Расчет факельных систем. Учитывание избыточного давления взрыва

Расчет факельных систем. Учитывание избыточного давления взрыва
Количество просмотров - 1970 (ссылка на эту тему)

Андрей 37

Активный участник форумов

Сейчас отсутствует

Сообщение #1 : 26 Января 2021 года, 12:43
(ссылка на это сообщение)

Коллеги! Может кто сталкивался с необходимостью при выполнении расчета факельной системы для выбора ее оборудования и трубопроводов, принятия во внимание избыточного давления взрыва для горючих газов, паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, т.е. требования которое оговорено п. 162 ФНиП "Общие правила..."?
п.162 "Для оборудования (аппаратов и трубопроводов), где невозможно исключить образование взрывоопасных сред и возникновение источников энергии, величина которой превышает минимальную энергию зажигания обращающихся в процессе веществ, предусматриваются методы и средства по взрывозащите и локализации пламени, а в обоснованных случаях - повышение механической прочности в расчете на полное давление взрыва".

? (Санкт-Петербург, Россия)

Ixion

Активный участник форумов

Сейчас отсутствует

Сообщение #2 : 26 Января 2021 года, 21:58
(ссылка на это сообщение)

Не сталкивались. Вы что, воздух в фак. систему подкачиваете?
Для того, чтобы была взрывоопасная среда, нужен окислитель (кислород в подавляющем большинстве случаев) и восстановитель (горючий газ). Исключите одно из двух -- и нет взрывоопасной среды. Если это камера сгорания (т.е. "невозможно исключить образование взрывоопасных сред и возникновение источников энергии, величина которой превышает минимальную энергию зажигания обращающихся в процессе веществ"), то есть дежурные горелки (как "методы и средства по взрывозащите и локализации пламени").

Андрей 37

Активный участник форумов

Сейчас отсутствует

Сообщение #3 : 27 Января 2021 года, 18:22
(ссылка на это сообщение)

Я вот тоже удивлен такому требованию заказчика. Вроде предусмотрена подача топливного газа и азота и откуда тут взрывоопасная смесь возьмется? Ан нет, рассчитайте оборудование на взрыв...

? (Санкт-Петербург, Россия)

Director

Активный участник форумов

Сейчас отсутствует

Сообщение #4 : 09 Февраля 2021 года, 13:22
(ссылка на это сообщение)

Как бы там подкачивали или нет воздух, факельные системы взрываются и это факт.

Dinosaur

Активный участник форумов

Сейчас отсутствует

Сообщение #5 : 09 Февраля 2021 года, 17:53
(ссылка на это сообщение)

Проще средства локализации наделать, например датчики кислорода с шагом поставить и клапаны с азотом по сигналу от первых, чем например заводской коллектор Ду1400 считать прочность по давлению взрыва

? (Уфа, Россия)

Shvet

Активный участник форумов

Сейчас отсутствует

Сообщение #6 : 10 Февраля 2021 года, 08:06
(ссылка на это сообщение)

Позволю 5 копеек:
1. Риск внутреннего взрыва факела или свечи при наличии "лёгких" газов неизбежная проблема. Литературы на эту тему килограммы. Dinosaur даже выкладывал видео внутреннего взрыв факельного ствола и коллектора. Откуда возник предмет вопроса? Какие ещё нужны доказательства, что факела взрываются?
2. Все инофирмы считают минимум на 3,5 бари исходя из расчётного давления взрыва в дефлаграционном режиме. При этом попадались компенсирующие меры, чтобы предотвратить переход в детонационный (stable detonation) или переходный (overdriven detonation).
3. В совке не редкость расчёт на 9 бари исходя из внутреннего давления взрыва, режим взрыва [как всегда] не уточняют. Сталкивался с факельными коллекторами DN1200, рассчитанным на внутренний взрыв 9 бари.
Простите, но сегодня без ссылок.

Инженер-технолог (Москва, Россия)

Андрей 37

Активный участник форумов

Сейчас отсутствует

Сообщение #7 : 10 Февраля 2021 года, 09:24
(ссылка на это сообщение)

Спасибо коллеги! Просто не сталкивались с таким требованием. Следовательно, и сепаратор, насос по откачке конденсата и пр. должны быть рассчитаны на взрыв?

? (Санкт-Петербург, Россия)

Shvet

Активный участник форумов

Сейчас отсутствует

Сообщение #8 : 10 Февраля 2021 года, 10:10
(ссылка на это сообщение)

Отмечу, что внутренний взрыв это мир допущений и условностей. Нормальный пуск технологической системы подразумевает медленный набор давления (в ТНПА и паспорта на оборудование для этого даже специально включают график набора, обычно с "плато" выдержкой посередине). Это делается для того чтобы напряжение металла успело равномерно распределиться по структурным элементам. В буржуйской литературе часто встречается следующая иллюстрация внутреннего взрыва:

"Представьте, что вы медленно встали на небольшой деревянный ящик. Ящик прогнулся, пошатывается, но вполне выдерживает Вашу массу. Вы можете также медленно сойти с ящика и ещё несколько раз подняться и спуститься. Напряжение от Вашего веса равномерно распределилось по доскам. Это нормальное давление.
Теперь представьте, что Вы подпрыгнули и встали на него. Ящик сломался, потому что напряжение не успело распределиться равномерно. Это давление взрыва.
Не обманывайтесь фактом, что при внутреннем взрыве датчик покажет такую же величину давления. Это давление будет приложено локально к элементам трубопровода/аппарата и в течении доли секунды, что приведёт к многократному повышению напряжения в локальной токе выше рассчитанного по классическим методикам расчёта на прочность."

Инженер-технолог (Москва, Россия)

Shvet

Активный участник форумов

Сейчас отсутствует

Сообщение #9 : 10 Февраля 2021 года, 13:40
(ссылка на это сообщение)

Цитата: Андрей 37 от 10 Февраля 2021 года, 09:24

Следовательно, и сепаратор, насос по откачке конденсата и пр. должны быть рассчитаны на взрыв?

Зависит от расчётов и конструкции факельной системы. Технически систему (участок системы) без вакуума рассчитывать на взрыв не нужно, т.к. ударной волны там не будет. Юридически как разделить систему на участки с вакуумом и без не скажу.

Вообще ущербна сама постановка вопроса т.к. не определены ни тип факела, тип ствола (с гидрозатвором или без), высота ствола и глубина вакуума, тип оголовка, каким газом продувается коллектор, давление факельной системы и т.д. и т.п. что влияет на взрыв. Обсуждаем гипотетический факел на гипотетическом заводе, а потом спорим друг с другом. Всё это пустословие, трата времени.

Инженер-технолог (Москва, Россия)

Андрей 37

Активный участник форумов

Сейчас отсутствует

Сообщение #10 : 11 Февраля 2021 года, 08:58
(ссылка на это сообщение)

Речь идет о реконструкции существующей общей факельной системы для сброса в основном водорода и СН4, состоящей из:
•   Основного и резервного факельного коллектора (Ду 700 и 500). Давление в коллекторах 0,5 кг/см2. Коллектора продуваются топливным газом, предусмотрена подача азота при отключении подачи топливного газа;
•   Сепараторов для отделения жидкой фазы;
•   Гидрозатвора (не в составе ствола);
•   Двух вертикальных факельных стволов (основного и резервного) высотой 45 метров без гидрозатвора. Диаметр ствола 0,8 м;
•   Установки по сбору и возврату части сжигаемых газов для дальнейшего использования;
•   Насосов для откачки факельного конденсата в промпарк.

? (Санкт-Петербург, Россия)

Shvet

Активный участник форумов

Сейчас отсутствует

Сообщение #11 : 11 Февраля 2021 года, 10:05
(ссылка на это сообщение)

Цитата: Андрей 37 от 11 Февраля 2021 года, 08:58

Коллектора продуваются топливным газом ... Двух вертикальных факельных стволов (основного и резервного) высотой 45 метров без гидрозатвора.

Если принять, что молекулярная масса продувочного газа в 2 раза меньше плотности воздуза (по опыту соответствует содержанию водорода ~20%об) разрежение в основании факельного ствола составит 300 Па. Разрежение будет на участке до гидрозатвора, а если принять, что гидравлическое сопротивление в факельном коллекторе при нормальной работе небольшие, то при потере уровня жидкости во всём факельном коллекторе.

Есть разрежение => есть риск подсоса => есть риск постоянной взрывоопасной смеси => есть риск взрыва.
Источником взрыва может послужить обратный проскок пламени, искра от окалины при резком скачке скорости или пирофорные соединения. В большинстве внутренних взрывов исследователи не смогли обнаружить источник утечки, у буржуинов устоявшееся мнение, что учитывая практику наличие взрывоопасной смеси уже достаточно условие для взрыва.

В Вашем случае потерю затвора обнаружат по падению производительности компрессоров, если есть соответствующий КИП и персонал не проспит/заигнорит.

В отношении резервного коллектора и ствола на заводах частая практика пускать без инертизации, т.к. из-за большого диаметра нужен большой одномоментный расход газа на инертизацию (пропускная способность коллектора азота обычно рассчитана (если вообще рассчитана) исходя из потребления установок), а из-за большого объёма факельной системы количество газа на инертизацию тоже будет большим. Проще проигнорировать инертизацию, а потом говорить: "Рукож...ы, дол...ы, а я им говорил ...!" и т.п.
Когда говорят про инертизацию газовых труб большого диаметра чаще всего это фактическое расслоение газа в трубе или в лучшем случае продувка в ламинарном режиме. А инертизацию сбросом-набором давления (pressure swing) на старых заводах не практикуют из-за сквозной коррозии таких труб.

Вывод: риск внутреннего взрыва присутствует для участка от ствола до гидрозатвора и оборудования между ними.
Рекомендация: рассчитать на дефлаграционный взрыв 3,5 бари на основании API 521. Также 3,5 бари позволят применить метод инертизации pressure swing.

Инженер-технолог (Москва, Россия)

Андрей 37

Активный участник форумов

Сейчас отсутствует

Сообщение #12 : 11 Февраля 2021 года, 11:26
(ссылка на это сообщение)

Спасибо!

? (Санкт-Петербург, Россия)

Страниц: [1] Вверх

ВЕРСИЯ ДЛЯ ПЕЧАТИ

www.proektant.org > ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ФОРУМ > Химия, нефтехимия и топливная промышленность (Куратор: Artchem) >

Контактные данные\| Партнёрская программа \| Подробная статистика
Настройка форумов © «Проектант» \| Конфиденциальность данных Powered by SMF 1.1.23 \| SMF © 2017, Simple Machines