音速フレアのエミッション試験

EPAのフレア審査委員会による2012年の報告書では、安定した炎の範囲外で動作する傾向のあるフレアに対する規制が拡大され、純発熱量の関数として速度の制限が含まれるようになりました。 

EPA 規制は、現在、破壊効率を検証するための代替排出制限試験を最初に実施せずに、音速フレアを許 可し運用することを認めていない。これらのフレアは、40 CFR 60.18 および 40 CFR 63.11(b) に引用される最大出口速度要件および適用される州 規制を超える音速出口速度で作動するので、既存の規制は、多点段階フレアの適用に影響を与える。 

長年にわたり、Zeeco 、マルチポイントソニックフレアの破壊効率試験を数多く実施してきました。すべての試験で、EPAの規制値を超える流速で高い破壊効率が実証された。オクラホマ州タルサ近郊にあるZeecoの工業規模燃焼試験設備で実施されたこれらの試験の目的は、幅広いガスと条件を使用して、より多くの用途にソニックチップを検証することでした。段階圧力と段階圧力解除時の排気プルームからのエミッションを測定するために、抽出サンプリングが使用されました。抽出ガス濃度は、各テストポイントにおけるマルチポイントソニックフレアチップの破壊効率を計算するために使用されました。音速ガス出口速度でも、Zeeco-設計されたソニックフレアチップは高い破壊効率を維持した。 

エンドユーザーと規制当局の両方からの圧力にもかかわらず、Zeecoのフレアバーナー試験と結果は社内で維持されてきた。本稿では、これらの結果を業界向けに発表する。 

図1-MPGFの典型的な設置例

多点式地上照明灯のメリットと特徴 

マルチポイント・グランド・フレア（MPGF）は、その物理的なレイアウトから名づけられたものである。一般的には、複数の圧力アシストフレアチップを勾配に合わせて垂直に設置し、上流側の圧力（ガス流量）が増加すると開き、圧力が減少すると閉じるように段階的に配置したものです。この設計思想は、40年以上前にMPGFが発明された当時も現在も変わっていません。MPGFは、炭化水素系の重圧で無煙燃焼を実現するために選定されることが多く、幅広いガス組成で音速での安定運転が実証されています。また、輻射熱や可視光線を低減・除去したい場合にもMPGFは使用されます。空気、ガス、蒸気などの他のアシスト媒体では無煙化率が高いために困難な、フレアリング容量の全範囲で無煙化運転を得るために、高圧力を用いてガスをアシストします。各バーナーには遮るもののないエアアクセスがあり、フレアガスの高い出口速度による勢いを利用して、燃焼に必要な空気を巻き込むことができます。MPGFは、最大限の無煙性能を発揮しながら、放射線の影響や区画面積を最小限に抑えるように設計されています。圃場の周囲にフェンスを設置することで、火炎の視界を遮ることができます。これは、フェンス領域外の放射線を低減し、フレアリング作業が公衆の迷惑になる可能性を低減するという2つの目的を兼ね備えています。下図は、典型的なMPGFの設置例です。

図2-MPGFフェンスの代表的な設置例

MPGFのもう一つの利点は、すべてのステージング装置が勾配のあるフェンスの外側に配置されているため、メンテナンスのためのアクセスが容易なことです。その結果、作業員はフレアリングの影響を受けることなく、安全にステージング設備にアクセスすることができます。図2は、ステージング装置とMPGFフェンスの外観を示したものです。

結論 

マルチポイント地上フレアは、周辺地域への影響を最小限に抑えながら、幅広い流量、組成、圧力で無煙フレアを実現する。Zeeco Combustion and Research Test Facility で実施された試験では、Zeecoの圧力補助フレアチップの安定性と効率に対する NHV と出口流速の影響が調査された。安定した火炎によるすべての試験結果は、Zeeco'の圧力アシストフレアチップが、現行の規制限度を超える高い出口速度でも高い破壊効率と除去効率を提供することを示している。抽出サンプリングの結果は、フレア効率を監視・測定する実用的な方法を開拓している新しいFlareSentryの性能を検証しました。この試験により、圧力アシストフレアチップは、ガス組成と圧力の広い範囲（）において、高い破壊・除去効率と燃焼効率で無煙フレアを提供できるという業界のコンセンサスが強化された。将来的な試験への推奨は、圧力と出口流速の範囲におけるより低いNHVの安定性と、可燃性ガスと不活性ガスの異なる比率の影響を調査することである。現在および将来の規制は、利用可能なすべての試験結果を考慮し、AMELを実施する必要なしに、マッハ1.0までの高出口速度の圧力アシストフレアの使用を認めるべきである。