DE2537351A1 - CONTROL SYSTEM FOR FLARE SYSTEMS FOR FLARING OF EXHAUST GASES - Google Patents
CONTROL SYSTEM FOR FLARE SYSTEMS FOR FLARING OF EXHAUST GASESInfo
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Description
PATENTANWÄLTE *> C O 7 Q ζPATENT LAWYERS *> C O 7 Q ζ
DIPL-ING. MARTIN LICHT /Dö J OO \ DIPL-ING. MARTIN LICHT / Dö J OO \
DR. REINHOLD SCHMIDT
DIPL.-WlRTSCH.- ING. HANSMANN
D1PL.-PHYS. SEB. HERRMANNDR. REINHOLD SCHMIDT
DIPL.-WlRTSCH.- ING. HANSMANN
D1PL.-PHYS. SEB. HERRMANN
MÜNCHEN 2
THERESiENSTRASSE 53MUNICH 2
THERESiENSTRASSE 53
21 . August 137b21. August 137b
JOHN ZINK COMPANY 4401 South Peoria Tulsa, Oklahoma USAJOHN ZINK COMPANY 4401 South Peoria Tulsa Oklahoma USA
Steuersystem für Fackelanlagen zum Abfackeln von AbgasenControl system for flare systems for flaring flue gases
Die Erfindung betrifft ein Steuersystem zur temperatur- und druckabhängigen Steuerung einer Ausstoßgasströmung für Fackelanlagen zum Abfackeln von Abgasen. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Verbesserung der in der US-PS 3 741 713 beschriebenen Anlage.The invention relates to a control system for temperature- and pressure-dependent control of an exhaust gas flow for flare systems for flaring exhaust gases. In particular, the invention relates to an improvement on that disclosed in U.S. Patent 3 741 713 described system.
Chemische Fabriken und Erdölraffinerieanlagen benötigen einen Fackelschornstein, durch welchen brennbare Abgase ausströmen und ohne Gefahr für die Umgebung verbrennen können, wobei eine minimale Verunreinigung auftritt. Häufig treten in kritischen Situationen sehr große Gas-Chemical factories and petroleum refineries require a flare chimney through which flammable exhaust gases can leak and burn without endangering the environment, with minimal pollution. In critical situations, very large gas
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mengen zum Abfackeln auf, wobei das Gas bisweilen eine Temperatur von zwischen 120 bis 150°C liegenden Werten (250 bis 300°F) überschreitet. Es ist eine dauernd brennende Zündflamme vorgesehen, so daß das in den Fackelschornstein eintretende Gas am Schornsteinausgang störungsfrei entzündet wird.for flaring, the gas sometimes having a temperature of between 120 and 150 ° C (250 to 300 ° F). A constantly burning pilot flame is provided so that what enters the flare chimney The gas at the chimney outlet is ignited without problems.
Wenn das Abfackeln des Gases nach Beendigung des kritischen Alarmzustandes aufhört, kühlen sich der Fackelschornstein und die in dem Fackelschornstein enthaltenen Gase, die eine erhöhte Temperatur aufweisen, auf die Umgebungstemperatur ab. Infolgedessen verringert sich der Gasdruck in dem Fackelschornstein proportional zur absoluten Temperatur des Gases. Diese Druckverringerung führt dazu, daß atmosphärische Luft nach dem Aufhören der Strömung in das obere Ende des Fackelschornsteines eingesaugt wird, so daß ein gefährlicher Zustand entsteht. Wenn die nächste Gasmenge abgefaGkelt werden soll, kann durch die Brennfähigkeit des abzufackelnden Gases und durch das Vorhandensein der Luft ein explosives Gemisch erzeugt werden, welches durch die dauernd brennende Zündflamme leicht entzündet werden kann.If the flaring of the gas stops after the critical alarm condition has ended, the flare chimneys cool down and the gases contained in the flare chimney, which have an elevated temperature, to the ambient temperature. As a result, the gas pressure in the flare chimney decreases proportionally to the absolute temperature of the gas. This reduction in pressure causes atmospheric air to flow into the top of the flare after the flow stops is sucked in, so that a dangerous condition arises. When the next amount of gas is to be drawn off due to the combustibility of the gas to be flared and the presence of air, it can become explosive Mixture can be generated, which can be easily ignited by the constantly burning pilot flame.
Zur dauernden Freihaltung des System von Luft ist es üblich, in das System eine dauernde Ausstoßgasströmung oder Spühlgasströmung einzuleiten, damit durch das System zum Ausgang des Fackelschornsteines eine konstante geringe Gasbewegung stattfindet. Zwei Einflüsse beherrschen die Gasbewegung des Ausstoßgases oder Spühlgases. Ein Einfluß ist durch die Bewegung des über das offene Austrittsende des Fackelschornsteines blasenden Windes bedingt. Um diesem Einfluß entgegenzuwirken, ist die Verwendung einer sogenannten molekularen Dichtung (molecular seal),durch welche zwei Strömungsumkehrungen hervorgerufen werden, vorgesehen. Dichtun-To keep the system free of air at all times, it is customary to have a continuous flow of exhaust gas or purge gas into the system to initiate a constant low gas movement through the system to the exit of the flare chimney takes place. Two influences dominate the gas movement of the discharge gas or flushing gas. A hold is through caused the movement of the wind blowing over the open exit end of the flare chimney. About this influence to counteract this is the use of a so-called molecular seal, through which two flow reversals are caused. Sealing
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gen dieser Art sind in den US-PS 3 289 729 und 3 055 417 beschrieben. Diese Dichtungen ermöglichen das Eintreten von sich außerhalb des Schornsteines befindlicher Luft nur an einer stromab von der molekularen Dichtung gelegenen Stelle, welche im allgemeinen unmittelbar unter dem Punkt gelegen ist, an welchem die Zündung erfolgt. Bei großen Fackelschornsteinen entspricht dies einer teuren Zusatzeinrichtung, durch welche eine vollständige Lösung des Problems nicht erzielt wird.Genes of this type are described in U.S. Patents 3,289,729 and 3,055,417. These seals allow entry from air outside the chimney only at a location downstream from the molecular seal, generally immediately below the point is located at which the ignition takes place. With big ones Flare chimneys, this corresponds to an expensive additional device, by which a complete solution to the problem is not achieved.
Der zweite Einfluß ist durch die Temperaturänderung innerhalb des Systems bedingt, welche wiederum entweder von meteorologischen Zuständen oder von dem Abfackeln der Abgase bei sehr hohen Temperaturen abhängt. Das Volumen des Systems beträgt z.B. bei einem Fackelschornstein mit einem Durchmesser von 76,2 cm (30 inches) und einer Höhe von 152,4 m (500 feet) annähernd 68 m3 (2400 cubic feet). Wenn man annimmt, daß ein solches Volumen mit Fackelgasen mit einer Temperatur von 120Oc (2500F) während einer Fackelperiode gefüllt ist, und wenn dann das Ausströmen der heißen Abgase abgebrochen wird, dann kühlt sich das System ungefähr in 15 Minuten auf die Umgebungstemperatur ab.The second influence is due to the temperature change within the system, which in turn depends either on meteorological conditions or on the flaring of the exhaust gases at very high temperatures. For example, the volume of the system for a flare chimney 76.2 cm (30 inches) in diameter and 152.4 m (500 feet) high is approximately 68 m 3 (2400 cubic feet). Assuming that such a volume is filled with torch gas having a temperature of 120 ° C. (250 0 F) during a flare period, and then when the outflow of the hot flue gases is interrupted, then the system cools approximately 15 minutes from the ambient temperature .
Das Volumen der sich bei Atmosphärendruck innerhalb des Fackelschornsteines befindlichen Gase würde sich proportional zur absoluten Temperatur auf annähernd 48 m3 (1700 cubic feet) verringern. Es würde also Luft in den Schornstein in einer Menge von 68 minus 48 m3 oder annähernd 20 m3 (2400 minus 1700 cubic feet oder annähernd 700 cubic feet) eingesaugt werden. Dies würde einem Eindringen von Luft in den Schornstein um annähernd 46 m (150 feet) entsprechen. Da sich diese Luftsäule annähernd 15 Minuten lang bewegt, entspricht dies einer Geschwindigkeit von 0,05 m/sec (0,15 feet/sec). Ein Fackel-The volume of gases within the flare stack at atmospheric pressure would decrease in proportion to absolute temperature to approximately 48 m 3 (1700 cubic feet). So air would be drawn into the chimney in an amount of 68 minus 48 m 3 or approximately 20 m 3 (2400 minus 1700 cubic feet or approximately 700 cubic feet). This would correspond to air entering the chimney by approximately 150 feet. Since this column of air moves for approximately 15 minutes, this corresponds to a velocity of 0.05 m / sec (0.15 feet / sec). A torch
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schornstein mit einem Durchmesser 76,2 cm würde also die Zuführung von ungefähr 20 m3 Ausstoßgas benötigen oder wenn man sichergehen will, annähernd 22,7 m3 in jeweils 15 Minuten. Das stündlich erforderliche Volumen betrüge daher ungefähr 91 m3/h (3200 SCFH).A chimney with a diameter of 76.2 cm would therefore require the supply of about 20 m 3 of exhaust gas or, if you want to be on the safe side, approximately 22.7 m 3 in 15 minutes. The hourly volume required would therefore be approximately 91 m 3 / h (3200 SCFH).
Wenn sich das System auf die Umgebungstemperatur abgekühlt hat, dann wird diese große Ausstoßgasströmung mit 0,05 m/sec nicht mehr benötigt. Eine nominale Strömungsgeschwindigkeit von annähernd 0,009 m/sec (O,O3 feet per second) reicht aus, um das Eindringen von Luft in den Schornstein dauernd zu verhindern .When the system has cooled to ambient temperature, this large exhaust gas flow will be 0.05 m / sec no longer needed. A nominal flow velocity of approximately 0.009 m / sec (0.03 feet per second) is sufficient, to prevent air from entering the chimney at all times.
Das in der vorgenannten US-PS 3 741 713 beschriebene System ist aus verschiedenen Gründen ungeeignet:The system described in the aforementioned US Pat. No. 3,741,713 is unsuitable for several reasons:
1. Die hohe Vergeudung von Ausstoßgasen, die im allgemeinen von Kohlenwasserstoffgasen oder Kraftstoffgasen gebildet sind. Diese Vergeudung steht im Widerspruch zu den Forderungen zur Einsparung von Brennstoff/Wärmeenergie.1. The high waste of exhaust gases, generally formed by hydrocarbon gases or fuel gases are. This waste contradicts the demands for saving fuel / thermal energy.
2. Die vorbekannten Systeme reagieren nicht auf kleine Temperaturänderungen der in dem Fackelschornstein enthaltenen Gase, welche gefährliche Auswirkungen haben können,2. The previously known systems do not respond to small changes in temperature the gases contained in the flare chimney, which can have dangerous effects,
3. Die vorbekannten Systeme verhindern nicht das Eindringen oder den Verbrauch der Ausstoßgase, wenn in der Fackelanlage eine Gasströmung vorhanden ist und die Ausstoßgase für die Sicherung der Fackelanlage nicht benötigt werden.3. The previously known systems do not prevent the ingress or consumption of the exhaust gases when in the flare system there is a gas flow and the exhaust gases are not required to secure the flare system.
4. Bei Fackelanlagen, bei denen im Fußteil des Fackelschornsteines Flüssigkeitsdichtungen oder-sperren angeordnet4. For flare systems, those in the foot of the flare chimney Liquid seals or barriers arranged
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sind, ist außerdem ein konstanter Ausstoßgas- oder Spülgasstrom zur Einsparung von Brennstoffenergie nicht erforderlich. In addition, a constant flow of exhaust gas or purge gas is not required to save fuel energy.
Die Ausdrücke Ausstoßgas oder Spülgas werden gegeneinander austauschbar verwendet. Dieses Gas kann von irgendeiner Substanz gebildet sein, die bei einer beliebigen Temperatur dieses Systems, bei welchem sie verwendet wird, gasförmig ist. Allgemein verwendete Ausstoßgase sind Methan, Äthan, Propan und Stickstoff, jedoch können auch andere Gase wie z.B. Argon verwendet werden.The terms exhaust gas or purge gas are used interchangeably. This gas can be from any Substance formed at any temperature this system in which it is used is gaseous. Commonly used emission gases are methane, ethane, Propane and nitrogen, but other gases such as argon can also be used.
Der Zweck der Verwendung von Ausstoßgasen in Fackelanlagen besteht darin, daß verhindert werden soll, daß in der gesamten Fackelanlage ein-Strömungsstillstand oder eine umgekehrte Strömung stattfindet, sondern es soll stets eine kleine Strömung in Richtung zum Ausgang der Fackelanlage stattfinden. Die Fackelanlage ist so lange nicht gefährlich, wie sich keine Luft oder Sauerstoff in dem System befinden. Wenn die Systemströmung jedoch umkehrt, dann wird Luft in das System eingesaugt, und es besteht augenblicklich die Gefahr einer Explosion oder Detonation, wenn die normale Vorwärtsströmung wieder einsetzt und das Luft-Gasgemisch auf die Zündflamme trifft.The purpose of using exhaust gases in flare systems is to prevent them from occurring in the whole Flare system one-flow standstill or a reverse flow takes place, but it should always be one small flow towards the exit of the flare system. The torch system is not dangerous for so long how there is no air or oxygen in the system. However, if the system flow reverses, then air is drawn into the system and there is an instantaneous risk of explosion or detonation if normal forward flow resumes and the air-gas mixture hits the pilot flame.
Es ist in der Veredelungsindustrie, in welcher Fackelan-*· lagen verwendet werden, üblich geworden, den Fackelanlagen Ausstoßgas zuzuführen, damit in dem System zu dem Schornstein eine minimale Gasströmung mit der allgemein akzeptierten Strömungsgeschwindigkeit von 0,02 m/sec (0,05 feet per second) stattfindet. Diese Strömungsgeschwindigkeit erscheint klein, aber bei einer solchen Gasbewegung in einemIt is in the processing industry in which torch light * It has become common practice to supply exhaust gas to the flare systems so that it is in the system to the chimney a minimum gas flow at the generally accepted flow rate of 0.02 m / sec (0.05 feet per second) takes place. This flow velocity appears small, but with such a gas movement in one
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Fackelsystem mit einem Schornsteindurchmesser von 61 cm (24") wird eine Ausstoßgasmenge von 15,36 m3/h (540 SCFH) benötigt. Bei einem 91,4 cm System (36") wird ein Gasstrom von 35,18 m3/h (1237 SCFH) benötigt, während bei einem 121,9 cm System (48") ein Gasstrom von 62,99 m3/h (2215 SCFH) benötigt wird. Bei diesen Angaben handelt es sich um allgemein übliche Systemgrößen. In einigen Fällen kann dieses Ausstoßgasvolumen eingespart werden, was im Falle der Verwendung von Methan zu einer überraschenden Einsparung von 2365 Dollar pro Jahr bei einem 61 cm System (24") oder von 9700 Dollar pro Jahr bei einem 121,9 cm System (48") führt. Einige Veredelungsfabriken besitzen mehr als fünf Fackelschornsteine;Flare systems with a 61 cm (24 ") chimney diameter require an output gas rate of 15.36 m 3 / h (540 SCFH). A 91.4 cm (36") system requires a gas flow of 35.18 m 3 / h (1237 SCFH) is required, while a 121.9 cm (48 ") system requires a gas flow of 62.99 m 3 / h (2215 SCFH). These figures are common system sizes. In some cases this volume of exhaust gas can be saved, resulting in a surprising saving of $ 2,365 per year for a 24 "system or $ 9,700 per year for a 48" system when using methane. Some Refining factories have more than five flare chimneys;
Die Strömungsgeschwindigkeit des Ausstoßgases von 0,02 m/sec (0,05 feet per second) erscheint ausreichend für einen in dem System auftretenden Temperaturabfall von etwa 68°C (20°F) in 15 Minuten (wie z.B. von 176°C auf 108°C). Wenn jedoch der Temperaturabfall in 15 Minuten 104° (40°F) betragen sollte, dann wird es notwendig, den Ausstoßgasstrom zu erhöhen, damit der gleiche Sicherheitszustand der Fackelanlage erhalten bleibt, da sich das Gasvolumen bei gleichem Druckzustand proportional zur absoluten Temperatur verhält. Die Umgebungsbedingungen, wie z.B. Sonnenschein oder kalte Schauer oder Windeinflüsse plus Abfall der Atmospharentemperatur führen zusammen mit der in dem Schornstein herrschenden Gastemperatur dazu, daß die Temperatur im Sommer innerhalb von 15 Minuten um etwa 194°C (900F) fallen kann. Bei einem Temperaturabfall um 194°C (90°F) innerhalb von 15 Minuten muß die Gasströmungsgeschwindigkeit des Ausstoßgases aus Sicherheitsgründen 0,03 m/sec (0,083 feet per second) betragen.The exhaust gas flow rate of 0.02 m / sec (0.05 feet per second) appears sufficient for a temperature drop of about 68 ° C (20 ° F) in 15 minutes (such as from 176 ° C to 108 ° C) in the system ° C). However, if the temperature drop should be 104 ° (40 ° F) in 15 minutes, then it becomes necessary to increase the exhaust gas flow in order to maintain the same safety status of the flare system, since the gas volume is proportional to the absolute temperature at the same pressure status. The ambient conditions, such as sunshine or cold flashes or wind influences plus waste of Atmospharentemperatur lead together with the pressure prevailing in the stack gas temperature to the temperature (F 90 0) fall in the summer within 15 minutes at about 194 ° C. If the temperature drops by 194 ° C (90 ° F) within 15 minutes, the gas flow rate of the exhaust gas must be 0.03 m / sec (0.083 feet per second) for safety reasons.
Die vorher angegebenen Werte ergeben sich durch eine Berech-The values given above are the result of a calculation
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nung der Volumenabnahme des Fackelgases bei einem Temperaturabfall des sich innerhalb der Fackelanlage befindlichen Gases, wenn keine Strömung stattfindet. Bei einem Temperaturabfall von z.B. 176°C auf 14O°C (8O0F auf 6O0F) verringert sich das innerhalb der Fackelanlage befindliche Volumen V auf 0,963 V. Bei einem Temperaturabfall von 3O2°C auf 140°C (1500F auf 6O0F) verringert sich das Volumen V bei gleichem Druck auf 0,852 V. Bei dem Temperaturabfall von 176°C auf 140°C (8O0F auf 6O0F) wird ein Volumen Ausstoßgas von 0,037 V oder eine Ausstoßgasströmung mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 0,02 m/sec (0,05 feet per second) benötigt. Bei einem Temperaturabfall von 302Oc auf 140°C (150°F auf 6O0F) wird ein Ausstoßgas-Volumen von 0,148 V benötigt oder eine Ausstoßgasströmung mit einer Strömungsgeschwindigkeit von O,O3 m/sec (0,083 feet per second).The decrease in volume of the flare gas when the temperature of the gas inside the flare system drops when there is no flow. If the temperature drops from, for example, 176 ° C to 140 ° C (8O 0 F to 6O 0 F), the volume V located inside the flare system decreases to 0.963 V. If the temperature drops from 3O2 ° C to 140 ° C (150 0 F) 6O 0 F), the volume V decreases to 0.852 V at the same pressure. With the temperature drop from 176 ° C to 140 ° C (80 0 F to 6O 0 F), a volume of ejection gas of 0.037 V or an ejection gas flow with a flow velocity of 0.02 m / sec (0.05 feet per second) is required. At a temperature drop of 302Oc to 140 ° C (150 ° F to 6O 0 F), a discharge gas volume required by 0.148 V or a discharge gas flow with a flow rate of O, O3 m / sec (0.083 feet per second).
Es ist also zu erkennen, daß die Anforderungen an die Sicherheit bei normalen meteorologischen Änderungen erfordern, daß das Ausstoßgas-Volumen an die Temperaturverhältnisse des sich in der Fackelanlage befindlichen Gases angepaßt wird, wenn keine Ausströmung der Abgase stattfindet. Dies trifft auf normale Wetterverhältnisse zu. Wenn jedoch heiße Gase von Arbeitsprozessen abgeführt werden, dann kann die"Gastemperatur annähernd 932°C (500°F) oder mehr betragen und die erforderliche Ausstoßgasströmungsgeschwindigkeit liegt wesentlich höher, nämlich bei annähernd 0,19 m/sec (0,619 feet per second), so daß eine Änderung des Gasstromes in Abhängigkeit von der Systemtemperatur erforderlich ist.It can therefore be seen that the safety requirements in the event of normal meteorological changes require that the discharge gas volume to the temperature conditions of the gas in the flare system is adjusted if there is no outflow of the exhaust gases. This applies to normal weather conditions. if however hot gases from work processes are evacuated, then the "gas temperature" can be approximately 932 ° C (500 ° F) or be more and the required discharge gas flow rate is much higher, namely at approximately 0.19 m / sec (0.619 feet per second), so that a change in the Gas flow is required depending on the system temperature.
Die in der US-PS 3 741 713 beschriebene Anlage spricht auf höhere Temperaturverhältnisse an, jedoch nicht auf normale Wetteränderungen, bei welchen eine zusätzliche Änderung der Ausstoßgasströmung erforderlich ist, wie dies gezeigt wurde.The system described in US Pat. No. 3,741,713 responds to higher temperature conditions, but not to normal ones Weather changes which require an additional change in the exhaust gas flow as shown.
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Die vorbekannte Anlage ermöglicht auch keine Änderung der Ausstoßgasströmung in Abhängigkeit von der Gastemperatur der Fackelanlage zum Zwecke der Einsparung von Ausstoßgas.The previously known system also does not allow any change in the discharge gas flow as a function of the gas temperature the flare system for the purpose of saving exhaust gas.
Die Erfindung ist deshalb darauf gerichtet,ein Steuersystem zur Steuerung einer Ausstoßgasströmung der vorgenannten Art zu schaffen, durch welche mittels einer geeigneten Steuerung der Ausstoßgasströmung in Abhängigkeit von der in der Fackelanlage herrschenden Gastemperatur und von dem in der Fackelanlage herrschenden Druck Brennstoff/Wärmeenergie eingespart werden kann.The invention is therefore directed to a control system for controlling an exhaust gas flow of the aforementioned type to create, through which by means of a suitable control of the exhaust gas flow depending on that in the flare system The prevailing gas temperature and the pressure prevailing in the flare system save fuel / thermal energy can be.
Das erfindungsgemäße Steuersystem ist gekennzeichnet durch eine Fackelanlage mit einer das abzufackelnde Abgas in den Fackelschornstein einleitenden Leitung sowie einer gesteuerten Zündeinrichtung und einer Einrichtung zur Einleitung von Ausstoßgas in die Anlage, durch eine Temperaturmeßeinrichtung und eine Druckmeßeinrichtung zum Messen der in der Fackelanlage herrschenden Temperatur und des in der Fackelanlage herrschenden Druckes und zur Bestimmung des Temperaturunterschiedes zwischen dieser Temperatur und einer bestimmten Umgebungstemperatur, und durch eine auf die Temperaturdifferenz und den Druck ansprechende Einrichtung, welche die in die Fackelanlage eingeleitete Ausstoßgasströmung steuert.The control system according to the invention is characterized by a flare system with the exhaust gas to be flared into the Flare chimney introducing line and a controlled ignition device and a device for introducing Discharge gas into the system, through a temperature measuring device and a pressure measuring device for measuring the temperature prevailing in the flare system and that in the flare system prevailing pressure and to determine the temperature difference between this temperature and a certain ambient temperature, and by a means responsive to the temperature difference and the pressure, which means in the Flare system controls initiated exhaust gas flow.
Wenn die Temperatur über dem Normalwert liegt, während der Druck den. Normalwert aufweist, dann erfolgt in vorteilhafter Weise eine Einleitung von Ausstoßgas in Abhängigkeit von der Temperatur. Wenn die Temperatur hoch ist und der Druck ebenfalls hoch ist, dann erfolgt keine Einleitung von Ausstoßgas. If the temperature is above normal while the pressure is the. Has normal value, then takes place in advantageous Way an introduction of exhaust gas depending on the temperature. When the temperature is high and so is the pressure is high, no discharge gas is introduced.
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Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Darin zeigen:Features, details and advantages of the invention result from the following description of an exemplary embodiment based on the drawing. Show in it:
Fig. T einen Betriebszustand der erfindungsgemäßen Fackel— anlage, bei welchem in dem Strömungssystem der Fackelanlage eine Wasserdichtung vorgesehen ist* undT shows an operating state of the torch according to the invention. system in which in the flow system of the flare system a water seal is provided * and
und 3 Betriebszustände, bei welchen in der: Fackelanlage keine Wasserdichtung vorgesehen istr sondern das abzufackelnde Gas insbesondere durch die in der Fackelanlage herrschende Temperatur sowie den in der Fackelanlage herrschenden Druck gesteuert wird.3 and operating conditions in which in: no flare system water seal is provided but the r abzufackelnde gas is controlled particularly by the pressure prevailing in the flare system temperature and the pressure existing in the flare stack pressure.
In der Fig.1 der Zeichnung sind· eine Fackelanlage IQ, ein Äusstoßgassy stein 12 und ein Drucks teuer sys tent 14 dargestellt. Die in der Fig. T gezeigte Gesamtanlage weist als Teil des Stromungssystems eine im Fußabschnitt des Fackelschornsteines angeordnete Wasserdichtung auf, wobei in das Wasser einer Wassersäule 28 die Eeittmgr 24 für das abzufackelnde Gas mit einem nach unten greifenden Abschnitt 26 bis zur Tiefe H eingetaucht ist. Me Tiefe B reicht aus, um im wesentlichen die Gefahr zu beseitigen», daß der Wasserspiegel bis zu der Stelle nach unten gezogen wird, an welcher das sich in dem Schornstein befindliche Gas in die Leitung 24 zurückströmen kann. 1 of the drawing shows a flare system IQ, a Äußgassy stone 12 and a pressure expensive system 14 shown. The overall system shown in FIG Part of the flow system one in the foot section of the flare chimney arranged water seal, wherein in the water of a water column 28 the Eeittmgr 24 for the flaring Gas is immersed with a downward portion 26 to the depth H. Me depth B is enough to essentially to eliminate the danger »that the water level is pulled down to the point where the Gas in the chimney can flow back into line 24.
Der Fußteil des Fackelschornsteines f 6 ruht auf dem Erdboden 46, und der Schornstein besitzt: mehrere Abschnitte 18, die sich bis zur oberen Äustrittsoffnungr 22 erstrecken. Es ist eine überwachungsvorrichtung vorgesehen, welche eineThe foot of the flare chimney f 6 rests on the ground 46, and the chimney has: several sections 18, which extend to the upper outlet opening 22. It a monitoring device is provided which has a
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konstant brennende Zündflamme zum Entzünden der brennbaren Abgase erzeugt, die entlang dem Pfeil 13 durch die Leitung 24, 26 strömen und durch das Wasser 28 nach oben blubbern, um nach oben durch den Fackelschornstein 16, 18 bis zur oberen Äustrittsoffnung 22 zu strömen« wo die Abgase entzündet werden und verbrennen.Constantly burning pilot flame to ignite the combustible one Exhaust gases are generated along the arrow 13 through the pipe 24, 26 stream and bubble up through the water 28, to go up through the flare chimney 16, 18 to the upper one Outlet opening 22 to flow where the exhaust gas ignites will and burn.
Wenn die Gasströmung aufhört, dann verhindert die Wasserdichtung 28 die Rückströmung irgendwelcher sich in dem Fackelsehornstein 1€r 18 befindlichen Gase in die Leitung 24. Ute diese Rucks tr ömung jedoch zu verhindern, ist darüber hinaus ein die Leitung 24 mit einem druckempfindlichen Schalter 34 verbindender Druckanschluß 32 vorgesehen, der über Leitungen 36 mit elektrischer Energie versorgt wird- Wenn der in der Leitung 24 herrschende Druck niedrig ist, dann fließt elektrischer Strom über zwei Leitungen 38 zu eine» elektrisch gesteuerten Ventil 4®, welches derart gesteuert wird* daß Äusstoßgas von einer zuführenden Leitung 42 durch das ventil 4O und durch eine Leitung 44 hindurch in die Leitung 24 strömen kann, so daß der in der Leitung 24 herrschende Druck auf einem vorbestimmten Niveau gehalten wird. Wenn der Druck auf diesem vorbestimmten Niveau gehalten wird, dann besteht keine Tendenz, daß das Gas aus dem Fackelschornstein in die Leitung 26 zurückgesaugt: wird.If the gas flow stops, then 28 prevents the water seal, the backflow of any However, to prevent in the Fackelsehornstein 1 € r 18 gases located in the conduit 24, Ute this jerk tr ömung, it is also a conduit 24 connecting with a pressure sensitive switch 34 Pressure connection 32 is provided, which is supplied with electrical energy via lines 36. When the pressure prevailing in line 24 is low, electrical current flows via two lines 38 to an "electrically controlled valve 4®, which is controlled in such a way that discharge gas from a supply line 42 can flow through the valve 40 and through a line 44 into the line 24, so that the pressure prevailing in the line 24 is maintained at a predetermined level. If the pressure is maintained at this predetermined level, there will be no tendency for the gas from the flare stack to be drawn back into line 26.
Gemäß der Erfindung werden die in dem Fackelschornstein herrschende Gastemperatur und der in dem Fackelschornstein herrschende Gasdruck gemessen, um mit diesen Parametern die AusstoßgasströEEung zu steuern, damit jegliches Eindringen von Luft durch die Austrittsöffnung 22 in den Schornstein verhindert wird und diese Steuerung aus Gründen der Einsparung von Brennstoff und Kosten mit einem minimalen Aus— stoßgasstrom ermöglicht wird.According to the invention, those in the flare chimney prevailing gas temperature and that in the flare chimney The prevailing gas pressure is measured in order to control the discharge gas flow with these parameters, so that any penetration of air through the outlet opening 22 in the chimney is prevented and this control for reasons of economy of fuel and cost with a minimal exhaust gas flow.
Ein Temperatursensor 48, der z.B. gemäß den Ausführungen in der US-PS 3 741 743 von einem Heißleiter, einem Thermoelement, einem Kapillarsensor oder einem anderen Bauteil gebildet sein kann, ist in den Fackelschornstein 16, 18 eingesetzt. Mit einer an sich bekannten geeigneten Steuereinrichtung 50 wird ein Signal einem Temperaturwächter T zugeleitet, der mit dem Bezugszeichen 52 bezeichnet ist. Der dem Temperaturwächter 52 über Leitungen 54 zugeleitete Strom gelangt über den Temperaturwächter durch Leitungen 53 und 55 zu einem elektrisch gesteuerten Ventil 58. Das Ventil 58 ist in einer Leitung 6O zur Zuführung von Ausstoßgas angeordnet und steuert die Gasströmung durch eine Leitung 62 zum Fußteil des Fackelschornsteines 16, wobei das Ausstoßgas über dem Wasserspiegel der Wassersäule 28 in den Fackelschornstein eintritt. Wenn mit anderen Worten die in dem Fackelschornstein herrschende Temperatur über dem Normalwert liegt, dann könnte Ausstoßgas durch das Ventil 58 und die Leitung 62 in den Schornstein einströmen.A temperature sensor 48, which, for example, as described in US Pat. No. 3,741,743, consists of a thermistor, a thermocouple, a capillary sensor or some other component is inserted into the flare chimney 16, 18. With a suitable control device 50 known per se, a signal is fed to a temperature monitor T, which is denoted by the reference numeral 52. The current fed to the temperature monitor 52 via lines 54 passes over the temperature monitor through lines 53 and 55 to an electrically controlled valve 58. The valve 58 is in a Line 6O arranged for the supply of exhaust gas and controls the gas flow through a line 62 to the foot part of the Flare chimney 16, the exhaust gas entering the flare chimney above the water level of the water column 28. In other words, if the temperature in the flare chimney is above normal, then it could Discharge gas flow through valve 58 and line 62 into the chimney.
Obwohl in Verbindung mit früheren Konstruktionen ausgeführt wird, daß diese thermische Steuerung befriedigend arbeitet, hat die Praxis gezeigt, daß dies nicht ganz der Fall ist, so daß es wünschenswert ist, das Gas außerdem durch einen Druckschalter P zu steuern, der mit dem Bezugszeichen 56 bezeichnet ist. Dieser Druckschalter 56 ist über eine Leitung 64 an den Schornsteinabschnitt 18 angeschlossen und zwischen den Leitern 53 und 55 angeordnet. Wenn die Temperatur am Temperatursensor 48 über der Normaltemperatur liegt, dann gibt der Temperaturwächter 52 an das Ventil 58 ein Signal ab, damit dieses eine Ausstoßgasströmung durch die Leitung 22 in den Ofen zuläßt. Wenn jedoch das Fackelgas strömt, dann wird kein Ausstoßgas benötigt, weil in dem SchornsteinabschnittAlthough in connection with earlier designs this thermal control is stated to work satisfactorily, Practice has shown that this is not entirely the case, so it is desirable to also switch the gas on through a pressure switch P, which is denoted by the reference numeral 56 to control. This pressure switch 56 is on via a line 64 connected to the chimney section 18 and arranged between the ladders 53 and 55. When the temperature on the temperature sensor 48 is above normal temperature, then the temperature monitor 52 sends a signal to the valve 58 so that this allows exhaust gas flow through line 22 into the furnace. However, if the flare gas is flowing, then will no exhaust gas needed because in the chimney section
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eine nach oben strömende Gasströmung vorhanden ist und der Druck den Normaldruck übersteigt. Wenn also sowohl die von
dem Temperatursensor 48 angezeigte Temperatur als auch der in der Leitung 64 herrschende Druck über dem Normalwert
liegen, dann verhindert der Druckschalter 56 den Durchgang des von dem Temperaturwächter 52 abgegebenen Signals zu dem
Ventil 58, so daß das Ventil geschlossen bleibt. Wenn jedoch die Strömung des Fackelgases aufhört, dann verringert sich
der Druck auf den Normalwert, während die Temperatur noch
hoch bleibt. Bei diesem Zustand ist daher eine Ausstoßgasströmung erforderlich, und der sich dann schließende Druckschalter
56 ermöglicht den Durchgang des von dem Temperaturwächter 52 abgegebenen Signals zum Ventil 58, so daß dieses
zur Einleitung des Ausstoßgases in den Fackelschornstein entsprechend gesteuert wird. Während das Ausstoßgas in den Fackelschornstein
einströmt und sich das in dem Fackelschornstein befindliche Gas abkühlt, erreicht die von dem Temperatursensor
48 angezeigte Temperatur schließlich ihren Normalwert, so daß der Temperaturwächter 52 das Ventil 58 schließt und
die Ausstoßgasströmung zum Fackelschornstein unterbricht.there is an upwardly flowing gas flow and the pressure exceeds normal pressure. So if both the temperature indicated by the temperature sensor 48 and the pressure prevailing in the line 64 are above normal
are, then the pressure switch 56 prevents the passage of the signal emitted by the temperature monitor 52 to the valve 58, so that the valve remains closed. However, if the flow of the flare gas stops, then the pressure will decrease to normal while the temperature is still
stays high. In this condition, therefore, a discharge gas flow is required, and the then closing pressure switch 56 enables the passage of the signal emitted by the temperature monitor 52 to the valve 58, so that it is controlled accordingly to introduce the discharge gas into the flare chimney. While the exhaust gas flows into the flare chimney and the gas in the flare chimney cools, the temperature indicated by the temperature sensor 48 finally reaches its normal value, so that the temperature monitor 52 closes the valve 58 and interrupts the exhaust gas flow to the flare chimney.
Durch das in der Fig.1 gezeigte Steuersystem 12, welches
mit einem Temperatur- und einem Druckschalter ausgestattet ist, wird eine bessere Steuerung der Ausstoßgasströmung in
Abhängigkeit von der in dem Fackelschornstein herrschenden Temperatur und dem in dem Fackelschornstein herrschenden
Druck erzielt, als dies bisher möglich war. Bei dem in der Fig.1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist ferner eine bei früheren
Systemen bereits verwendete Einrichtung vorgesehen,
nämlich die Wasserdichtung 28. Die Fig.1 zeigt jedoch, daß eine weitere Steuereinrichtung 14 vorgesehen ist, welche im
Bedarfsfalle die Zuführung eines Ausstoßgasstromes in dieBy the control system 12 shown in Figure 1, which
is equipped with a temperature and a pressure switch, a better control of the exhaust gas flow depending on the temperature prevailing in the flare and that prevailing in the flare
Pressure achieved than was previously possible. In the embodiment shown in Figure 1, a device already used in earlier systems is also provided,
namely the water seal 28. However, FIG. 1 shows that a further control device 14 is provided which, if necessary, enables the supply of an exhaust gas stream into the
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Leitung 24 ermöglicht, damit der Druck auf einem bestimmten Niveau gehalten wird. Diese zusätzliche Einrichtung ist mit dem Druckschalter 34 und dem Steuerventil 40 ausgestattet.Line 24 allows the pressure to be on a given Level is maintained. This additional device is equipped with the pressure switch 34 and the control valve 40.
Wenn die Fackelgasströmung in der Leitung 24 aufhört, dann entspricht der sofort in der Leitung 24 herrschende verbleibende Druck H mm WS, und wenn das in der Leitung 24 vorhandene Gas die Umgebungstemperatur aufweist und aus der Leitung 24 kein Gas austritt, dann ändert sich der verbleibende Druck nicht« Wenn jedoch die in der Leitung 24 vorhandenen Gase eine erhöhte Temperatur besitzen, dann ergibt sich beim Abkühlen sowohl eine Verringerung des Volumens als auch des Druckes, so daß eine augenblickliche Korrektur erforderlich ist, die auch dann erforderlich ist, wenn der in der Leitung 24 herrschende Druck durch Leckagen verringert wird.If the flare gas flow in line 24 ceases, then corresponds to the remaining pressure H mm WS immediately prevailing in line 24, and if that is present in line 24 Gas has the ambient temperature and no gas emerges from the line 24, then the remaining pressure changes not «If, however, the gases present in the line 24 have an elevated temperature, then this occurs during cooling both a reduction in volume and pressure, so that immediate correction is required, the is also necessary when the pressure prevailing in the line 24 is reduced by leaks.
Der in der Leitung 24 herrschende Druck sollte immer über dem Atmosphärendruck liegen, damit das Eindringen von Luft durch undichte Leitungsstellen in die Leitung 24 verhindert wird und damit ebenso ein Absaugen von Wasser aus der sich in dem Fußteil des Fackelschornsteines 16 befindlichen Wassersäule 28 vermieden wird, was dann auftreten kann, wenn die Ausgangsgastemperatur beim Aufhören der Gasströmung hoch genug ist. Der in der Leitung 24 herrschende Normaldruck ist größer als der Atmosphärendruck.The pressure prevailing in the line 24 should always be above atmospheric pressure to allow air to penetrate prevented by leaking line points in the line 24 and thus also a suction of water from the water column located in the foot part of the flare chimney 16 28 is avoided, which can occur if the outlet gas temperature when the gas flow stops is high enough. The normal pressure prevailing in line 24 is greater than atmospheric pressure.
Das System 14 weist Einrichtungen auf, mit welchen Ausstoßgas mit erheblichem Druck in die Leitung 24 eingeleitet werden kann, wenn der in der Leitung 24 herrschende Druck so weit fällt, daß er gerade über dem Atmosphärendruck liegt. Der Druckschalter P mißt den in der Leitung 24 herrschenden Druck über den Druckanschluß 32. Wenn derThe system 14 has means with which exhaust gas can be introduced into the line 24 with considerable pressure, if the prevailing in the line 24 Pressure drops so far that it is just above atmospheric pressure. The pressure switch P measures the in the line 24 prevailing pressure through the pressure port 32. If the
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in der Leitung 24 herrschende Druck aus irgendeinem Grund bis annähernd auf den Atmosphärendruck fällt, dann schließt der Druckschalter P, der mit dem Bezugszeichen 34 bezeichnet ist. Der über die Leitungen 36 zugeführte Strom wird dann über die Leitungen 38 zu einem Gasventil 40 geleitet, welches dann öffnet, so daß das mittels der Leitung 42 zugeführte Ausstoßgas über die Leitung 44 in die Leitung 24 gelangt,um in dieser Leitung 24 den Druck augenblicklich wieder herzustellen.pressure in line 24 for some reason falls to near atmospheric pressure, then closes the pressure switch P, which is denoted by the reference numeral 34. The current supplied via the lines 36 is then passed via the lines 38 to a gas valve 40, which then opens, so that the supplied by means of the line 42 Discharge gas passes through line 44 into line 24 in order to instantly restore the pressure in this line 24 to manufacture.
Das Steuerventil 58 ist vorzugsweise derart ausgelegt, daß die Größe der Ausstoßgasströmung von der Leitung 60 durch das Ventil zur Leitung 62 in Abhängigkeit von der Temperaturdifferenz zwischen der mit dem Temperatursensor gemessenen Temperatur und der vorbestimmten umgebungstemperatur derart gesteuert wird, daß mit ansteigender Temperaturdifferenz die Größe der Ausstoßgasströmung proportional ansteigt. Die gezeigten Steuerinstrumente sind an sich bekannt und auf dem Markt verfügbar, so daß eine weitere Beschreibung dieser Instrumente nicht erforderlich ist.The control valve 58 is preferably designed such that the amount of exhaust gas flow from the conduit 60 through the valve to line 62 as a function of the temperature difference between that measured by the temperature sensor Temperature and the predetermined ambient temperature is controlled such that with increasing temperature difference the The size of the exhaust gas flow increases proportionally. The control instruments shown are known per se and on the Market so no further description of these instruments is required.
Wenn in der Leitung 24 eine Fackelgasströmung vorhanden ist, dann liegt der in der Leitung herrschende Druck stets über dem Normalwert, so daß von der Leitung 42 über das Ventil zur Leitung 44 keine Ausstoßgasströmung stattfindet. Wenn die Gasströmung in der Leitung 24 jedoch aufhört und der in der Leitung 24 herrschende Druck aus irgendeinem Grund gerade bis zu einem über dem Atmosphärendruck liegenden Wert abfällt, dann wird durch das Steuersystem von der Leitung 42 augenblicklich Ausstoßgas durch das Ventil 40 und die Leitung 44 in die Leitung 24 eingeleitet, so daß der Druck in der Leitung 24 sofort wieder hergestellt wird. Die Strö-If there is a flare gas flow in the line 24, then the pressure prevailing in the line is always higher the normal value so that there is no flow of exhaust gas from the line 42 via the valve to the line 44. if however, the gas flow in line 24 ceases and the pressure in line 24 for some reason drops just above atmospheric pressure, then the control system takes the line off 42 instantly discharge gas is introduced through valve 40 and line 44 into line 24, so that the pressure is immediately restored in line 24. The stream
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mung des Ausstoßgases durch das Ventil 40 wird nicht so genau gesteuert wie die Strömung des Ausstoßgases durch das Ventil 58.The flow of the exhaust gas through the valve 40 is not controlled as precisely as the flow of the exhaust gas through the valve 40 is controlled Valve 58.
In den Fig.2 und 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des in der Fig.1 gezeigten Systems dargestellt, bei welchem die von der Wassersäule 28 gebildete Wasserdichtung und der nach unten weisende Rohrabschnitt 26 weggelassen sind und bei welchem die gesamte Steuerung des Ausstoßgases durch ein System erfolgt, welches ähnlich wie das in der Fig.1 gezeigte System 12 aufgebaut ist. Das in der Fig.2 gezeigte System besitzt z.B. den gleichen Temperatursensor 48, die Steuereinrichtung 50, die zu einem Temperaturwachter 52 führende Leitung 51, den Temperaturwachter 52, der über die Leitungen 54 mit Strom versorgt wird und über die Leitungen 53 und 55 mit einem Ventil 76 verbunden ist, das zwischen die das Ausstoßgas zuführende Leitung 78 und die Leitung 80 geschaltet ist, wobei die Leitung 80 mit der Leitung 72 verbunden ist, durch welche das abzufackelnde Abgas in den Fackelschornstein 70 eingeleitet wird. Außerdem ist eine Druckleitung 74 vorgesehen, die von der Leitung 72 zu einem Druckschalter 56 führt, der zwischen dem Temperaturwachter 52 und dem Ventil 76 angeordnet ist.In Figures 2 and 3 is another embodiment of the shown in Figure 1 system, in which the water seal formed by the water column 28 and after pipe section 26 pointing below are omitted and in which the entire control of the exhaust gas by one system takes place, which is constructed similarly to the system 12 shown in FIG. The system shown in Fig.2 has e.g. the same temperature sensor 48, the control device 50, the line 51 leading to a temperature monitor 52, the temperature monitor 52, which is supplied with power via the lines 54 and via the lines 53 and 55 with a valve 76 connected between the discharge gas supply line 78 and the line 80, wherein the line 80 is connected to the line 72 through which the exhaust gas to be flared is introduced into the flare chimney 70 will. In addition, a pressure line 74 is provided, which leads from the line 72 to a pressure switch 56 between the temperature monitor 52 and the valve 76 is arranged.
Wie bei dem in der Fig.1 gezeigten Ausführungsbeispiel steuert der Temperatursensor 48 das Ventil 76 in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur. Jedoch wird das von dem Temperaturwächter 52 abgegebene Steuersignal außerdem von dem Druckschalter 56 in Abhängigkeit von dem in der Leitung 72 herrschenden Druck, der dem Druckschalter über die Leitung 74 zugeleitet wird, gesteuert.As in the embodiment shown in Figure 1, the temperature sensor 48 controls the valve 76 as a function of the measured temperature. However, the control signal output from the temperature monitor 52 is also transmitted from the pressure switch 56 as a function of the pressure prevailing in line 72, which is fed to the pressure switch via line 74 is controlled.
Wenn die Temperatur der sich in den Fackelschornstein 70 be-When the temperature of the flare chimney is 70
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wegenden Fackelgase hoch ist und der Druck niedrig ist, dann wird auch bei diesem Ausführungsbeispiel der Druckschalter 56 geschlossen und überträgt das von dem Temperaturwächter 52 abgegebene Signal an das Ventil 76, welches derart gesteuert wird, daß eine kontrollierte Ausstoßgasströmung durch die Leitung 80 in die Leitung 72 und damit in den Fackelschornstein 70 erfolgt. Wenn andererseits in der Leitung 72 ein hoher Druck herrscht und die von dem Temperatursensor 48 gemessene Temperatur ebenfalls hoch ist, so daß dadurch angezeigt wird, daß zu diesem Zeitpunkt eine Fackelgasströmung vorhanden ist, dann wird kein Ausstoßgas benötigt, so daß der Druckschalter 56 geöffnet wird und verhindert, daß das von dem Temperaturwächter 52 abgegebene Signal zum Ventil 76 gelangt.because of the flare gases is high and the pressure is low, then the pressure switch is also in this embodiment 56 is closed and transmits the signal emitted by the temperature monitor 52 to the valve 76, which is controlled in this way that a controlled flow of exhaust gas through the line 80 into the line 72 and thus into the flare chimney 70 takes place. On the other hand, if a high on line 72 There is pressure and the temperature measured by the temperature sensor 48 is also high, so that this indicates that that there is a flare gas flow at this point, no discharge gas is required, so the pressure switch 56 is opened and prevents the signal emitted by the temperature monitor 52 from reaching the valve 76.
Wie das in der Fig.1 gezeigte System weist auch das in der Fig.2 gezeigte System zwei Hauptunterschiede gegenüber den herkömmlichen Systemen auf, die darin bestehen, daß nämlich die Steuerung der Ausstoßgasströmung sowohl von der in dem Fackelschornstein herrschenden Gastemperatur als auch von dem in dem Fackelschornstein herrschenden Gasdruck abhängig ist, während die Steuerung der Ausstoßgasströmung bei den vorbekannten Systemen nur in Abhängigkeit von der Temperatur erfolgte. Eine weitere Verbesserung besteht darin, daß die Ausstoßgasströmung durch das Ventil veränderbar ist, wobei die durchströmende Gasmenge eine bestimmte Funktion der Temperaturdifferenz zwischen der tatsächlichen Temperatur in dem Fackelschornstein und der Normaltemperatur ist, deren Größe von der Jahreszeit, dem Wetter und anderen lokalen Faktoren abhängt.Like the system shown in FIG The system shown in Fig. 2 has two main differences from the conventional systems, namely that the control of the exhaust gas flow from both the Flare chimney prevailing gas temperature and on the prevailing gas pressure in the flare chimney is, while the control of the discharge gas flow in the previously known systems only as a function of the temperature took place. Another improvement is that the exhaust gas flow through the valve is variable, wherein the amount of gas flowing through a certain function of the temperature difference between the actual temperature in the flare chimney and the normal temperature, the size of which depends on the season, the weather and other local Factors depends.
In der Fig.3 ist ein System gezeigt, das dem in der Fig.2 dargestellten System gleicht, mit der Ausnahme, daß ein ber stimmter Temperatursensor verwendet wird, bei dem es sichIn Fig.3 a system is shown, which in Fig.2 The system shown is the same, with the exception that a certain temperature sensor is used, which is
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um eine bekannte flüssigkeitsgefüllte Meßeinrichtung des Kapillartyps handelt. Der Temperaturwächter 88 unterscheidet sich von dem Temperaturwächter 52 genauso wie sich der Temperatursensor 86 von dem Temperatursensor 48 unterscheidet. Jedoch sind die im Handel erhältlichen und auf dem Markt verfügbaren Geräte zur temperaturabhängigen Auf- und Zusteuerung des Schalters geeignet, so daß das Steuersystem mit irgendwelchen herkömmlichen Temperatursensoren in an sich bekannter Weise ausgestattet sein kann.a known liquid-filled measuring device of the capillary type acts. The temperature monitor 88 differs from the temperature monitor 52 just like the temperature sensor 86 differs from the temperature sensor 48. However, those are commercially available and on the market available devices for temperature-dependent opening and closing of the switch, so that the control system can be equipped with any conventional temperature sensors in a manner known per se.
Obwohl bisher ausgeführt wurde, daß das erfindungsgemäße Steuersystem aus einer Reihe von einzelnen Bauteilen besteht, wie z.B. aus einem Sensor 48, einer Steuereinrichtung 50, einer Leitung 51, einem Temperaturwächter 52, einem Druckschalter 56 und einem Ventil 76, können diese Elemente in beliebiger Weise zu einem äquivalenten Gesamtsystem zusammengefaßt sein. Unabhängig von den einzelnen Elementen und deren Bezeichnungen usw. besteht die Neuheit des erfindungsgemäßen Systems darin, daß eine doppelte Steuerung der Ausstoßgasströmung in Abhängigkeit von der Temperatur und dem Druck der Fackelanlage erfolgt. Außerdem erfolgt eine proportionale Steuerung der Ausstoßgasströmung in Abhängigkeit von der Temperaturdifferenz .Although it has so far been stated that the control system according to the invention consists of a number of individual components, such as a sensor 48, a control device 50, a line 51, a temperature monitor 52, a pressure switch 56 and a valve 76, these elements can be combined in any way to form an equivalent overall system be. Regardless of the individual elements and their names, etc., there is the novelty of the invention System in that a double control of the discharge gas flow as a function of the temperature and the pressure the flare system takes place. In addition, the discharge gas flow is controlled proportionally as a function of the temperature difference .
Bei dem in der Fig.1 gezeigten Ausführungsbeispiel, bei dem eine durch das Eintauchen des Rohrabschnittes 26 in die Wassersäule 28 um die Tiefe H erfolgende Wasserdichtung vorgesehen ist, ist die Eintauchtiefe zur Verhinderung einer Gasrückströmung aus dem über dem Wasserspiegel liegenden Bereich des Schornsteines 16 kritisch. Zur Anzeige des Vorhandenseins einer Wassersäule 28 ist deshalb ein Wasserstand 30 vorgesehen. Die visuelle überwachung des WasserspiegelsIn the embodiment shown in Figure 1, in which one by immersing the pipe section 26 in the water column 28 by the depth H is provided water seal, the immersion depth is to prevent gas backflow from the area of the chimney 16 above the water level is critical. To indicate the presence a water column 28 is therefore provided with a water level 30. Visual monitoring of the water level
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mit Hilfe des Wasserstandes ist eine Sicherheitsmaßnahme. Wenn diese jedoch nicht durchgeführt wird, kann ein Alarm ausgelöst werden, wenn der Wasserspiegel 28 infolge eines Lecks, einer Wasserableitung oder aus irgendeinem anderen Grund fallen sollte. Hierzu kann jede typische Alarmeinrichtung verwendet werden. Das Bauteil 30 kann durch im Handel verfügbare Einrichtungen auch so ausgelegt sein, daß es eine Zuführung von Wasser zur Wassersäule 28 ermöglicht, wenn das Wasser aus irgendeinem besonderen Grund oder zum normalen Gebrauch benötigt wird.using the water level is a safety measure. However, if this is not done, an alarm may be triggered triggered when the water level 28 is caused by a leak, drainage, or any other Reason should fall. Any typical alarm device can be used for this purpose. The component 30 can by im Commercially available facilities also be designed to allow water to be supplied to the water column 28, when the water is needed for any particular reason or for normal use.
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Families Citing this family (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3994663A (en) * | 1975-11-28 | 1976-11-30 | John Zink Company | Method and apparatus to prevent air flow inversion in flare stacks |
| US4139339A (en) * | 1977-02-17 | 1979-02-13 | Combustion Unlimited Incorporated | Flare gas stack with purge control |
| US4214880A (en) * | 1977-05-03 | 1980-07-29 | Kamphorst Hendrik A | Liquid seal system, e.g. for a flare stack |
| US4265611A (en) * | 1979-03-15 | 1981-05-05 | John Zink Company | Control system for purge gas to flare |
| JPS58164919A (en) * | 1982-03-26 | 1983-09-29 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Preventive device for generation of detonating gas for flare stack |
| US4634369A (en) * | 1984-06-22 | 1987-01-06 | Mcgill Incorporated | Purging process |
| US4559006A (en) * | 1984-06-22 | 1985-12-17 | Mcgill Incorporated | Purging process |
| US5386080A (en) * | 1992-12-22 | 1995-01-31 | Thermotech Systems Corporation | Apparatus and methods for controlling high temperature gases |
| DE4331685A1 (en) * | 1993-09-17 | 1995-03-23 | Linde Ag | Procedure for operating a diving and diving |
| US5829964A (en) * | 1997-06-16 | 1998-11-03 | Pegasus International Inc. | Flare line gas purge system |
| US7442035B2 (en) * | 2005-04-26 | 2008-10-28 | Gei Development, Llc | Gas induction bustle for use with a flare or exhaust stack |
| US8459984B2 (en) * | 2005-04-26 | 2013-06-11 | Heartland Technology Partners Llc | Waste heat recovery system |
| DK2079961T3 (en) * | 2006-11-08 | 2016-03-29 | Flare Ind Llc | Modular combustion tower and its use for combustion of flue gas |
| US10005678B2 (en) | 2007-03-13 | 2018-06-26 | Heartland Technology Partners Llc | Method of cleaning a compact wastewater concentrator |
| US8741100B2 (en) | 2007-03-13 | 2014-06-03 | Heartland Technology Partners Llc | Liquid concentrator |
| US8790496B2 (en) | 2007-03-13 | 2014-07-29 | Heartland Technology Partners Llc | Compact wastewater concentrator and pollutant scrubber |
| US8801897B2 (en) | 2007-03-13 | 2014-08-12 | Heartland Technology Partners Llc | Compact wastewater concentrator and contaminant scrubber |
| US8679291B2 (en) | 2007-03-13 | 2014-03-25 | Heartland Technology Partners Llc | Compact wastewater concentrator using waste heat |
| EP2396279A4 (en) | 2009-02-12 | 2013-03-06 | Heartland Technology Partners | Compact wastewater concentrator using waste heat |
| WO2012100074A2 (en) | 2011-01-21 | 2012-07-26 | Heartland Technology Partners Llc | Condensation plume mitigation system for exhaust stacks |
| US9296624B2 (en) | 2011-10-11 | 2016-03-29 | Heartland Technology Partners Llc | Portable compact wastewater concentrator |
| US8808497B2 (en) | 2012-03-23 | 2014-08-19 | Heartland Technology Partners Llc | Fluid evaporator for an open fluid reservoir |
| US8741101B2 (en) | 2012-07-13 | 2014-06-03 | Heartland Technology Partners Llc | Liquid concentrator |
| US9199861B2 (en) | 2013-02-07 | 2015-12-01 | Heartland Technology Partners Llc | Wastewater processing systems for power plants and other industrial sources |
| US8585869B1 (en) | 2013-02-07 | 2013-11-19 | Heartland Technology Partners Llc | Multi-stage wastewater treatment system |
| US20150050603A1 (en) * | 2013-08-14 | 2015-02-19 | Danny Edward Griffin | Dual-Pressure Flare System and Method of Use |
| WO2017092027A1 (en) * | 2015-12-04 | 2017-06-08 | 深圳智慧能源技术有限公司 | Pressure control fixed value adjusting system based on fuel composition |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3741713A (en) * | 1972-03-10 | 1973-06-26 | Zink Co John | Purge gas admission control for flare system |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2779399A (en) * | 1952-02-29 | 1957-01-29 | Zink Co John | Flare stack gas burner |
| GB1217553A (en) * | 1968-03-21 | 1970-12-31 | Airoil Burner Company Gb Ltd | Improvements in gaseous sealing devices or gas traps for use with flare stacks |
| US3658482A (en) * | 1970-09-08 | 1972-04-25 | College Research Corp | Afterburner |
-
1974
- 1974-08-30 US US502159A patent/US3901643A/en not_active Expired - Lifetime
-
1975
- 1975-07-18 GB GB30255/75A patent/GB1490591A/en not_active Expired
- 1975-08-04 NL NLAANVRAGE7509255,A patent/NL177774C/en not_active IP Right Cessation
- 1975-08-14 CA CA233,451A patent/CA1053137A/en not_active Expired
- 1975-08-21 DE DE2537351A patent/DE2537351C2/en not_active Expired
- 1975-08-28 IT IT51092/75A patent/IT1041543B/en active
- 1975-08-29 JP JP50104862A patent/JPS5150036A/en active Granted
- 1975-08-29 FR FR7526718A patent/FR2283396A1/en active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3741713A (en) * | 1972-03-10 | 1973-06-26 | Zink Co John | Purge gas admission control for flare system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IT1041543B (en) | 1980-01-10 |
| NL7509255A (en) | 1976-03-02 |
| NL177774C (en) | 1985-11-18 |
| FR2283396A1 (en) | 1976-03-26 |
| DE2537351C2 (en) | 1983-10-27 |
| NL177774B (en) | 1985-06-17 |
| GB1490591A (en) | 1977-11-02 |
| US3901643A (en) | 1975-08-26 |
| CA1053137A (en) | 1979-04-24 |
| JPS5723848B2 (en) | 1982-05-20 |
| JPS5150036A (en) | 1976-05-01 |
| FR2283396B1 (en) | 1979-05-25 |
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