JPS5826497B2 - グランドフレアの廃ガス導入制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、可燃性廃ガスの地上燃焼装置すなわちグラ
ンドフレアの廃ガス導入制装置に関する０ 製油所、石油化学工場などの化学プラントから排出され
る可燃性廃ガスは、第１図に示されるように、導管１に
よって、まず第１水封ドラム２に導かれる。

そして、ガス圧が所定値以下の場合には、廃ガスは水封
され、その結果導管３によって第２水封ドラム４に導か
れる。

一方、ガス圧が所定値を越えると、第１水封ドラム２に
おける水封が破られ、ここから出た廃ガスは導管５によ
ってフレアスタック６に導かれ、ここで燃焼される。

この場合、第１水封ドラム２における水封深さは、次の
理由すなわち、 ■）廃ガスが水封を破る際に液面水位が上下に変動する
が、この変動は水封深さが増すにつれて大きくなり、そ
のためフレアスタックさらにはグランドフレアにおける
廃ガスの導入が不安定となり、引いては脈動燃焼を起こ
す。

２）水封深さが増すにつれて、プラントからの廃ガス放
出が困難となる。

などの理由により、最大１０００ｍｍとされる。

また、第２水封ドラム４の水封深さは、逆火現象の発生
を防止するに十分なものであればよいので、通常５０〜
２００關とされる。

したがって、第２水封ドラム４からグランドフレアＴに
導かれる廃ガスの圧力の上限は、第１水封ドラム２にお
ける最天水封深さ１０００ｍｍから第２水封ドラム４に
おける水封深さ５０〜２００ｍｍを差引いた値、すなわ
ち８００〜９５０關となされている。

また圧力の下限は、グランドフレアのバーナにおける廃
ガス流速が低下するとカスと空気との混合が悪化して黒
煙が発生するので、これを防止するよう６４間となされ
ている（米国特許第３７４９５４６号参照）。

こうして、グランドフレアに導かれる廃カスの圧力は、
９５０〜６４關の範囲内に設定される。

なお、後述する第１分岐管Ｌ１においては、圧力は、必
然的にＯｍｍから増大していくことになり、したがって
下限圧力（６４ｍｍ）以下においては、黒煙の発生成い
は火炎の不安定による脈動燃焼は免れない。

そのためこの管Ｌ１では、たとえ脈動燃焼が生じても、
この燃焼量を問題とならない程度に押えておく必要があ
る。

この量はグランドフレアの容量の１３％以下である。

ところで一般に、グランドフレアは負荷変動の激しいも
のであって、そのためこれに対処し得る廃ガス導入制御
装置が必要とされ、特に突発的負荷変動に対しても燃焼
が支障なく行なわれるよう配慮されねばならない。

従来、グランドフレアの廃ガス導管は、第１図に示され
るように、複数本に分岐せられていて、各分岐管Ｌ１
ｓ Ｌ２ ｓ Ｌ３ ｓＬ４． Ｌ、がそれぞれグラン
ドフレアγのバーナ９に接続せられている。

そして第２分岐管以降から第２分岐管以降にはそれぞれ
弁ｖ１．ｖ２．ｖ３．ｖ。

が設けられ、また第１分岐管Ｌ１から第４分岐管Ｌ４に
はそれぞれガス圧検出器Ｐ１ ｘ Ｐ２ ＋ Ｐ３ ｓ
Ｐ４が設けられていて、各弁はこれらガス圧検出器から
送られてくる信号によって開閉するようになされている
。

そして各検出器の弁開閉圧力の設定値には差が設けられ
ていて、これら弁が同時には開閉せず、それぞれ段階的
に作動するようになされている。

しかしながら、従来の廃ガス導入制御装置はこのような
構成であるため、弁の開閉作動を示す第３図から明らか
なように、後段に至るにつれて弁開閉制御圧力の巾が狭
くなり、したがって、５段以上の弁作動は実質的に困難
である。

また、このように制御圧力巾が狭いために、各段毎の廃
カス処理量も制限される。

さらには、負荷変動が激しすぎてこの制御システムを越
えることもしばしば起り得るが、このような場合、２以
上の弁が同時に開閉してしまい、廃ガス導入制御が大き
く乱れ、燃焼が困難になるという欠点は免れない０ この発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、
グランドフレアにおける突発的或いは過大な負荷変動に
対しても、弁が支障なく段階的に開閉作動し得、しかも
量的にも大量の廃カスに対して適用し得るようになされ
た廃ガス導入制御装置を提供することを目的とするもの
である。

すなわち、この発明による廃ガス導入制御装置は、第２
図に示されるように、廃ガス導管８が複数本の分岐管Ｌ
１ ｓ Ｌ２ ｓ Ｌ３ ｓ Ｌ４ ｚ Ｌ５に分岐せ
られて、各分岐管がそれぞれグランドフレアγの各バー
ナ９に接続せられ、第２分岐管以降の各分岐管Ｌ２．
Ｌ３． Ｌ４． Ｌ５にはそれぞれ、段階的に開閉され
る弁■１．■２．Ｖ３．■４が設けられ、また最後の分
岐管にはそれぞれ、該各分岐管の圧力を検知してその信
号を各後段側分岐管の弁に発するカス圧検出器Ｐ１．Ｐ
２．Ｐ３．Ｐ４が設けられている制御装置において、各
弁にそれぞれ、弁の閉鎖を検出してその信号を前段側の
弁に発するリミットスイッチＳ１．Ｓ２．Ｓ３が設けら
れ、弁の閉鎖の際に、弁が前段側から発せられる圧力信
号と後段側から発せられる弁閉鎖信号との両方を受けて
閉じるようになされていることを特徴とするものである
。

そして、この発明では、ガス圧検出器として、弁開閉圧
力の設定値に差が設けられていないものが用いられてい
る。

次にこの発明による弁の開閉作動を第４図に示す。

まず、ガス流量が徐々に増大して各弁が開いていく状態
は従来の場合と同じであって、各分岐管の弁は、ガス圧
検知器によって発せられる前段の分岐管の圧力信号を受
けて段階的に開いていく（同図中の実線で示される）。

次に、ガス流量が減少していき弁が閉じる状態について
説明する。

まずガス流量が減少してくると、第４分岐管Ｌ４のガス
圧検出器Ｐ４が、その圧力が設定値以下に減少したこと
を検出して、その信号を第５分岐管り、の弁Ｖ４に発し
、弁Ｖ４はこの圧力信号を受けて閉じる。

この弁Ｖ４が閉じると、この弁Ｖ４に設けられているリ
ミットスイッチＳ３が弁閉鎖を検出して、第４分岐管Ｌ
４の弁■３に対しこれを閉じるよう信号を発する。

そしてガス流量がさらに減少すると、第２分岐管以降の
ガス圧検出器Ｐ４が、圧力が設定値以下に減少したこと
を検出して、第４分岐管Ｌ４の弁Ｖ３に対しこれを閉じ
るよう信号を発する。

こうして第４分岐管Ｌ４の弁は、前段側から発せられる
圧力信号と後段側から発せられる弁閉鎖信号との両方を
受けてはじめて閉じる。

以下、第３および第２分岐管の各弁ｖ２．Ｖ１も同様に
制御されて閉じる。

このようにして弁の制御がなされるので、各分岐管の弁
はその後段側の分岐管の弁が閉じない限り閉じることは
なく、シたがって各弁が同時に閉じることはあり得ない
。

なお、この実施例では、弁の開閉作動が頻繁にならない
ように、ガス圧検出器の信号発信作動は、第４図の破線
で示されるように、弁開口時に示される低下圧力の値よ
りも低い圧力で弁が閉じるようにセットされている。

すなわち、同図において、廃ガス圧力がイの状態で弁Ｖ
１が開き、その結果圧力は口まで低下する。

この状態からさらにガス流量が増加すれば、圧力はａの
方向に進むが、逆にガス流量が減少すれば、圧力はｂの
方向に進み、口より２０ｍｍ低い値において、ガス圧検
出器Ｐ１から弁閉鎖信号が発せられて弁が閉じるように
なされている。

この発明による制御装置は、以上の次第で、弁が前段側
から発せられる圧力信号と後段側から発せられる弁閉鎖
信号との両方を受けて閉じるようになされているもので
あるので、各ガス圧検出器の弁開閉圧力の設定値に差を
設ける必要がない。

したがって弁開閉制御圧力の巾はいずれの弁においても
変わることがなく、そのため各弁を同時に閉じてしまう
というおそれは全くない。

このようにこの発明によれば、グランドフレアにおける
突発的或いは過大な負荷変動に対しても、弁は支障なく
段階的に開閉作動し得、しかも廃ガス処理量についても
従来のものに比ベーζ、これを大巾に増大することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す管系読図、第２図はこの発明の実
施例を示す管系読図、第３図は従来例の場合のガス流量
と圧力との関係を示すグラフ、第４図はこの発明の実施
例の場合のガス流量と圧力との関係を示すグラフである
。 γ・・・・・・グランドフレア、８・・・・・・廃ガス
導管、９・・・−・・バーナ、Ｌｌ ｚ Ｌ２ ＊ Ｌ
３ 、Ｌ４ ｓ Ｌｓ・・・・・・分岐管、ｖｌ、 ｖ
２． ｖ３． ｖ４・−−−−・弁、Ｐｌ、Ｐ２．Ｐ３
．Ｐ４・・・・・・ガス圧検出器、Ｓ□、Ｓ２．Ｓ３・
・・・・・リミットスイッチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 廃ガス導管が複数方の分岐管に分岐せられて、各分
   岐管がそれぞれグランドフレアの各バーナに接続せられ
   、第２分岐管以降の各分岐管にはそれぞれ、段階的に開
   閉される弁が設けられ、また最後の分岐管を除いて各分
   岐管にはそれぞれ、該各分岐管の圧力を検知してその信
   号を各後段側分岐管の弁に発するガス圧険出器が設けら
   れている制御装置において、各弁にそれぞれ、弁の閉鎖
   を検出してその信号を前段側の弁に発するリミットスイ
   ッチが設けられ、弁の閉鎖の際に、弁が前段側から発せ
   られる圧力信号と後段側から発せられる弁閉鎖信号との
   両方を受けて閉じるようになされていることを特徴とす
   るグランドフレアの廃カス導入制御装置。