کاربرد استیل در پالایشگاه نفت

مقدمه

یکی از سیستم های بسیار ضروری در پالایشگاه های نفت که برای کنترل فشار استفاده می گردد، سیستم فلر (سیستم شعله ور) می باشد که شامل مجموعه ای از لوله های از جنس ورق استیل 4841 با سطح پایانی مات (ورق استیل 2B) و تجهیزات تخصصی است که هیدروکربن های آزاد شده از دریچه های امداد، شیرهای دمنده، دریچه های کنترل فشار و دریچه های دستی را جمع آوری می کند و آنها را به وسیله احتراق در یک مکان دور و ایمن دفع می کند. فلرها در صنایع مختلف نفت و گاز مورد استفاده قرار می گیرند و به دلیل اینکه قیمت ورق استیل 4841 نسبت به آلیاژهای دمای بالای دیگر چندان زیاد نیست، در ساخت فلرها مورد استفاده قرار می گیرد.

کاربرد فلر

فلر گاز یا فلر استک یک دستگاه احتراق گاز است که در کارخانه‌های صنعتی مانند پالایشگاه‌های نفت، کارخانه‌های شیمیایی، کارخانه‌های فرآوری گاز طبیعی و در سایت‌های تولید نفت یا گاز، چاه‌های نفت، دکل‌ها، سکوهای نفت و گاز دریایی و دفن زباله‌ها استفاده می‌شود. علاوه بر این، مشعل نصب شده بر روی چاه که نوعی فلر می باشد، هیدروکربن ها را در حین عملیات حفاری چه در خشکی و چه در دریا دفع می کند. این مشعل که از ورق استیل 4841 مات (ورق استیل 2B) ساخته شده است، مهمترین بخش فلر بوده که بنا به کیفیت و قیمت ورق استیل 4841 مورد استفاده در ساخت آن، هزینه اصلی تجهیزات فلر را تعیین می نماید.

عملکرد فلر

نحوه عملکرد فلر، سوزاندن مواد سوختی اضافه در مشعل های طراحی شده بر روی آن می باشد. در پالایشگاه های نفت، فرآیند شعله ور شدن گاز عبارت است از سوزاندن کنترل شده گاز طبیعی که به دلایل فنی یا اقتصادی قابل پردازش برای فروش یا استفاده نیست. شعله ور شدن گاز همچنین می تواند توسط دستگاه های احتراق طراحی شده برای از بین بردن ایمن و کارآمد گازهای زائد تولید شده در یک نیروگاه در طول عملیات عادی تعریف شود. فلر با اهداف گوناگون و در کاربردهای مختلف مانند نیروگاه های گاز، آزمایش چاه و فرآیندهای خشکی و فراساحلی مورد استفاده قرار می گیرد. در این روش، گاز در هدرهای لوله کشی جمع آوری شده و برای دفع ایمن به سیستم فلر تحویل داده می شود. یک سیستم شعله ور می تواند از چندین فلر برای تصفیه منابع مختلف گازهای زائد مانند شراره های HP و LP، شراره های سرد، سیستم های مرطوب و خشک تشکیل شده باشد. اکثر فرآیندهای شعله ور شدن معمولاً در بالای پشته با سوزاندن گازها با شعله قابل مشاهده انجام می شود که ارتفاع شعله به حجم گاز آزاد شده بستگی دارد، در حالی که روشنایی و رنگ به ترکیب وابسته است.

سیستم های شعله ور خشکی و فراساحلی

سیستم های شعله ور گاز در میادین تولید خشکی، سکوهای دریایی، کشتی های حمل و نقل و تاسیسات بندری، مزارع مخازن ذخیره سازی و در امتداد خطوط لوله توزیع نصب می شوند. بنابراین تفاوت های اصلی بین سیستم فلر خشکی (پالایشگاه) و سیستم فلر فراساحلی (سکوی) چیست؟ تجهیزات مورد نیاز برای هر دو سیستم فلر خشکی و فراساحلی اساساً یکسان است. با این حال مشکلاتی نظیر سروصدا و تشعشعات به دلیل نزدیکی بیشتر پرسنل در تأسیسات دریایی بیشتر و مشهودتر است. در دسترس بودن فضای بیشتر برای تاسیسات خشکی اجازه می دهد تا تجهیزات شعله ور دور از محل فرآیند اصلی قرار گیرند و همچنین فضای اضافی در خشکی امکان نصب فلرهای یدکی در صورت نیاز و استفاده بالقوه از فلرهای زمینی را فراهم می کند.

اجزاء فلر

اجزاء معمول یک سیستم فلر عبارتند از

-     شیرهای ایمنی فشار
-    دریچه‌های اتوماتیک و دستی تامین هوا
-    دریچه‌های کنترل فشار
-    لوله‌های دم
-    هدرهای فرعی و هدرهای داخل فلر
-    درام ها و پمپ های شعله ور
-     هدرهای شعله ور اصلی خارج از محدوده فلر
-    پمپ های ناحیه فلر
-    درام‌های آب‌بندی مایع که عموماً برای انفجار داخلی طراحی شده‌اند تا نیاز به درام آب‌بند را از بین ببرند
-     مهر و موم مولکولی یا سرعتی
-     انتهای هدر و تصفیه گاز اضطراری 
-     جرقه زن
-     سیستم های نظارت و ایمنی مرتبط از جمله مانیتورهای مادون قرمز

الزامات طراحی برای سیستم فلر

سیستم های شعله ور امکان دفع ایمن زباله های گازی را فراهم می کنند. بسته به محدودیت های محیطی و محلی، تجهیزات و استانداردهای لازم در محل کار فلز پیش بینی و اجرا می شود. این سیستم ها می توانند با اهداف زیر مورد استفاده قرار گیرند:
-     تهویه گسترده در هنگام راه اندازی یا خاموش شدن
-     تهویه گاز اضافی فرآیند
-     رسیدگی به انتشارات اضطراری از دریچه های ایمنی، سیستم های دمنده و تهویه
-    احتمال نیاز به امداد اضطراری بسیار زیاد است و می تواند شامل آتش سوزی، مسدود شدن پریزها، خرابی برق، ورودی گرمای غیرعادی، واکنش شیمیایی و غیره باشد.

ملاحظات طراحی

لازمه پروژه های موفق در ساخت و استفاده از فلر، داشتن یک طرح اولیه و دستیابی به برآورد کلاس 4 (30%+/-) است. در این مرحله، برآورد ظرفیت و پیکربندی سیستم شعله ور بر اساس داده های پروژه های مشابه گذشته و هر گونه الزامات قانونی محلی است. تصمیمات پیکربندی سیستم شعله ور سطح بالا باید در این مرحله اتخاذ شود. به طور معمول، چنین تصمیماتی عبارتند از:
-     شعله ور شدن زمین در مقابل شعله ور شدن بالا
-     تفکیک و تعداد شعله ها به عنوان مثال، فشار بالا، فشار کم، شعله ور گاز اسیدی، دمای پایین و ...
-    نیازهای ذخیره و نگهداری

سیدرحیم کیاحسینی