 시작 전에 Air Hygiene에서 주변 환경 조건을 측정하여 시설 내 탄소 수치의 기준값으로 사용했습니다.
테스트는 세 단계로 진행되었습니다.
1단계: 테스트 기준 수립
2단계: 테스트 계획 조정 및 가설 수립
3단계: LHV 가설 검증
Zeeco는 지속적인 스팀 주입(냉각 스팀)이 스팀 주입 장비에 열 보호를 제공하지만, 부적절한 스팀 주입은 문제를 일으킬 수 있음을 알게 되었습니다. 스팀은 플레어 시스템의 구성 요소를 유지하는 데 중요한 부분이지만 부적절한 사용은 탄화수소의 파괴 및 제거 효율에 장애가 될 수 있습니다. 연소를 위해 스팀을 사용할 때는 많은 요소를 고려해야 합니다. 이번 연구를 통해 Zeeco는 API 521에서 권장하는 퍼지 가스와 현재의 스팀 냉각 속도를 사용할 경우 적절한 연소가 어려울 수 있다는 결론을 내렸습니다.
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