Dans un rapport de 2012 du Flare Review Panel de l'EPA, les réglementations pour les torchères qui avaient tendance à fonctionner en dehors de leur enveloppe de flamme stable ont été étendues pour inclure des limites sur la vélocité en fonction du pouvoir calorifique net.
Les règlements de l'EPA ne permettent pas actuellement aux torchères à vitesse sonique d'être autorisées et opérées sans d'abord effectuer un moyen alternatif de tests de limitation des émissions pour valider les efficacités de destruction. Les règlements existants affectent l'application des torches à étapes multiples puisque ces torches opèrent à des vitesses de sortie soniques qui dépassent les exigences de vitesse de sortie maximale citées dans 40 CFR 60.18 et 40 CFR 63.11(b) et les règlements d'état applicables.
Au fil des ans, Zeeco a réalisé de nombreux tests d'efficacité de destruction sur ses torchères soniques multipoints. Tous les tests ont démontré une efficacité de destruction élevée à des vitesses dépassant les limites de l'EPA. L'objectif de ces tests, réalisés dans les installations d'essai de combustion à l'échelle industrielle de Zeecoprès de Tulsa, Oklahoma, était de valider les embouts soniques pour un plus grand nombre d'applications en utilisant une gamme élargie de gaz et de conditions. Un échantillonnage extractif a été utilisé pour mesurer les émissions du panache d'échappement à des pressions d'étagement et de désétagement. Les concentrations de gaz extraites ont été utilisées pour calculer l'efficacité de destruction des torches soniques multipoints à chaque point de test. Même avec des vitesses de sortie de gaz soniques, les torches soniques conçues par Zeeco ont maintenu une efficacité de destruction élevée.
Malgré la pression des utilisateurs finaux et des régulateurs, les tests et les résultats des brûleurs de torche de Zeecoont été maintenus en interne. Cet article présente ces résultats à l'industrie.
Figure 1 - Installation typique d'un MPGF
Avantages et caractéristiques des torches terrestres multi-points
Les torches terrestres multipoints (MPGF) tirent leur nom de leur disposition physique. Typiquement, il s'agit d'un champ de torches multiples assistées par pression qui sont montées verticalement au niveau du sol et disposées en étapes qui s'ouvrent lorsque la pression en amont (débit de gaz) augmente, et se ferment lorsque la pression diminue. Ce concept est le même aujourd'hui qu'à l'époque de l'invention des FMPG, il y a plus de 40 ans. Les MPGF sont souvent choisis pour obtenir une combustion sans fumée dans le cas d'un service d'hydrocarbures lourds avec une pression disponible élevée, et ils ont prouvé qu'ils pouvaient fonctionner de manière stable à des vitesses soniques pour une large gamme de compositions de gaz. Les MPGF sont également utilisés dans des situations où le concepteur souhaite réduire ou éliminer le rayonnement ou la flamme visible. La haute pression est utilisée pour assister le gaz afin d'obtenir un fonctionnement sans fumée pour toute la gamme de capacité de torchage, ce qui peut être difficile à faire avec d'autres milieux d'assistance tels que l'air, le gaz ou la vapeur en raison des taux élevés de fumée. Chaque brûleur a un accès libre à l'air, ce qui permet à l'élan de la vitesse de sortie élevée du gaz de torche d'entraîner l'air nécessaire à la combustion. Les MPGF sont conçus pour fournir un rendement sans fumée maximal, tout en minimisant l'impact des radiations et l'espace sur la parcelle. L'installation d'une clôture autour du champ peut bloquer la visibilité de la flamme ; ceci a un double objectif en réduisant le rayonnement à l'extérieur de la zone clôturée et en réduisant la probabilité que les opérations de torchage soient une nuisance pour le public. La figure ci-dessous est un exemple d'une installation MPGF typique.
Figure 2 - Installation typique d'une clôture MPGF
Un autre avantage du MPGF est la facilité d'accès pour la maintenance, car tout l'équipement de mise en place est situé au niveau du sol et à l'extérieur de la clôture. Par conséquent, le personnel peut accéder à l'équipement de mise en place en toute sécurité sans être affecté par un événement de brûlage. La figure 2 illustre l'équipement de mise en place et l'extérieur d'une clôture MPGF.
Conclusion
Les torches terrestres multi-points permettent une combustion sans fumée sur une large gamme de débits, de compositions et de pressions tout en ayant un impact minimal sur les communautés environnantes. Les tests menés sur le site Zeeco Combustion and Research Test Facility ont étudié l'effet du NHV et de la vitesse de sortie sur la stabilité et l'efficacité des torchères assistées par pression de Zeeco. Tous les résultats des tests avec des flammes stables démontrent que les torches assistées par pression de Zeecooffrent une efficacité élevée de destruction et d'élimination, même à des vitesses de sortie élevées dépassant les limites réglementaires actuelles. Les résultats de l'échantillonnage extractif ont validé les performances du nouveau FlareSentry, qui est le premier à proposer une méthode pratique de surveillance et de mesure de l'efficacité des torches. Ce test a renforcé le consensus de l'industrie sur le fait que les torchères assistées par pression sont capables de fournir des torchères sans fumée avec des efficacités de destruction et d'élimination et de combustion élevées sur une large gamme de compositions et de pressions de gaz. Les recommandations pour les tests futurs sont d'étudier la stabilité des VNH inférieurs sur une gamme de pressions et de vitesses de sortie ainsi que l'effet de différents rapports entre les gaz combustibles et inertes. Les réglementations actuelles et futures devraient prendre en compte tous les résultats de tests disponibles et permettre l'utilisation de torches assistées par pression avec des vitesses de sortie élevées, jusqu'à et y compris Mach 1.0, sans avoir besoin d'effectuer un AMEL.
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