РАСЧЕТ ДИАМЕТРА ФАКЕЛЬНОЙ ТРУБЫ, РАСЧЕТ ВЫСОТЫ ФАКЕЛЬНОЙ ТРУБЫ - Экология нефтегазодобывающих комплексов

Расход сбрасываемого газа определяется по формуле

G = 3600-с-U-S, кг/ч (1)

Где G - расход газа, кг/ч;

С - плотность газа, кг/м3;

U - скорость газа на выходе из факельной трубы (скорость истечения газа), м/с;

S - площадь поперечного сечения трубы, м2.

Плотность газа

(2)

Где М - молекулярная масса газа, кг/кмоль;

Р - абсолютное давление, Па;

T - температура, К;

R - универсальная газовая постоянная, 8314,8 Па*м3/ (кмоль*К).

Скорость звука в идеальном газе:

(3)

Где - показатель адиабаты.

Тогда скорость газа на выходе из факельной трубы принимается равной 20% от UЗ:

(4)

Площадь поперечного сечения факельной трубы:

(5)

Где d - диаметр факельной трубы.

Подставив 2, 3, 4 и 5 уравнения в (1) и, выразив d, получим:

(6)

Если задан объемный расход газа V (м3/ч), то

(7)

Если сжигаются газы, не выделяющие дыма, то расчетный диаметр может уменьшиться на 15%.

Длина факела рассчитывается по формуле:

(8)

РАСЧЕТ ВЫСОТЫ ФАКЕЛЬНОЙ ТРУБЫ

Интенсивность теплоизлучения пламени определяется уравнением:

(9)

Где - коэффициент светового излучения;

Q-количество тепла, выделяемого пламенем, МДж/г;

L - расстояние от центра пламени, при котором интенсивность теплоизлучения снижается до безопасной величины: q = 5 МДж/(м2*ч).

Коэффициент излучения выражается эмпирическим уравнением:

(10)

Где QH - низшая теплота сгорания факельного газа, МДж/м3.

(11)

Где M - молекулярная масса газа.

Для газовых смесей:

(12)

Где Ni - мольная доля компонента в смеси;

Qi - низшая теплота сгорания компонента.

Количество тепла выделяемого пламенем:

(13)

Где VФГ - расход факельного (сбросного) газа, м3/ч.

Максимальную интенсивность теплоизлучения определяем по формуле:

(14)

Где l1 - расстояние от центра пламени до основания факельной трубы, м, равное

, (15)

Где H - высота факельной трубы, м.

Подставим формулу (15) в (14) и решим относительно H:

(16)

Высота факельной трубы должна обеспечить безопасность радиационно-теплового воздействия на персонал. Максимальная величина qM, которую может выдержать человек в течение некоторого времени, составляет 17 МДж/(м2-ч). Подставив эту величину в (16) получим:

(17)

Высоту факельной трубы рекомендуется принимать не менее 35 d.

Представляет интерес рассчитать расстояние от основания факельной трубы до безопасной зоны, которую можно вычислить как длину катета l2 в прямоугольном треугольнике:

или (18)

Эта зависимость справедлива для случая, когда сброс газа производится в неподвижную атмосферу.

При ветре пламя будет отклонено под углом к оси трубы. Площадь у основания трубы, на которой интенсивность излучения будет выше допустимого предела, имеет форму эллипса. Поэтому расстояние от факельной трубы до безопасной зоны увеличивается. Как следует из рис.:

(19)

Где UB - скорость ветра, м/с;

U - скорость сброса газов, м/с;

- угол наклона пламени.

. (20)

По данным Деткова и др. в нашей стране не проводились экспериментальные исследования на промышленных факелах с целью определения интенсивности теплоизлучения, мощности тепловыделения, полноты сгорания газа (флюида), уровня шума, длины и отклонения пламени в зависимости от направления ветра и других параметров.

Обширный экспериментальный материал собран американскими исследователями: факельные трубы газо - и нефтеперерабатывающих заводов, d= 390 мм, Н= 22,9 м.

В частности, относительно шума при факельном сжигании газа.

Похожие статьи




РАСЧЕТ ДИАМЕТРА ФАКЕЛЬНОЙ ТРУБЫ, РАСЧЕТ ВЫСОТЫ ФАКЕЛЬНОЙ ТРУБЫ - Экология нефтегазодобывающих комплексов

Предыдущая | Следующая