"Pháo sáng mặt đất khép kín" đề cập đến một loại hệ thống pháo sáng được thiết kế để đốt cháy khí thải gần mặt đất trong một cấu trúc khép kín, mang lại những lợi thế khác biệt về an toàn, giảm tiếng ồn và kiểm soát khí thải so với pháo sáng trên cao truyền thống. Dưới đây là giải thích chi tiết chuyên môn:

Định nghĩa và các tính năng cốt lõi

Một pháo sáng mặt đất kín bao gồm một buồng đốt (vỏ bọc) và các hệ thống hỗ trợ, nơi khí thải được đốt cháy và đốt cháy trong một không gian hạn chế. Các tính năng chính của nó bao gồm:
  • Cấu trúc kèm theo: Thường được hình thành bởi khung thép hình trụ hoặc đa giác với các tấm kim loại đục lỗ hoặc cửa gió, cho phép hút gió trong khi chứa ngọn lửa và nhiệt.
  • Thiết kế chiều cao thấp: Hoạt động gần mặt đất (thường trong phạm vi 10–30 mét), loại bỏ sự cần thiết của các ống nâng cao hoặc ngăn xếp.

Các thành phần chính

  • Buồng đốt:
    • Được làm bằng vật liệu chịu nhiệt (ví dụ: thép không gỉ) để chịu được nhiệt độ cao.
    • Các bức tường đục lỗ tạo điều kiện thuận lợi cho cảm ứng không khí có kiểm soát để đốt cháy hoàn toàn.
  • Lắp ráp đầu đốt:
    • Đầu đốt đa điểm phân phối khí đều, đảm bảo ngọn lửa ổn định và tối thiểu khói.
  • Hệ thống đánh lửa:
    • Bộ đánh lửa điện hoặc đầu đốt thí điểm để khởi động đáng tin cậy.
  • Hệ thống quản lý không khí:
    • Cửa gió hoặc quạt điều chỉnh nguồn cung cấp không khí để phù hợp với lưu lượng khí, tối ưu hóa hiệu quả đốt cháy.

Lợi thế

Khía cạnh Pháo sáng mặt đất kèm theo Flare nâng cao truyền thống
An toàn Thiết kế khép kín làm giảm nguy cơ bức xạ cho nhân viên và thiết bị. Ngọn lửa trần ở độ cao có thể gây rủi ro trong điều kiện gió lớn.
Phát ra tiếng ồn Tiếng ồn được làm ẩm bởi vỏ bọc (thường làTiếng ồn cháy lớn (lên đến 110 dB) đòi hỏi khoảng cách lùi lớn hơn.
Phát xạ có thể nhìn thấy Ngọn lửa được kiềm chế, giảm thiểu ô nhiễm ánh sáng và tác động thị giác. Ngọn lửa có thể nhìn thấy vào ban đêm có thể là mối quan tâm đối với các khu vực đô thị hoặc dân cư.
Dấu chân Thiết kế nhỏ gọn (yêu cầu diện tích đất nhỏ hơn). Các ngăn xếp cao và dây guy đòi hỏi khoảng cách lớn hơn.
Kiểm soát khí thải Kiểm soát tốt hơn NOx và CO thông qua quá trình đốt cháy theo giai đoạn. Khí thải phụ thuộc nhiều hơn vào sự phân tán khí quyển.

Kịch bản ứng dụng

  • Khu đô thị / Khu công nghiệp: Nơi các quy định nghiêm ngặt về môi trường hoặc gần cộng đồng hạn chế bùng phát cao.
  • Nhà máy lọc dầu và nhà máy hóa chất: Đối với sự bùng nổ khí thông thường trong các hoạt động bình thường, tắt máy hoặc điều kiện khó chịu.
  • Nền tảng ngoài khơi: Môi trường hạn chế về không gian, nơi thiết kế cấu hình thấp được ưu tiên.
  • Thiết bị đầu cuối LNG: Đốt cháy khí sôi (BOG) với tác động hình ảnh / tiếng ồn tối thiểu.

Cân nhắc thiết kế

  • Lưu lượng khí và tính chất:
    • Tính toán chính xác tốc độ dòng khí, nhiệt trị và hàm lượng H2S để định cỡ buồng đốt và đầu đốt.
  • Hiệu quả đốt cháy:
    • Bố trí đầu đốt và phun khí theo giai đoạn để đảm bảo hiệu suất đốt cháy >98%, giảm thiểu hydrocacbon chưa cháy.
  • Quản lý nhiệt:
    • Cách nhiệt của vỏ bọc để tránh quá nhiệt của các cấu trúc lân cận.
  • Khóa liên động an toàn:
    • Cảm biến áp suất, đầu báo ngọn lửa và hệ thống tắt khẩn cấp (ESD) để ngăn chặn quá áp hoặc hỏng hóc ngọn lửa.
  • Tuân thủ môi trường:
    • Thiết kế để đáp ứng các quy định của địa phương về NOx, CO và độ mờ (ví dụ:

Thách thức hoạt động

  • Rủi ro tắc nghẽn: Độ ẩm hoặc các hạt trong dòng khí có thể làm tắc nghẽn các bức tường đục lỗ, cần được vệ sinh thường xuyên.
  • Tác động gió lớn: Gió mạnh có thể làm gián đoạn cửa hút gió, ảnh hưởng đến sự ổn định của quá trình đốt cháy (giảm thiểu bằng vách ngăn gió).
  • Chi phí ban đầu: Đầu tư cao hơn so với pháo sáng trên cao đơn giản do hệ thống vỏ bọc và đầu đốt phức tạp.

Cấu hình điển hình

  • Bao vây hình trụ với đầu đốt xuyên tâm: Phổ biến cho lưu lượng khí trung bình (10–50 MMscfd), cung cấp khả năng đốt cháy đồng đều.
  • Hệ thống đầu đốt đa hình khuyên: Đối với các ứng dụng lưu lượng cao, sử dụng đầu đốt đồng tâm để tăng cường trộn khí-khí.
  • Hệ thống phun nước: Tùy chọn để giảm NOx, phun nước vào vùng đốt để giảm nhiệt độ ngọn lửa.

Pháo sáng mặt đất kín đại diện cho một giải pháp hiện đại cho các ngành công nghiệp đang tìm kiếm các hoạt động bùng phát bền vững với tác động môi trường và hoạt động tối thiểu, đặc biệt là ở những vị trí nhạy cảm, nơi pháo sáng truyền thống là không thực tế.