Краткая информация об автоматике факельного ствола

Одно из направлений деятельности компании АО «Эталон ТКС» — производство и  автоматизация факельных установок. В процессе обслуживания технологических объектов было обнаружено, что большинство систем автоматического розжига факелов неработоспособно на практике. Специалисты нашей компании провели большую диагностическую работу по выявлению характера неисправностей с тем, чтобы создать собственную систему автоматизации данных установок.

Учитывая большой собственный опыт по созданию систем автоматики факелов для различных технологических объектов и знания, полученные в процессе работы с факельными системами, мы разработали комплексное решение для автоматизации систем розжига факела и поддержания горения факелов.

Факельная установка предназначена для бездымной утилизации газов и газовых выбросов, постоянно или периодически образующихся в ходе производственного процесса, а также используется для сброса с последующим сжиганием углеводородов, получаемых при нарушении технологического режима. Область применения факельных установок —  нефтегазодобывающая, нефтехимическая, нефтеперерабатывающая, химическая и другие отрасли промышленности.

Результатом технологических процессов в нефтяной, газовой, нефтегазовой отраслях является газ, который необходимо безопасно утилизировать во избежание экологической катастрофы или опасного влияния на атмосферу.

Автоматизированная система розжига факельных установок позволяет обеспечить безопасность эксплуатации, автоматический розжиг и поддержание постоянного горения факелов.

Основной принцип работы факельного устройства заключен в регулируемой и контролируемой подаче газа на факельный ствол и его последующее сжигание.

Схема работы и принцип действия факельной установки

Схема работы минимальной комплектации факела.

1. Оператор открывает газовый баллон с пропаном и проверяет давление после регулятора БПО-5, оно должно быть не менее 0,05Мпа.
2. Оператор нажимает кнопку «Пуск» на шкафу управления АМК-1. Происходит запуск алгоритма программы.
3. Подается питание 24В на свечу накаливания запальника, на дисплее АМК-1 должна появиться надпись «Ток свечи 10.4А» (Если это значение меньше 1 ампера, то это означает обрыв либо питающего кабеля, либо вышла из строя свеча накаливания, если же ток свечи накаливания больше 19 ампер, то произошло короткое замыкание либо питающего кабеля, либо вышла из строя свеча накаливания.)
4. По истечении 5 секунд открывается  клапан запальника и проверяется наличие давления газа после клапана, если оно менее 0,01Мпа, то происходит аварийный останов, если более, то газ подается в факельный запальник.
5. Если по истечении 60 секунд на ФДС-01 не увидел сигнал пламени или розжиг запальника не произошел, то на дисплее возникает авария «Нет пламени» и автоматика АМК-1 закрывает клапан запальника и выключает свечу накаливания.
6. Если же пламя запальника появилось, то оператор в течении 180 секунд после нажатия кнопки «Пуск» должен открыть задвижку факельной линии газа, по истечении 180 клапан запальника закроется, даже если он увидел пламя.

Функциональные характеристики автоматизированной факельной установки

Структура и состав комплекса технических средств факельной установки реализована на основе программируемых логических контроллеров, современных средствах автоматизации Российского производства, позволяющих осуществлять:

1. Контроль и сигнализация:
— давления газа перед запальником;
— давления газа перед факелом;
— давление перед факелом до задвижки;
— температуру пламени;
— положение МЭО регулятора давления газа перед факелом;
— высокого давления в емкости;
— низкого давления в емкости;
— управление в ручном или автоматическом режиме;

2. Автоматическое управление:
— регулируемый временной интервал горения запальника;
— розжиг запальника факела при превышении давления в емкости;
— блокировка запальника при понижении давления в емкости;
— выключение запальника при появлении пламени;
— контроль и управление дежурной горелкой;
— дистанционное управление и контроль горения факела из операторной;

3. Автоматическое регулирование:
— давления газа перед факелом;

4. Систему световой и звуковой сигнализации.

В качестве топлива используется попутный (свободный) нефтяной газ и газы химических производств.

Комплектация факельной установки

В состав факельной установки входят следующие компоненты:

1. Основание;
2. Ствол;
3. Оголовок струйный;
4. Горелка дежурная;
5. Запальная горелка ЗГ;
6. Термопреобразователь;
7. Трансформатор ИВН Эталон;
8. Фотодатчик ФДС-01;
9. Система автоматизации АМК.1.Факел, обеспечивающая автоматический розжиг и поддержание пламени
10. Баллон газовый с редуктором;

Система автоматики факела АМК-1.Факел

В качестве автоматики регулирования и безопасности факельной установки применяется автоматизированный микропроцессорный комплекс АМК-1.Факел в комплекте с датчиками и исполнительными устройствами .
Схемой автоматики предусмотрена аварийная остановка факела при отклонении технологических параметров от заданных:
— снижение давления газа перед запальником ниже установленного предела,
— повышение давления топливного газа выше установленного предела,
— обрыва или короткого замыкания свечи накаливания
— срабатывание прибора погасания пламени,
— прекращение электропитания.
Все аварийные сигналы, кроме последнего, сопровождаются световыми и звуковыми  сигналами с запоминанием первопричины аварии.

Автоматизированный комплекс АМК-1.Факел собирает и обрабатывает информацию о состоянии объекта и по результатам анализа управляет работой исполнительных механизмов и выдаёт сигналы на аварийную светозвуковую сигнализацию, в случае возникновения аварийной ситуации. АМК-1.Факел выводит на встроенный индикатор сообщения о режимах работы, состоянии датчиков и исполнительных механизмах, а также о причинах, вызвавших аварию.

Управление процессом горения происходит в автоматическом режиме. АМК-1.Факел поддерживает постоянным заданное значения температуры воды, уменьшает или увеличивает расход газа на горелки, при этом устанавливая оптимальным соотношение «газ-воздух».

Шкаф управления АМК-1.Факел обеспечивает:
— автоматический розжиг запальника;
— защитное отключение в случае аварийной ситуации;
— защита факела от нештатных действий персонала и в случае выхода из строя исполнительных устройств;
— сигнализацию о превышении температуры пламени;
— запоминание первопричины возникновения аварийной ситуации;
— возможность периодического контроля датчиков без остановки факела;
— программирование «под объект» при помощи компьютера;
— вывод информации на удаленный компьютер.

‍