Durante los últimos 10 años, Saudi Aramco ha desarrollado y patentado una tecnología de combustión sin humo que utiliza aire supersónico a alta presión para proporcionar una combustión sin humo. Esta tecnología, denominada Sistema de Asistencia de Aire a Alta Presión (HPAAS), se desarrolló a través de un amplio proceso de investigación y desarrollo, utilizando modelos CFD y pruebas de combustión a escala real. Los sistemas HPAAS se han instalado en docenas de instalaciones de Saudi Aramco, creando flares con combustión limpia donde antes el humo llenaba el cielo.
La mayoría de estas unidades han estado en operación continua durante más de un año, lo que ha proporcionado un método para determinar la eficacia y confiabilidad del sistema. Una amplia gama de tamaños y condiciones de operación en estos lugares de trabajo ha proporcionado una buena base para la comparación del sistema. Sobre la base de la información recogida de los operadores de campo, este documento explora los éxitos y los problemas experimentados con las boquillas de flares, los sistemas de suministro de aire y los compresores de aire de servicio severo utilizados en el diseño, así como cualquier problema con la instalación o la modificación de los flares existentes. También se discuten las mejoras, las limitaciones y los cambios futuros.
¿Por qué es necesario el sistema HPAAS?
Hace aproximadamente 10 años, el personal de Saudi Aramco empezó a ser mucho más consciente del antiestético humo que producían de forma continua muchos de sus sistemas de combustión. La presencia de esta constante y visible contaminación empeoraba la percepción pública de Saudi Aramco y de la industria energética en general. Empezaron a buscar una tecnología que ayudara a limpiar este humo y a mostrar el compromiso de Saudi Aramco con la producción de energía segura, confiable y responsable. La solución debía funcionar con eficacia, eliminar el humo y ser rentable. Tras una investigación exhaustiva de las tecnologías sin humo disponibles en el mercado, descubrieron que ninguna de ellas funcionaba bien para su aplicación.
Operación y Componentes
Los principales componentes de un sistema HPAAS incluyen una boquilla de flare con boquillas supersónicas de inyección de aire, una línea de suministro de aire en la chimenea del flare (normalmente de 2" o 3" de diámetro), un sistema de control de flujo, un tanque receptor de aire y un compresor de aire. Como alternativa, en algunos casos el sistema también puede alimentarse con aire de instrumentos existente en la planta.
La boquilla de flare HPAAS incluye una boquilla de flare tipo barril con un gran escudo de viento. En el espacio entre el escudo de viento y el barril de la boquilla de flare, se monta un manifold de inyección de aire a alta presión. El manifold de aire incluye boquillas supersónicas que se dirigen hacia la zona de combustión en la salida de la boquilla del flare. La figura 3 muestra los principales componentes de una boquilla de flare HPAAS.
Conclusiones
El sistema HPAAS ha demostrado ser una tecnología muy útil para las aplicaciones de reequipamiento de los flares utilitarios existentes. Cubre un nicho que otras tecnologías no han podido cubrir de forma oportuna y rentable. El sistema HPAAS seguirá siendo una tecnología útil para este tipo de aplicaciones, y con las mejoras de la tecnología, se utilizará en muchas más aplicaciones.
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