Автоматика факельной установки
АСУ ТП факельной системы НПЗ: контроль пилотного пламени термопарами, автоматика поджига, продувка азотом или паром, расходомеры факельного газа, молниезащита. Нормативы СП 155.13130, API 521, API 537. Контроллеры Allen-Bradley CompactLogix, Siemens S7-1500, ОВЕН ПЛК.
Автоматика факельной установки — АСУ ТП обязательного элемента НПЗ, нефтехимии и газовых производств, предназначенного для безопасного сжигания аварийных сбросов горючих газов. Факел принимает газы при превышении давления в системах, запусках-остановах установок, нештатных ситуациях — его отказ приводит к выбросу горючих газов в атмосферу или взрыву в коллекторе.
Главная функция автоматики — надёжный поджиг и непрерывный контроль пламени. Пилотное пламя (постоянно горящий малый факел на оголовке) контролируется термопарами типа K или B, установленными в специальных гильзах рядом с горелкой; при погасании пилота автоматика немедленно включает систему поджига (искровой или бегущий огонь по кабелю накала). Для крупных факелов применяют 2-3 пилота с резервированием.
Критичная задача — продувка азотом или паром перед поджигом и при малых потоках, чтобы предотвратить образование взрывоопасной смеси внутри ствола факела (воздух плюс остаточный газ). Автоматика контролирует расход продувочного газа, температуру в оголовке (минимальный «тепловой пилот» для сохранения тяги), работу расходомеров факельного газа (ультразвуковые Daniel или кориолисовые для коммерческого учёта сбросов).
Защита включает молниезащиту металлической конструкции факела (высота 30-100 метров — классический объект для грозовых разрядов), автоматические аварийные клапаны на коллекторе, газоанализаторы в основании факела, УЗВС (ультразвуковая сигнализация утечек).
Пример: факельная установка НПЗ высотой 70 метров — ПЛК Allen-Bradley CompactLogix или Siemens S7-1500, 3 термопары на пилотах с голосованием 2oo3, система поджига «бегущий огонь» (hot wire) с резервированием, расходомер факельного газа Daniel SeniorSonic DN 600, автоматика продувки азотом, молниезащитный контур 4-го уровня защиты, диспетчеризация в DCS НПЗ через Modbus TCP. SIS уровня SIL 2 на функциях контроля пилотов.
Нормативная база — СП 155.13130.2014 (противопожарная защита складов нефти и нефтепродуктов), API 521 (стандарт факельных систем), API 537 (стандарт конструкции факельных горелок), ПБ 09-540-03. Для российских новых проектов — ОВЕН ПЛК и MasterSCADA; для существующих крупных НПЗ — Allen-Bradley, Siemens через параллельный импорт.
Частые вопросы
Азотная или паровая продувка — что лучше для факела?
Азотная — надёжнее (нет риска конденсации, стабильный расход), применяется на крупных НПЗ. Требует отдельной азотной станции (ВРУ) и трубопроводной сети. Паровая — дешевле в эксплуатации при наличии технологического пара, но может конденсироваться в холодное время, требует подогрева. Для северных объектов — азотная безальтернативна.Что делать при погашении пилотного пламени?
Алгоритм автоматики: 1) при пропаже температуры на термопаре — немедленная сигнализация оператору; 2) автоматический повторный поджиг (3-5 попыток с интервалом 10-30 сек); 3) при неудаче — тревога высшего уровня, вызов аварийной бригады; 4) ручной поджиг с резервной свечой. Параллельно — усиленная продувка азотом для предотвращения накопления взрывоопасной смеси в коллекторе.
Источники
- СП 155.13130.2014 — Склады нефти и нефтепродуктов — МЧС России
- API 521 — Pressure-Relieving and Depressuring Systems — API
- ГОСТ Р 55990-2014 — Факельные установки нефтегазовой промышленности — Росстандарт