站场泄放分析与火炬系统优化(Flare System Evaluation)

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油气站场泄放分析问题背景

油气站场泄放分析是指对油气站场内发生的气体泄漏事件进行定量分析和评估,旨在评估泄漏对环境和人体健康的影响,并提出相应的应急措施和防范措施,以保障站场的安全运营。

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油气站场通常是一个相对封闭的空间,其中存储着高压、高温、易燃、易爆的油气介质。一旦发生泄漏,不仅会造成安全事故,还会对周围环境和人员造成极大威胁。因此,对油气站场泄漏事件进行分析和评估是非常重要的。在实际工程应用中,泄漏分析的结果还可以用于制定应急预案、修订设计参数、评估风险等方面,具有重要意义。文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/solutions/15730.html

新建工程项目中的泄放问题
在新建项目中,由于估算的泄放量太保守,造成火炬管道和设施过大、投资增加、热辐射过大等一系列问题,而如果要消减泄放总量时,又没有量化数据作为决策的支撑,存在安全风险。

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旧厂扩建改造项目中的泄放问题
在现役装置扩能改造项目中, 没有系统方法评估原有火炬系统的富裕度,没有充分依据判断其是否能满足新的排放要求,最终往往出于安全考虑而不得不新建火炬,从而大幅度增加了原本不必要的投资, 更何况很多情况下新建火炬会受到占地、热辐射、火炬净空高度等等约束而困难重重。
问题背后的原因
国内缺少法规和规范的要求;设计和生产单位缺少科学的方法对设备在超压事故工况下的排放量进行系统化的分析和准确的计算,也没有消减火炬量的可靠和有效的措施。泄放是炼化装置关键的安全手段,在设计阶段对泄放过程进行量化分析是一项重要的、必不可少的工作, 美国等发达国家对此有十分严格的规定, 不仅有API、 ASME 等详细的标准,且 OSHA 以法规的形式规定炼厂每 5 年对泄放系统进行评估和审查,以避免安全风险。

云智解决方案

基本宗旨是根据 API 521 规范的原则和方法,根据对工艺流程和控制系统的分析,确定每个被保护设备适用的泄放工况及其假设条件并计算泄放量。这是全部工作的基础。云智设计使用先进的 SIMTECH RELIEF®软件来进行计算,该软件已成为洛阳院和 SEI 的标准工具。在这个阶段中,主要考虑静态情况下的泄放,即在不考虑设备运行状态变化的情况下进行泄放计算。
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云智设计采用了严格的机理和动态模拟方法,按照API 521规范的指导,对被保护设备在超压工况下泄放时的动态行为进行模拟和分析。动态模拟是目前进行泄放分析最佳的技术手段,也是API规范最新版本(API STD 521第六版 2014)中推荐的方法。文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/solutions/15730.html

具体来说,动态模拟指的是利用计算机软件模拟设备在泄放过程中的动态行为,包括压力、温度、流量等参数的变化,以及泄放的时间和持续时间等信息。这种方法可以更加准确地分析泄放过程中的各种因素,如气体扩散、喷嘴流量、风速等,从而更加准确地预测泄放量和泄放影响范围。同时,API 521规范中对动态模拟的要求越来越高,例如规定必须考虑多种可能的泄放情况,并进行合理的假设和验证。文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/solutions/15730.html

在进行油气站场泄放分析后,可以根据分析结果采取一系列措施,以消除或减少超压事故时的排放,从而达到减少泄放量的目的。其中的措施可能包括工艺和设备的变更,或者采用高完整性压力保护系统(HIPPS)。同时,还可以进行火炬管道的水力学和传热动态分析,以确定火炬总管的尺寸和余量,为管线材质的选择以及Π形弯的设置提供参考依据。通过采取这些措施,可以有效地减少油气站场泄放的数量和危害。

方案效益

1. 减小火炬总管和火炬设施规模或消除新建火炬的需求,效益将达千万元至亿元级别:
- 通过对工艺流程和控制系统的分析,优化工艺和设备设计,减少产生废气的设备数量和产量,从而减小火炬总管和火炬设施规模或消除新建火炬的需求。
- 根据泄放分析的结果,优化控制系统设计,提高设备运行稳定性和安全性,降低产生废气的可能性。
2. 消除火炬系统的瓶颈,如热辐射、占地、火炬高度、环保排放等:
- 根据泄放分析的结果,优化火炬系统的设计,如采用高效的燃烧技术,减小热辐射,降低占地和火炬高度,提高环保排放水平。
- 通过对火炬系统进行改造或升级,消除火炬系统的瓶颈,提高其效率和性能,如增加燃气的预热和预混合,优化燃气的供给和燃烧控制。
3. 摸清现有装置的最大泄放总量,为装置扩能改造时火炬系统的安排提供基础依据:
- 通过泄放分析,确定现有装置的最大泄放总量,为装置扩能改造时火炬系统的安排提供基础依据。
- 根据泄放分析的结果,优化火炬系统的设计,增加火炬设施的数量和规模,以满足装置扩能改造后的废气处理需求。
4. 对现有老装置的安全阀和火炬系统进行彻底的分析和评估,杜绝潜在的安全隐患:
- 对现有老装置的安全阀和火炬系统进行彻底的分析和评估,及时发现和处理安全隐患,确保设备运行的稳定性和安全性。
- 根据泄放分析的结果,优化安全阀和火炬系统的设计,增加安全阀的数量和规模,提高设备的安全性能。
5. 通过主动消减措施,减少或消除一部分异常工况下的火炬气排放:
- 通过主动消减措施,采取工艺和设备变更、安装高完整性压力保护系统(HIPS)等措施,减少或消除一部分异常工况下的火炬气排放。这些措施旨在通过改变工艺流程和设备配置,以及在异常情况下触发自动保护系统,从而减少泄放量并确保工厂安全运行。
6. 通过主动消减措施,减少或消除一部分异常工况下的火炬气排放:
- 通过火炬管道壁温的严格分析,减少新建火炬管道膨胀弯的数量。这是通过对火炬管道水力学和传热动态的分析,确定火炬总管的尺寸和余量,并提供管线材质和弯头设置等参考依据。通过降低火炬管道的阻力和热损失,减少了火炬管道中的泄放量,同时避免了膨胀弯等设备的使用,从而降低了工程成本和维护成本。文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/solutions/15730.html

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  • 本文由 云智设计 发表于 2023年5月14日 02:20:22
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