JP5066103B2 - フレアチップの寿命および性能の改善 - Google Patents

Description

発明の詳細な説明

発明の分野
本発明は、石油化学産業において一般的に使われる、石油化学製品の製造および／または精製において生じる排ガスを燃焼するためのフレアチップに関する。特に本発明は、好ましい形では、その寿命および性能を改善するために、低放射率（ｌｏｗ−Ｅ）材料によって被覆を施されたフレアチップに関する。

発明の背景および要約
フレアチップは石油化学産業において広く知られており、典型的には、石油化学製品の製造および／または精製において生じる排ガスを燃焼するために使用される。それゆえ、フレアチップは耐用年数の間、当然フレアチップを傷める炎に直接晒される。結果として、フレアチップは定期的に使用を止め、修理調整する必要があるので、製造コストが増加する。

それゆえ、フレアチップの耐用年数を長く延ばすことが強く要求されている。また、フレアチップの性能の向上も特に要求されており、本発明は、それらの要求を充分に満たすことを目的としている。

概説すると、本発明は、フレアチップのより長い耐用年数、改善された構造的完全性、および／または広い運転条件の中におけるより安定した炎の形の達成のために、フレアチップに低放射率（ｌｏｗ−Ｅ）材料による被覆を施すということである。本発明のいくつかの実施形態によれば、フレアチップバーナーの表面、ならびに関連する内部および／または外部の部品の表面に、低放射率材料による被覆を施すことで、直接的な炎による放射熱および伝導性熱伝達を減少させることができる。

本発明のいくつかの実施形態によれば、低放射率被覆材料は、好ましくは約０．８０以下の、より好ましくは約０．２０〜約０．７８の放射率である。低放射率材料による被覆の厚さは、好ましくは約１ミル〜約２５ミル、より好ましくは約２ミル〜約８ミルである。被覆中の低放射率材料の密度は、好ましくは約６５％以上、より好ましくは約８０％〜１００％である。

よって、本発明の改善されたフレアチップは、フレアチップバーナー、ならびに関連する内部および／または外部の部品の、重大な変形および歪みが減少し、したがって、それらの有用な耐用年数が延びる。本発明の、低放射率セラミックによる被覆は、さらに腐食および酸化への耐性を高め、フレアチップバーナー、ならびに関連する内部および／または外部の部品の寿命を更に改善する。

上記のおよび他の側面、ならびに利点は、好適な実施形態の詳細な説明を充分に考察することで明らかになる。

好適な実施形態の詳細な説明
以下の添付図面を参照する。ここで、参照する図における、様々な図に対する数字は構成部品を示す。

本発明の好適な実施形態によれば、直接的な炎による放射熱および伝導性熱伝達を減少させるために、低放射率（ｌｏｗ−Ｅ）材料による被覆は、フレアチップバーナーの表面、ならびに関連する内部および／または外部の部品の表面に施される。添付した図１に描かれている典型的なフレアチップ１０は、バーナー部１４に遮られて終端となるフレアバレル１２を備えている。炎安定化蓋１６は、ある範囲のガスの燃焼の安定性および高効率を確保するために、バーナー部１４の周囲に、空間的に離れて設けられる。本発明の特に好適な実施形態では、フレアチップ１０の、炎とそれによる放射熱とに晒されることになる外側表面および内側表面は、低放射率セラミックによる被覆が施されている。それゆえ、被覆は、たとえば少なくともフレアバレル１２の上側部分、バーナー部１４、および／または安定化蓋１６に施される。

本発明において使用されている、材料の放射率（Ｅ）とは、０（全エネルギーを反射する）〜１（完全な”黒体”であり、全てのエネルギーを吸収でき、再放射できる）の大きさにおいて測定される単位の無い数を意味する。本発明に従えば、比較的に低放射率（ｌｏｗ−Ｅ）であるとは、放射率が約０．８０以下の放射率を有する被覆材料を意味し、特に放射率が約０．２０〜０．７８の材料を意味する。

実質的には、商業的に利用可能などのような低放射率材料も、本発明の実施に充分に使用することができる。たとえば、好ましい低放射率セラミック被覆の１つは、オハイオ州べリアにあるＣｅｔｅｋ，Ｌｔｄ.から商業的に利用可能なＣＲＥＡＫ Ｍ７００を含むものであり、放射率は約０．７５である。

低放射率セラミックによる被覆の厚さは、決定的ではないが、所望の結果として生じる熱束および／または被覆を形成する特定の材料に、強く依存する。したがって、被覆の厚さは約１ミル〜約２５ミルであり、通常は約２ミル〜約８ミルが適切である。被覆の密度は、典型的に約６５％以上、特に８０％またはそれ以上である。被覆の密度は、典型的に約６５％以上、特に８０％またはそれ以上であって、１００％まで含む。被覆の密度とは、被覆中に存在する低放射率セラミック被覆材料の量（ｗｔ％）を意味する。

低放射率材料は、従来用いられるどのような方法によっても、フレアチップに被覆として施すことができる。よって、フレアチップが製造されるとき、または修理調整中でオフラインのときに（すなわち、運転温度ではないときに）、低放射率材料はいかなる加圧噴霧装置によっても、フレアチップ部品に被覆として施すことができる。

本発明は、以下の限定しない実施例によって、より理解される。
実施例
Ｃａｌｌｉｄｕｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ＬＬＣ.で製造されたフレアチップに、低放射率の材料による高温被覆（ＣＥＴＥＫ Ｍ７２０という放射率が約０．７５のセラミックによる高温被覆）を施した。この低放射率被覆は、有毒ではなく、可燃性を有さない担持体および高温セラミック結合剤を有しており、フレアチップ運転中、直接的に炎に晒されるフレアチップの部品に、従来の噴霧装置によって吹きつけた。吹きつけられた被覆は、その後華氏１５００度の空気によって乾燥され、硬化した。硬化後、フレアチップ表面の被覆の厚さは、約３ミルであること、および被覆中の低放射率材料の密度は約１００％であることが観察された。被覆を施した目的は、熱に対する高いバリア保護、華氏２４００度まで温度が上昇する金属基板への酸化および腐食抵抗、ならびに反り、圧力と腐食とによる亀裂、および合金浸出の減少であった。また、被覆を施した目的は、密閉したフレアシステムにおいて熱の分配を一様にすることでもあった。

低放射率材料の被覆が施されたフレアチップを、排ガス燃焼作業下に置いた。約６月の連続運転の後、被覆が施されたフレアチップの表面の状態を目視により観察し、被覆材料が、フレアチップ運転中の直接的な炎の防御となることを充分示していると判断された。

本発明の説明をするために、本発明に関して最も実施的で好適な実施形態を考察したが、本発明は開示した実施形態に限定されず、様々な修正および同等の変更が、添付した特許請求の範囲の精神および範囲に含まれていることを理解されたい。

本発明の典型的なフレアチップの斜視図である。

Claims (20)

1. フレアチップの耐用寿命および性能の改善方法であって、フレアチップ運転中の直接的な炎による放射熱および伝導性熱伝達を減少させるために、該フレアチップの１または複数の部品の表面に、放射率が約０．８０未満である低放射率（ｌｏｗ−Ｅ）セラミック材料による被覆を施すことを特徴とするフレアチップの耐用寿命および性能の改善方法。
2. 前記被覆は、前記フレアチップにおける、フレアバレル、バーナー部、および／または安定化蓋の表面に施すことを特徴とする請求項１に記載のフレアチップの耐用寿命および性能の改善方法。
3. 前記被覆が施される前記表面は、前記フレアチップ運転中において、直接炎に晒されることを特徴とする請求項１または２に記載のフレアチップの耐用寿命および性能の改善方法。
4. 前記フレアチップは、フレアチップバーナーを含み、該バーナーに前記被覆を施すことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のフレアチップの耐用寿命および性能の改善方法。
5. 前記フレアチップバーナー以外の、フレアチップの内部および／または外部の部品に、前記被覆を施すことを特徴とする請求項４に記載のフレアチップの耐用寿命および性能の改善方法。
6. 前記低放射率セラミック材料は、放射率が約０．２０〜約０．７８であることを特徴とする請求項５に記載のフレアチップの耐用寿命および性能の改善方法。
7. 前記低放射率セラミック材料の前記被覆は、厚さが約１ミル〜約２５ミルであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のフレアチップの耐用寿命および性能の改善方法。
8. 前記低放射率セラミック材料の前記被覆は、厚さが約２ミル〜約８ミルであることを特徴とする請求項７に記載のフレアチップの耐用寿命および性能の改善方法。
9. 前記低放射率セラミック材料は、前記被覆中に約６５％以上の密度で存在することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のフレアチップの耐用寿命および性能の改善方法。
10. 前記低放射率セラミック材料は、前記被覆中に約８０％〜約１００％の密度で存在することを特徴とする請求項９に記載のフレアチップの耐用寿命および性能の改善方法。
11. フレアチップの１または複数の部品の表面に、放射率が約０．８０未満である低放射率（ｌｏｗ−Ｅ）セラミック材料による被覆が施されていることを特徴とするフレアチップ。
12. フレアバレル、バーナー部、１以上の安定化蓋を含み、前記フレアバレル、前記バーナー部、前記安定化蓋の少なくとも１つの表面に前記被覆が施されていることを特徴とする請求項１１に記載のフレアチップ。
13. 前記被覆は、前記フレアチップ運転中において、直接炎に晒されるフレアチップの表面に施されていることを特徴とする請求項１１または１２に記載のフレアチップ。
14. 前記フレアチップは、フレアチップバーナーを含み、該バーナーは前記被覆が施されていることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか１項に記載のフレアチップ。
15. 前記フレアチップバーナー以外の、フレアチップの内部および／または外部の部品に、前記被覆が施されていることを特徴とする請求項１４に記載のフレアチップ。
16. 前記低放射率セラミック材料は、放射率が約０．２０〜約０．７８であることを特徴とする請求項１１〜１５のいずれか１項に記載のフレアチップ。
17. 前記低放射率セラミック材料の被覆は、厚さが約１ミル〜約２５ミルであることを特徴とする請求項１１〜１６のいずれか１項に記載のフレアチップ。
18. 前記厚さが約２ミル〜約８ミルであることを特徴とする請求項１７に記載のフレアチップ。
19. 前記低放射率セラミック材料は、前記被覆中に約６５％以上の密度で存在することを特徴とする請求項１１〜１８のいずれか１項に記載のフレアチップ。
20. 前記低放射率セラミック材料は、前記被覆中に約８０％〜約１００％の密度で存在することを特徴とする請求項１９に記載のフレアチップ。

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