플레어 시스템 설계절차 및 고려사항

플레어 시스템 설계절차

플레어 헤더	1. 플레어량 계산 2. 동시배출량 계산 3. 압력손실 계산 4. 직경의 계산
녹아웃 드럼 용량	1. 기액분리 강하속도의 계산 2. 강하상수의 결정 3. 체류량 계산 4. 부피(50% 액체), 안지름과 길이의 비율 1 : 3 에서 결정 5. 기체흐름의 횡단면적 계산 6. 기체흐름에 대한 기체공간 수직 높이 계산 7. 액체강하시간 및 기체속도 계산 8. 기액분리 필요 최소길이 계산 9. 필요 길이를 확인하여 결정
밀봉 드럼	1. 플레어 헤더지름의 2배 지름, 3배 길이로 선정 2. 수직밀봉드럼은 증기공간은 밀봉드럼 지름의 0.5 ~ 1배, 수직높이 1m 이상 3. 밀봉액에 잠기는 플레어헤더의 밀봉높이의 계산 4. 플레어헤더의 밀봉높이는 밀봉액의 정상 액면으로부터 10cm 내지 30cm의 높이를 유지 5. 밀봉드럼의 액면으로부터 플레어헤더의 중앙까지의 높이는 최소한 3m 이상을 유지하고 수직으로 함 6. 폐수처리장으로 배출되는 밀봉액 배수 배관의 높이는 최소한 밀봉드럼의 운전압력을 수두로 환산한 값의 1.75배가 되도록 한다.
플레어 스택 용량	1. 플레어스택 지름 계산 2. 플레어가스의 연소열 계산 3. 플레어팁 방출속도 계싼 4. 공기 중 플레어가스 폭발하한 농도계수 계산 및 계수 보정 5. 화염 기울기 계수 계산 6. 화염 중앙의 수직거리 계산 7. 화염 중앙으로부터 지면까지의 거리계산 8. 플레어스텍 높이 계산(지면 수열량 4,000 kcal/h.m2)
기타 고려사항	1. 그을음 발생 최소화 스팀 공급량 2. 퍼지가스의 연속주입 속도 3. 소음

 

 

플레어시스템 설계시 고려사항

1. 설치시 고려사항

1) 연소가스의 방출에 따른 국내법규상의 기준 만족

2) 공정지역, 저장지역, 지상으로부터의 높이 및 사람과 관련하여 플레어의 위치 및 이격거리는 복사열, 연소생성물의 착지농도를 기준으로 충분히 떨어져야 한다.

3) 플레어스택에 액체가 유입되지 않도록 방출가스와 비말동반된 액체의 제거능력이 충분하여야 한다.

4) 플레어시스템으로 산소가 유입되지 않도록 하여야 하며, 특히 안전밸브 등 보수시에 주의하여야 헌다.

5) 내부 폭발예방을 위한 화염역류방지장치를 설치하여야 한다.

6) 파일럿 점화장치 및 조절장치가 안전한 곳에 위치하여야 한다.

7) 플레어헤더를 연료가스 또는 불활성 가스로 치환할 수 있는 장치를 설치하여야 한다.

8) 산소가 함유된 물질은 별도의 플레어시스템에서 처리하여야 한다.

9) 불꽃이 꺼지지 않도록 유속 산정에 주의하여야 한다.

10) 고온 및 저온, 부식성 등 유체의 물성을 고려하여 재질을 선정하여야 한다.

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2. 배관 재질 선정

1) 배출물의 압력, 온도, 조성, 양 등을 고려하여 방출물 처리시스템의 상호 연결 포집배관 시스템을 설치하여야 한다.

2) 배관, 플레어스택, 플레어팁의 재질은 소각되는 유체의 조성(특히, 부식성 및 반응성 물질의 경우), 플레어시스템의 조업 온도 및 압력에 따라 선정하여야 한다.

3) 배관의 재질선정 기준은 아래와 같다.

(1) 저온 플레어헤더

: 에탄 또는 그 보다 가벼운 증기 등과 같이 영하 45℃ 이하에서 강압 등에 의해서 기체와 액체로 분리되는 물질은 오스테나이트 스테인리스강 또는 동등 이상의 재질을 사용

(2) 중간 플레어 헤더

: 영하 45℃ 이상 0℃ 이하의 건조 상태의 배출물에는 킬드탄소강 또는 동등 이상의 재질을 사용

(3) 고온 플레어헤더

: 0℃ 이상의 배출물이 대부분 이 경우에 속하며 탄소강 또는 동등 이상의 재질을 사용

 

4) 부식성이 강한 황화수소 등 산성가스가 주 배출물인 경우에는 스테인리스 316 이상의 재질로 된 별도의 헤더에 모은 후 별도로 처리하여야 한다.

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3. 플레어헤더의 봉입

1) 플레어헤더의 봉입 목적은 다음과 같다.

(1) 역화의 예방

(2) 공기의 혼입방지

 

2) 공기의 혼합 가능 조건은 다음과 같다.

(1) 가스가 공기보다 가벼운 경우 스택 하단부가 대기압 이하일 때

(2) 더운 가스의 방출 후 헤더 내의 증기가 냉각 응축할 때

(3) 자연통풍식의 스택인 경우 플랜지 및 접속 부위

 

3) 플레어헤더의 봉입은 질소 등 불활성 가스를 사용하는 것을 원칙으로 하며 연료가스를 사용할 경우에는 공기보다 가벼운 가스로서 폭발 범위에 들지 않도록 하여야 한다.

 

 

4. 플레어스택의 안전

1) 상시 파일럿 버너의 점화상황, 플레어의 연소상황 등을 점검 감시하고, 아울러 밀봉드럼은 그 액면을 상시규정하는 것으로 유지해 둘 필요가 있다.

2) 파일럿 버너에 공급하는 연료가스는 가스압력, 유량, 품질 등이 변하지 않는 신뢰성이 높은 것이어야 한다.

3) 배관 및 스텍 내에서 폭발성 혼합가스를 형성시키지 않도록 상시 스팀, 질소가스 등으로 퍼지해두어야 한다.