1970년대에 개발된 다중 지면 플레어(Multi-Point Ground Flares, MPGF)는 물리적인 구조에서 기인한 이름을 가지고 있습니다. 이 시스템은 기존의 플레어 화염이 높이 올라가 있는 구조가 아닌, 화염이 다수의 압력 지원 플레어 팁으로 구성된 지면에 분산되어 있습니다. 이러한 팁들은 상류 압력과 가스 유량이 증가함에 따라 열리고 압력과 유량이 감소하면 닫히도록 단계별로 배치됩니다.
MPGF는 종종 높은 가용 압력을 갖는 중탄화수소 서비스에 주로 선택되지만, 이들은 다양한 가스 조성에 사용될 수 있습니다. 높은 압력은 플레어 가스가 완전한 무연 작동을 하는 데 도움이 되며 다른 보조 매체로는 어려울 수 있습니다. MPGF의 각 팁은 공기가 방해 받지 않고 접근할 수 있는데 이는 플레어 가스의 높은 출구 속도에서의 운동량을 발휘하여 완전 연소에 필요한 공기를 끌어들일 수 있습니다. MPGF는 최대한의 무연 성능을 제공하면서 방사선의 영향과 플레어 주변에 넓은 멸균 구역의 필요성을 최소화하기 위해 설계되었습니다. 현장 주변에 펜스를 설치하면 플레어 불꽃의 가시성을 차단할 수 있어 방사선과 대중들이 느끼는 플레어 작업의 불쾌감 유발 가능성을 줄이는 이중적인 목적으로 사용 가능합니다. 그림 1은 일반적인 MPGF 설치의 예입니다.
개요
국내외에서 MPGF에 대한 수요가 증가함에 따라 이러한 플레어로 인한 소음 발생이 논의의 초점이 되었습니다. 현재 소음 예측 및 이론적 소음 값에 대한 업계 표준이 설정되지 않았으며 이는 플레어 공급 업체마다 다를 수 있습니다.
수년에 걸쳐, Zeeco Multi-Point Ground Flares에 대한 수많은 소음 측정 테스트를 수행했습니다. 이 백서에서는 업계 최고의 소음 컨설턴트 중 한 명과 함께 얻은 테스트 및 테스트 결과를 다룹니다. 또한이 백서에서는 여러 음파 및 아음속 유량에서 다양한 가스로부터의 소음 발생을 자세히 다룰 것입니다. 제트 소음 대 연소 소음의 영향을 논의하고 다양한 거리에서 소음을 계산하기 위해 추가 정보 및 분석이 제공 될 것입니다.
Zeeco 테스트 데이터와 관련된 관계를 기반으로 Multi-Point Ground Flares의 소음 예측과 관련하여 연소 산업 내에서 표준을 설정하기를 희망합니다.
테스트 설정
테스트는 오클라호마의 Broken Arrow에 있는 테스트 시설에서 수행되었습니다. 이 테스트 설정을 통해 가스 흐름은 4인치 오리피스 런을 사용하여 측정되었습니다. 오리피스 런의 상류 압력은 디지털 압력 송신기를 사용하여 측정되었으며 온도는 열전대를 사용하여 측정되었습니다. 오리피스를 가로지르는 차압은 차압 트랜스미터를 사용하여 측정하였습니다.
2차 유량 측정 검증을 위해 팁 압력과 가스 온도 또한 기록되었습니다. 팁 압력은 디지털 압력 송신기를 사용하여 기록했고 가스 온도는 열전대를 사용하여 기록하였습니다. 앞서 언급한 모든 데이터는 데이터 수집 시스템(DAQ)을 사용하여 동시에 기록되었습니다. 기상 관측소는 또한 전체 테스트에서 풍속, 풍향, 주변 온도, 기압 및 상대 습도를 측정하는 DAQ에 연결되어있어 분석에서 대기 감쇠를 정확하게 계산할 수있었습니다.
사용 된 테스트 연료는 Tulsa Natural Gas (TNG)와 Propane이었습니다.
소음 측정은 두 개의 Norsonics NOR140 Type I 노이즈 미터를 사용하여 플레어 팁의 동쪽에 있는 100'-0" 및 200'-0" 거리에서 기록되었습니다. 시험 지점 동안 동시에 측정하기 위해 각 거리에 하나의 미터를 배치하였다. 각 측정 지점은 60초 동안 지속되었습니다.
배경 소음의 양을 최소화하기 위해, 소음 결과의 오염을 피하기 위해 모든 필수적이지 않은 장비 (압축기, 지게차 등)를 차단하여 야간에 테스트를 수행했습니다.
테스트를 보좌하기 위해, Zeeco 텍사스 휴스턴에 위치한 유명한 소음 컨설턴트 인 Hoover & Keith와 파트너 관계를 맺었습니다. Hoover & Keith의 컨설턴트가 모든 테스트 중에 참석했으며 데이터 분석에 참여했습니다.
추가 테스트
10로그 대 20로그 분석
10Log 대 20Log 분석은 20Log 함수를 통해 분석할 때 더 정확한 추세 상관 관계를 보여 주지만, 더 높은 연료 유량을 포함하는 테스트는 참조된 경험적 데이터에서 멀리 떨어진 작은 범위 밖의 소음 값을 외삽할 때 발생하는 오류를 더 잘 이해할 수 있도록 합니다. 연료 유량의 범위가 클수록 경험적 참조로 사용할 최적의 연료 유량을 더 잘 이해할 수 있습니다.
음향 효율
일정한 출구 영역에 대한 연료 유량 증가와 관련된 음향 효율 증가를 준수함에 따라 실제 인과관계를 결정하기 위해서는 추가 테스트가 필요합니다. 다수의 연료 가스로 동일한 형식을 테스트하는 것이 유익 할 것입니다. 이 정보는 다른 발열량과 분자량을 가진 연료 가스 사이에 존재하는 경향을 분석하기위한 더 많은 증거를 제공 할 것입니다. 또한, 연료 블렌드와 불활성 혼합물은 관찰 된 현상에 추가적인 이해를 더할 것입니다. 앞서 언급한 음향 효율 테스트는 잠재적으로 다중 지점 접지 플레어 소음 수준을 예측하는 보다 정확한 방법을 산출할 수 있습니다.
연소 vs. 배기
연소 대 배기 테스트는 각 소음 메커니즘에 의해 어떤 주파수 범위가 지배되는지에 대한 통찰력을 제공하지만 분자량과 음속이 다른 수많은 연료 가스를 테스트하는 것이 유리합니다. 일정한 연료 유량을 유지하면서 연료 출구 영역을 조정하면 연소 대 배기 대 연소의 주행 소음 메커니즘을 더 잘 이해할 수 있으며 연소 소음으로 인한 영향의 크기를 더 잘 이해할 수 있습니다. 이것은 일정한 연소를 유지하면서 연료 출구 속도와 각각의 제트 소음을 점진적으로 줄임으로써 촉진 될 것입니다.
기술 문서 다운로드