В промышленных масштабах вспышки Тестирование

Расширенный вспышки тестирование на полномасштабную может помочь гарантировать, что система работает как она была задумана. В этой статье объясняется, что участие и параметры, которые должны быть измерены и оценены, чтобы продемонстрировать производительность, надежность и безопасность.

Сегодня процесс промышленности ожидать большего от факельных систем, чем раньше. Химическая и нефтеперерабатывающих заводов зависит от вспышек сжигать углеводороды, такие как пропан, пропилен, этилен, бутадиен, бутан и природный газ, содержащийся в отходящих газах. Свалки и очистные сооружения, нефте-и газовых месторождений и производственных мощностей и загрузки терминалов использовать вспышки, чтобы уничтожить потенциально вредных газов.

В каждом случае система Hare должны разделять газы от любых жидкостей настоящее воспламенить газы, и обеспечить стабильное горение необходимые для разрушения, минимизируя при этом дыма, теплового излучения и шумов. И, надо работать надежно и безопасно, в широком диапазоне условий эксплуатации, в том числе экстремальных погодных условий.

С большей заинтересованности в повышении потенциала бездымного, более динамический диапазон и более эффективного растениеводства, вспышки ошибка может нести большую цену. Фактор в решении важнейшей вспышек роль играть в безопасной и экологически приемлемой технологии удаления отработанных газов производится из промышленных предприятий (1, 2), и это легко понять, почему перерабатывающей промышленности могут воспользоваться тиаре тестирования защиты от неожиданных проблем в этой области. Тестирование вспышки до установки активной меры для сведения к минимуму неопределенности вспышки производительность, уровень выбросов, а также за счет ремонта в случае возникновения проблем.

Но тестирование вспышек в области, как правило, трудно или невозможно по нескольким причинам. Операционная Зайцы обычно не имеют приборов, необходимых для оценки эффективности деятельности. Условия эксплуатации не легко модифицировать или под контролем, и с завода офф-лайн проверить Hare нецелесообразно. Кроме того, зайцы практически невозможно проверить в критических условиях конструкция после установки.

Характеризуя вспышки производительности для обеспечения надежности и безопасности требует всеобъемлющего, точного тестирования на полном масштабе и в контролируемых условиях для сбора и анализа важных данных. Хотя вспышки производительность может быть рассчитана на основе сокращенных экспериментов и эмпирических данных, в промышленных масштабах тестирования является наиболее надежным методом из-за сложности этого процесса. Во время тестирования специально разработанный горелки для промышленных нагревателей был общим на протяжении десятилетий, что не относится к крупным промышленным вспышек, в первую очередь из-за отсутствия надлежащих условий тестирования. С появлением современное состояние вспышки испытательное оборудование, масштабные вспышки тестирования рекомендуется обеспечить надлежащее исполнение.

Расширенный вспышки тестирования

Подобно тому, как вспышки превратились в современные, technologybased систем, вспышки испытательное оборудование должны также перейти в современное состояние полномасштабной операции, предлагая широкие возможности с помощью современных инструментов и аппаратуры. Хотя вспышки производителей просмотреть эти вспышки помещения для испытаний в качестве средства для разработки более чистых, более эффективных вспышки инноваций, промышленности и глобальных природоохранных ведомств признают их в качестве ценного ресурса для определения вспышки производительность, надежность системы и соблюдения экологических норм.

В прошлом промышленности не хватало возможности тестирования вспышек в комплексе. Сегодня испытательное оборудование (например, на рисунках 1 и 2) должны предложить в промышленных масштабах испытания и измерения бездымного потенциала, необходимого чистку случае, воздуходувки лошадиных сил или пара требования к помощи вспышек, радиации и шума. Чтобы правильно охарактеризовать вспышки производительность, стенд должен иметь возможность и гибкость, чтобы оценить широкий спектр местах, закрытых и повышенной ракет, в том числе различные вспышки размеров, условий эксплуатации в полном масштабе, композиции топлива Расходы, приведенные, помощь средствам массовой информации и других факторов. Расширенный управления потоком данных и систем сбора данных требуется для управления испытаниями и обеспечить точность измерений.

Безопасность является одним из двух важнейших особенностей мирового класса для испытаний ракеты. Кроме того в предприятии протоколов безопасности, оборудование защиты от подделки и специалисты, стенд должен включать исчерпывающий, избыточные меры безопасности в рамках своего контроля, автоматизации программного обеспечения и операционных процедур для защиты от возможных проблем.

Второй критической чертой является гибкость. Испытательная установка должна поддерживать широкий спектр топлива и тестировать Расходы, приведенные виды топлива, такие как пропан, пропилен, этилен, бутан, природный газ и смеси из них, в том числе инертных газов, таких как азот. Высшее Расходы, приведенные может быть достигнуто с хранения сосуд, наполненный горючих газов при повышенном давлении, чтобы увеличить доступное гидравлической мощности. Компрессор может распространить газов в резервуаров для обеспечения того, чтобы смеси, хорошо смешанные. Хоус топлива должны быть четко контролируется и измеряется перед отходом ко вспышке. Несколько учета пробегов различных си / ES может значительно увеличить доступный диапазон потока. В период испытаний, линии должны быть очищены с инертным газом для обеспечения безопасности и предотвращения загрязнения топлива в ходе последующих испытаний.

Испытательная установка должна предлагать различные вспышки центры тестирования для размещения практически в каждой вспышки типа и размера, используемых в промышленности. На рисунке 2, вспышка тестирования центры находятся в месте для проверки прилагаются вспышек, многоточечный вспышек земля, воздух с помощью ракет, с помощью пара вспышек, высокого давления, вспышек и вспышек пилотов.

Учреждения должны иметь возможность тестирования вспышек с производительностью до 300 000 1, b / ч или больше топлива. стоит Flarepilot испытание должно быть способно имитировать ветер со скоростью свыше 150 миль / ч (дует в отношении как пилот и пилот микшер) и дождя на более чем 30 дюймов / ч (3).

Поскольку многие вспышек использования определенного типа помощи средств массовой информации, как правило, пара или воздуха, в целях удовлетворения указанных бездымного потенциала, стенд должен быть в состоянии обеспечить достаточное количество обеих средах. Для вспышек, которые не требуют какой-либо помощи средств массовой информации, таких, как под высоким давлением вспышек, объект должен быть в состоянии произвести более высоких давлениях газа, возникающих в этих приложений.

Испытание параметров

В зависимости от требуемой информации, переменные обычно измеряется во время вспышки пламени испытания включают длины, бездымный потенциала, воздуходувки лошадиных сил для воздуха с помощью ракет, расход пара на пару с помощью ракет, и кросс-освещения расстояние для многоточечных вспышек. Два типа замеров - входы и выходы.

Входы являются контролируемых параметров с помощью теста целей. К их числу относятся, например, газа Расходы, приведенные, давление топлива и состава указанного в протоколе испытаний. Для помощи ракет, пара или воздуха расход на факел, как правило, контролируемые по данной контрольной точке. Атмосферные условия (скорость и направление ветра, температура и давление, и относительная влажность), в то время не поддерживается, необходимо измерить, потому что они могут оказать существенное влияние на производительность вспышки.

Мероприятия, с другой стороны, включить шума, теплового излучения пламени стабильности, бездымного пламени потенциала и качества. Некоторые из этих измерений (например, устойчивость пламени) носят субъективный характер и требуют опыта квалифицированных инженерных кадров, в то время как другие (например, шум) может быть измерена с соответствующего инструментария.

Для обеспечения точности данных и минимизация / е затраты на испытания, управление потоком на объекте система должна быть способна достичь установленного целевого показателя расхода очень быстро, и утверждая, что ставки. Это лучше всего достигается с автоматическим контролем (рис. 3). Потому что широкий диапазон потоков может испытываться - от чистки ставки до максимальной hydrauliccapacity большой отзыв вспышки - несколько наборов учета расхода и контроля работает рекомендуется для обеспечения точности и управляемости для обеих крайностей.

Тепловое излучение

Тепловое излучение является одним из наиболее важных соображений вспышки дизайна. Стек высоте зачастую выбирается таким образом вспышки достаточно высок, чтобы удовлетворить определенные излучения теплового потока критериев в конкретных местах. Эффектный дизайн отзыв, однако. может иметь огромное влияние на радиационные характеристики вспышки, так как это может уменьшить потоки излучения от tlanie и позволяют использовать короткие вспышки стека, что снижает затраты на факельной системы.

Чтобы проверить излучения вспышки в поток, несколько радиометров (рис. 4), рекомендуется измерять поля излучения, которые, как правило, неоднородно из-за воздействия ветра и меняется с расстоянием от Заяц. С помощью сложного математического анализа, измеренных радиационных потоков могут быть использованы для определения координат эффективного эпицентре пламени и лучистой часть (например, доля тепла, выделяющегося при сжигании, который испускается в виде теплового излучения).

Многочисленные методы расчета были предложены для оценки излучения от вспышки. Прогнозы могут меняться в широких пределах, в зависимости от того, какая модель используется и какие допущения (4). Переоценка излучения приводит к вспышке стек, выше и дороже, чем это необходимо. Недооценка излучения средств лучистого потока на земле будет больше, чем хотелось бы, что может быть опасным для персонала и оборудования в области во время сжигания события.

Рисунок 5 представляет собой участок постоянной линии излучения (isoflux линии) на уровне земли для высокого давления вспышки испытания. Этот участок был создан с помощью измерений массива радиометров расположенных на различных расстояниях и углах от вспышки.

Шум

Шум от вспышки должны быть надлежащим образом контролировать, чтобы защитить людей в районе вспышки события. Чтобы изучить воздействие шума от вспышек, стенда требуется рациональная система измерения, которая включает несколько микрофонов, таких, как показано на рисунке 6. Длительность измерений, микрофоны, тип данных, записанных и типа анализаторов спектра используемых среди многочисленных факторов, которые могут быть изменены шума тестирования.

Рисунок 7 иллюстрирует достоверных данных давления зарегистрированы 2 микрофонов в разных местах в течение типичного тест tlare. Шипы на 0 с и 10 с, не связанных с вспышки шума, а представляют собой шум безопасности рог оповещения персонала в области предстоящего испытания tlare. В этом примере, есть быстрый рост уровня шума в начале теста, затем устойчивое снижение, как расход топлива снижается в зависимости от плана тестирования.

Сбор точных данных для измерения и анализа требует сложной системы сбора данных. В контрольной комнате, изображенного на рис 8, 3 времени синхронизированных компьютерах захвата критической информации тест, который записан на одной записи теста. Первый компьютер собирает общие данные, такие как условия окружающей среды, температуры топлива и Расходы, приведенные, отзыв давления, радиационных потоков, а также расположение радиометров и микрофонов. Другой компьютер записи цифрового видео с нескольких камер, заняли стратегические позиции в различных местах, в то время как третий компьютерные данные записи шума.

Новая эра в решении проблем

В прошлом вспышки были разработаны с использованием полуэмпирических и упрощенные аналитические модели, которые иногда могут производить меньше, чем достижения оптимального результата. Это в первую очередь объясняется неспособность собрать обширных экспериментальных данных industrialscale вспышек и отсутствие промышленных масштабах возможности вспышки тестирования. Сегодня industrialscale испытательное оборудование должно обеспечить важные данные для значительного улучшения дизайна и вспышки в полевых условиях работы существующих ракет.

Стремление к знаниям вспышки приняло целый ряд скачков вперед по улучшению этих стендах, а также углеводородов и химической промышленности обработки выиграет от этого прогресса. Благодаря лучшему пониманию сгорания науки, проведения натурных испытаний и моделирования RealWorld, чистых, более надежные вспышки производительности могут оставаться на шаг впереди отрасли требованиям.

ЛИТЕРАТУРА

1. Шварц, Р. и др. /., "Вспышки", глава 20 в "Справочник горения Цинк Джон", Baukal, CE, под ред. CRC Press, Бока Ратон, Флорида (2001).

2. Американский институт нефти, "Рекомендуемая практика 537: Вспышка Подробная информация общего НПЗ и нефтехимических службе", API, Вашингтон, округ Колумбия (2004).

3. Шварц, Р. Е. и др.. ", Вспышка Pilot." Углеводородные инженерия, "7 (2), с. 65-68 (2002).

4. Шварц, RE, JW и "белый", излучения вспышки Прогноз: Критический обзор "(Статья 12а), представлены на 30-й ежегодный симпозиум Предотвращение потери, Американский институт инженеров-химиков, Весна Национального собрания, Новый Орлеан, Луизиана (29 февраля, 1996).

JIANHUI HONG

CHARLES BAUKAL

Роберта Шварца

МАХМУД FLEIFIL

ДЖОН ZINK Ко

JIANHUI HONG, PhD, является передовым инженером развития на John Zink Ко LLC (11920 Е. Apache, Tulsa, OK 74116, телефон: (918) 234-5845, факс: (918) 2341827, E-почта: <A HREF = "mailto: johnzink.com iianhui.hong @"> iianhui.hong @ <johnzink.com />). Он имеет несколько патентов США на ультра-стабильный пилот вспышки ветрозащитный с низким уровнем NOx сжигания аппарата управления и методов, с помощью пара и воздуха с помощью ракеты, и вспышки методов контроля. Он также работал в области кинетического моделирования с участием NOx, SOx и сажи; глобальной оптимизации стека стали структуры и ФАР тепловых радиометры для измерения эпицентре пламени и лучистой доля промышленных вспышек. Он имеет степень бакалавра Цинхуа Univ. (Пекин) и кандидат от Бригама Янга университет, и в химическом машиностроении.

Чарльз BAUKAL-младший, кандидат технических наук, PE, является директором Института John Zink (11920 Е. Apache, Tulsa, OK 74116, телефон: (918) 234-2854, факс: (918) 2345895, E-почты : <a href="mailto:charles.baukal@johnzink.com"> charles.baukal @ <johnzink.com />). Он имеет более чем 25 летний опыт работы в области промышленного сжигания в металлы, минералы, нефтехимической, текстильной и бумажной промышленности. Он девять патентов и является автором двух книг, редактировал четыре книги, автором многочисленных технических публикаций. Он имеет степень бакалавра и магистра Дрексел Univ. и кандидат от Univ. Пенсильвания, всего в машиностроении, и степень магистра Univ. г. Талса. Он совет сертифицированных инженера-эколога (BCEE) и квалифицированные экологической специалистов (QEP), а также является членом ASME, ОМА и горения Института.

Роберт Э. SCHWARTZ, PE, старший технический специалист John Zink Ко LLC (11920 Е. Apache, Tulsa, OK 74116, телефон: (918) 234-5753, факс: (918) 234-1986, E-почты : <a href="mailto:bob.schwartz@johnzink.com"> bob.schwartz @ <johnzink.com />). Он имеет более чем 40 летний опыт работы в области горения, теплопередачи и жидкости, и было предоставлено 51 патентов на изобретения по широкому кругу combustionand связанные с процессом продукции и методы. Он является автором многочисленных статей и докладов по вспышек, и из авторов и член редколлегии "John Zink горения Справочник". Он имеет BSME и ММСП градусов Univ. Миссури.

МАХМУД FLEIFIL, доктор философии, акустика инженер John Zink Ко LLC (11920 Е. Apache, Tulsa, OK 74116, телефон: (918) 234-2748, факс: (918) 2341827, E-почта: <A HREF = "mailto: mahmoud.fleifil @ johnzink.com"> mahmoud.fleifil @ <johnzink.com />). В сферу его деятельности являются гидродинамики, горения нестабильности и борьбы с шумом.

Он имеет более 23 публикаций по вопросам активного контроля горения нестабильности в IEEE, горения науке и технике, и горения пламени и журналах. Он имеет докторскую степень в области машиностроения с одним из надзорных программы между Айн-Шамс Univ. и MIT. Он указан в "Кто есть кто в Америке, Кто есть кто в науке и технике, и Лексингтон" Кто есть кто, и на национальной авиации и космонавтики Стене почета. Он является членом ASME и АИАА.