高圧エアアシストシステム

サウジアラムコは過去10年にわたり、高圧の超音速空気を利用して無煙燃焼を行うフレアリング技術を開発し、特許を取得しています。高圧空気アシストシステム（HPAAS）と呼ばれるこの技術は、CFDモデリングと実大燃焼試験を活用した広範な研究開発プロセスを通じて開発されました。HPAASはサウジアラムコの多くの施設に導入され、かつては煙が充満していたフレアをきれいに燃焼させることができるようになりました。

これらのユニットのほとんどは、1年以上にわたって連続稼働しており、システムの有効性と信頼性を判断するための材料となっています。これらの現場では、様々なサイズと運転条件があり、システム比較のための良い基礎となっている。この論文では、現場のオペレーターから収集した情報に基づいて、設計に使用したフレアチップ、空気供給システム、および過酷な負荷の空気圧縮機について経験した成功と問題、および既存のフレアの設置または変更に関する問題を調査しています。また、改善点、限界、および将来の変化についても考察しています。

なぜHPAASが必要なのか？

約10年前、サウジアラムコの関係者は、多くのフレアシステムから継続的に発生する見苦しい煙に強く注意を払うようになりました。この目に見えない煙の存在が、サウジアラムコやエネルギー産業に対する世間のイメージを悪化させた。そこで、サウジアラムコはこの煙を除去し、安全で信頼性の高い、責任あるエネルギー生産へのサウジアラムコの取り組みを示すのに役立つ技術を探し始めたのです。そのためには、効率的な運用と煙の除去、そして費用対効果の高さが必要でした。市場で入手可能な無煙化技術を徹底的に調査した結果、彼らの用途に適したものはないことが判明しました。

構成と動作

HPAASシステムの主な構成要素は、超音速空気注入ノズルを備えたフレアチップ、フレアスタック上の空気供給ライン（通常直径2インチまたは3インチ）、流量制御システム、空気レシーバータンク、および空気圧縮機である。また、場合によっては、既設のプラント計装用空気から供給することも可能です。

HPAASフレアチップは、大きな風防を持つバレル型フレアチップを採用しています。風防とフレアチップの間の空間には、高圧空気噴射マニホールドが取り付けられています。このマニホールドには超音速ノズルがあり、フレアチップ出口の燃焼領域に向けて上向きに噴射される。図3に HPAAS フレアチップの主要構成部品を示す．

結論

HPAASは、既存の電力会社用フレアの後付けアプリケーションに非常に有用な技術であることが証明されています。HPAASは、他の技術では適時かつ費用対効果の高い方法で満たすことができなかったニッチを埋めることができるのです。HPAASは今後もこのような用途に有用な技術であり続け、技術の改善により、さらに多くの用途で使用されることになるでしょう。