無煙高圧空気アシストシステム(HPAAS)

ますます厳しくなる環境規制に対応し、施設でのクリーンエネルギーを推進するため、多くの石油・ガス・石油化学企業は、炭化水素ガスの無煙フレアを可能にするために、既存のフレアのアップグレードを求めています。これらのフレア改良の主な適用地域は、アフリカ、中東、南米など、石油の生産能力が高く、計画も進んでいる国々に位置しています。これらの地域の多くは、蒸気や水が不足しているために従来の無煙蒸気噴射システムを追加できない施設にユーティリティフレアを設置しています。サウジアラビア石油公社のMazen Mashour氏は、高圧空気を利用した新しい無煙フレア技術の特許を取得した。この技術はHPAAS（High Pressure Air Assist System）と呼ばれ、サウジアラビアの数十のフレアシステムに導入され、成功を収めている。超音速の空気噴射ノズルを用いて無煙空気を噴射するもので、これまでの無煙高圧空気アシストフレア技術よりもはるかに高い効率で無煙空気を噴射することができます。その結果、既存のフレアシステムに簡単に後付けでき、迅速かつ費用対効果の高いシステムが実現しました。この技術は、よりクリーンで環境に優しいフレアシステムを実現するため、間もなく世界中の施設で使用される予定である。本稿では、従来のシステムと比較したHPAASの利点について述べるとともに、技術開発におけるアプローチについて考察する。

背景

サウジアラムコは世界最大の石油会社で、上流と下流のさまざまな施設に数百のフレアシステムが設置されています。サウジアラムコのフレアは、ガス油分離プラント（GOSP）とその周辺の生産油田に最も集中している。これらの施設のフレアのほとんどは、過去50年間に実用フレア無煙化技術を用いて設置され、最大出口速度0.20または0.50マッハを推奨する古いAPI RP-521ガイドラインを用いて設計されていたため、フレア先端部の直径が48インチから84インチと大きくなっています[1]。また、使用可能な入口圧力は非常に低く、許容される圧力損失を満たすために大口径の先端が必要となる。これらのフレアの連続運転条件は、パージガス、制御バルブの漏れ、またはタンクの蒸気からなる低流量であることが多い。この混合ガスは低速で排出され、連続的に煙を出す。

結論

このペーパーが書かれた時点で、南部エリア無煙化アップグレードプロジェクトのGOSPのうち約15ヶ所が、HPAASフレアシステムへの改修に成功しています。現在のスケジュールによると、残りのGOSPは2009年末までに改修される予定です。設置されたすべてのHPAASチップは、希望通りの無煙・低放射線性能を発揮しています。このプロジェクトは、関係者全員にとって大きな成功を収めたと言えるでしょう。