La necessità negli impianti industriali

“Il Sistema Fiaccola. Esigenza Operativa, Sicurezza ed Impatto Ambientale”
Modulo I – La Necessità negli Impianti Industriali
Perché è necessario un Sistema Fiaccola – Le quantità e le tipologie degli
scarichi – I componenti del Sistema – Fiaccola singole o più Fiaccole
ing. Giovanni Valsecchi – Tamoil Raffinazione S.p.A.
1. Sommario
La Fiaccola o Torcia non solo è uno dei sistemi più importanti dell’industria chimica
primaria e secondaria, in quanto svolge un ruolo chiave nel sistema di sicurezza di un
insediamento industriale, ma rappresenta anche uno dei più immediati strumenti di
comunicazione dell’immagine di un’industria con l’ambiente esterno. In particolare nei
luoghi dove sono installate Torce Elevate, queste finiscono per diventare un elemento
identificativo del sito industriale stesso. Molte persone guardano ad una fiaccola come
ad una fonte potenziale di fiamme, di fumo, di odore, di rumore, di pericolo per la
sicurezza e la salute della popolazione circostante. Va però considerato che le sostanze
che finiscono in Torcia potrebbero magari essere recuperate ricavandone profitto invece
che costituire una perdita di prodotto. E’ quindi estremamente importante mettere in atto
innanzitutto tutte le soluzioni tecniche e le procedure operative necessarie per
minimizzare gli scarichi verso la Fiaccola e quindi prevedere e mantenere efficaci tutti i
dispositivi necessari per minimizzare il loro impatto ambientale.
In questa relazione si analizzeranno le necessità di esercizio che richiedono la presenza
di un Sistema Fiaccola in un complesso industriale, analizzando le possibili correnti che
devono essere trattate ed identificando, a secondo della variabilità delle diverse fonti, la
necessità di particolari apparecchiature e dispositivi o di specifiche procedure operative
per la gestione ottimale del sistema, garantendo il massimo grado di sicurezza nel
rispetto dell’ambiente.
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1.1
Perchè è necessario un Sistema Fiaccola
Vediamo innanzitutto che cosa si intende per Sistema Fiaccola.
La definizione riportata nelle Norme API RP-521 / ISO-23251 edizione Gennaio 2007 e
ripresa nel Documento di Riferimento per le BAT del Febbraio 2003, identifica la
Fiaccola come il dispositivo o il sistema che consente di scaricare gas e vapori in
maniera sicura e compatibile con l’ambiente attraverso la loro combustione.
Un Sistema Fiaccola è quindi da considerarsi come una sezione di emergenza, parte
integrante del sistema di sicurezza di un impianto industriale.
Gli impianti industriali sono normalmente strutturati in modo da evitare rilascio verso la
Fiaccola: appositi sistemi di ricontatto sono generalmente installati nelle unità di
processo, in particolare nelle unità a bassa pressione, per consentire il recupero dei gas e
il loro riutilizzo, ad esempio, come combustibili nei forni o nelle caldaie.
Tuttavia, in situazione di emergenza o di deviazione dalle normali condizioni operative
si possono generare accumuli di gas che se non controllati possono causare
sovrappressioni critiche nelle apparecchiature a pressione: è quindi necessario prevedere
dispositivi di protezione che intervengano in automatico o in manuale per evitare la
degenerazione degli eventi, scaricando l’eccesso di gas verso un sistema dedicato.
1.2
Cosa viene scaricato in Fiaccola
Come detto, la Fiaccola è un dispositivo di emergenza, per cui le principali sorgenti
sono innanzitutto gli scarichi delle valvole di sicurezza a protezione delle
apparecchiature a pressione e quindi i sistemi di blocco di emergenza ed i dispositivi di
depressurizzazione rapida, siano essi automatici o manuali.
Seguono poi contributi di minor entità, quali ad esempio gli sfiati da serbatoi di raccolta
di liquidi instabili che successivamente sono avviati a serbatoi di rilavorazione, scarichi
di valvole di regolazione della pressione o di sistemi di flussaggio di tenute meccaniche
di macchine rotanti. Alla Torcia vengono inoltre inviati anche i gas di scarico durante le
fasi di bonifica dalle apparecchiature in avviamento e/o fermata degli impianti.
Una caratteristica generale di tutti gli scarichi verso la Torcia è l’estrema variabilità di
composizione e pertanto il Sistema Fiaccola viene normalmente progettato per trattare
un largo spettro di flussi di gas e composizioni corrispondenti alle diverse contingenze
considerate.
E’ importante l’identificazione e la caratterizzazione delle potenziali fonti di scarico
verso la Torcia per poter effettuare il corretto dimensionamento del sistema.
La presenza eventuale di sostanze altamente tossiche o corrosive può richiedere il
convogliamento di questi scarichi in sistemi dedicati, eventualmente dotati di specifiche
sezioni di pretrattamento.
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SISTEMA DI COLLETTAMENTO E TRATTAMENTO AL SISTEMA FIACCOLA
ESEMPIO DI DIFFERENZIAZIONE PER CARATTERISTICHE DEI FLUIDI
Valvole di sicurezza
Sistemi di blocco di emergenza
Fiaccola Principale
Dispositivi di depressurizzazione
rapida
Sfiori gassosi costituiti da sostanze
combustibili
Sfiori gassosi contenenti elevate
concentrazioni di sostanze tossiche,
quali ammoniaca e idrogeno
solforato
Sfiori gassosi contenenti elevate
concentrazioni di composti clorurati
o altamente tossici e corrosivi
Fiaccola Dedicata
Pre-trattamento
Chimico
Fiaccola Dedicata
Analizziamo brevemente le sorgenti di scarico più significative, per identificare le
eventuali problematiche che possono insorgere.
Iniziamo con le valvole di sicurezza.
Le norme API – RP520 indicano le linee guida per la scelta, il dimensionamento e
l’installazione delle valvole di sicurezza a protezione delle sovrapressioni nelle
apparecchiature.
E’ importante considerare tutte le possibili condizioni che possono causare lo scatto di
una valvola di sicurezza, in quanto non necessariamente la contingenza dimensionante è
poi rappresentativa dell’impatto sul Sistema Fiaccola.
Ad esempio, nella stragrande maggioranza dei casi la contingenza dimensionante per
una valvola di sicurezza a protezione di un recipiente che contiene liquido è il Fuoco
Esterno. Quando si analizza invece un sistema complesso in cui convergono gli scarichi
di più valvole di sicurezza, le norme API – RP521 e ISO – 23251 raccomandano di
identificare come contingenza dimensionante quella situazione che interessa l’intero
insediamento industriale o in ogni caso, quel gruppo di impianti che fa capo a quel
Sistema Fiaccola. Ad esempio, in molti casi, viene considerata la mancanza totale di
energia elettrica (General Power Failure). Nell’analisi di quel Sistema Fiaccola nel suo
insieme quindi andrà considerato solo il contributo di quelle valvole che si attivano per
quella contingenza, con le condizioni di temperatura, composizione e portata che si
hanno durante quella situazione, anche se essa non è la contingenza dimensionante.
Di seguito l’esempio di calcolo di due PSV entrambe soggette a rilascio nel caso di GPF
ma una sola in cui tale condizione è dimensionante.
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Caso dimensionante : Fuoco esterno
CALCOLO PORTATA DI SCARICO
a
1 CONDIZIONE: FUOCO ESTERNO (RACCOLTA "E")
SIGLA APP.
SUPERFICIE
PROTETTI
SERVIZIO
6-C-101
STRIPPER
6-E-103 A/B
STRIPPER FEED/BOTTOM
6-V-103
STRIPPER REFLUX DRUM
6-E-105
STRIPER BOTTOM COOLER
Si (m²)
63,1
14,2
8,3
8,0
Fi
1,0
1,0
1,0
1,0
1.0 per apparecchi non coibentati e U > 19
Fi =
S = superficie esposta al fuoco, in m², del recipiente a contatto del
liquido. Per superficie esposta al fuoco si intende quella inclusa in
un'altezza di almeno 8 m sopra ogni piano sul quale possono
accumularsi le sostanze infiammabili, o, nel caso di sfere o sferoidi,
di quella compresa tra il piano come sopra definito e la quota del
diametro orizzontale massimo o 8 m (la maggiore delle due). Se il
serbatoio è installato a distanza inferiore di 7 m da manufatti
suscettibili di incendio, nella superficie S deve includersi, per la
parte non già compresa nell'ipotesi precedente, la porzione di
superficie del recipiente esposto alla radiazione.
PORTATA DI SCARICO:
0.5 per 9 < U < 19
n
q = 37000* ∑*
0.3 per U < 9
1
L'isolamento deve essere tecnicamente incombustibile
Fi * Si0.82
=
Li
44.275
kg/h
21.147
kg/h
2
U = coeff. di trasmissione in kcal/h m °C
2° CONDIZIONE:
MANCANZA GENERALE DI ENERGIA ELETTRICA - SCARICATA LA PORTATA MASSIMA DEI VAPORI DI TESTA A 6-EA-102
CARATTERISTICHE DEL VAPORE SCARICATO
T = 160 °C
M = 62,5
k = 1,06
z = 0,66
q =
PORTATA DI SCARICO =
Caso dimensionante : Mancanza generale di energia elettrica
CALCOLO PORTATA DI SCARICO
a
1 CONDIZIONE: FUOCO ESTERNO (RACCOLTA "E")
SIGLA APP.
SUPERFICIE
PROTETTI
SERVIZIO
6-V-201
SEPARATOR DRUM
6-E-202
REACTOR EFFLUENT TRIM COOLER
Si (m²)
24,5
22,6
Fi
1,0
1,0
1.0 per apparecchi non coibentati e U > 19
Fi =
S = superficie esposta al fuoco, in m², del recipiente a contatto del
liquido. Per superficie esposta al fuoco si intende quella inclusa in
un'altezza di almeno 8 m sopra ogni piano sul quale possono
accumularsi le sostanze infiammabili, o, nel caso di sfere o sferoidi,
di quella compresa tra il piano come sopra definito e la quota del
diametro orizzontale massimo o 8 m (la maggiore delle due). Se il
serbatoio è installato a distanza inferiore di 7 m da manufatti
suscettibili di incendio, nella superficie S deve includersi, per la
parte non già compresa nell'ipotesi precedente, la porzione di
superficie del recipiente esposto alla radiazione.
PORTATA DI SCARICO:
0.5 per 9 < U < 19
n
q = 37000* ∑*
0.3 per U < 9
1
L'isolamento deve essere tecnicamente incombustibile
Fi * Si0.82
=
Li
17.405
kg/h
56.680
kg/h
2
U = coeff. di trasmissione in kcal/h m °C
2° CONDIZIONE:
MANCANZA GENERALE DI ENERGIA ELETTRICA (6-K-202 FERMO E 6-PV-201 A CHIUSA) L'AIR COOLER SMALTISCE IL 20% DEL DUTY
CARATTERISTICHE DEL VAPORE SCARICATO
T = 105 °C
M = 18,0
k = 1,18
z = 0,88
q =
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PORTATA DI SCARICO =
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Va sottolineato che, alla temperatura di rilascio gli scarichi sono costituiti da vapori o da
fase mista liquido/vapore soggetta ad ulteriore condensazione per effetto del
raffreddamento causato dall’espansione. Vedremo poi come questo influenzi le
apparecchiature costitutive del Sistema Fiaccola: in particolare richieda l’installazione
di recipienti per separare il liquido contenuto per poterlo inviare alla rilavorazione, che
siano in grado di effettuare la rimozione delle goccioline di liquido trattenute nel gas,
per consentire poi una più efficace e sicura combustione alla Fiaccola.
Consideriamo ora gli scarichi da sistemi di depressurizzazione rapida e da valvole di
scarico in Torcia in condizioni di emergenza.
Generalmente questi dispositivi sono installati su apparecchiature che operano a bassa
temperatura e gli scarichi sono costituiti essenzialmente da gas: sono però normalmente
derivati da sezioni ad alta pressione e quindi in fase di rilascio le velocità in gioco sono
molto elevate, che richiedono particolari accorgimenti nella geometria dei collettori di
scarico, se non l‘installazione di dispositivi di insonorizzazione.
Le diverse tipologie di scarichi vanno analizzate in funzione della loro composizione: la
possibile presenza di sostanze tossiche consiglia di segregare queste correnti e trattarle
in un Sistema Fiaccola dedicato.
In particolari casi, soprattutto in presenza di elevate concentrazioni di sostanze
altamente tossiche o corrosive oppure dove nella combustione si possono formare
composti altamente tossici, possono essere previste sezioni di pretrattamento chimico o
chimico-fisico per minimizzare l’impatto ambientale.
Un’ulteriore analisi va effettuata in base alle condizioni di pressione lato processo delle
correnti che possono essere inviate alla Torcia, al fine di prevedere sub-collettori
separati dotati ciascuno di opportuno separatore liquido-vapore.
SISTEMA DI COLLETTAMENTO E TRATTAMENTO AL SISTEMA FIACCOLA
ESEMPIO DI DIFFERENZIAZIONE PER PRESSIONE
Sezioni Alta Pressione
Sezioni Media
Pressione
Separatore sfiori alta
pressione
Fiaccola
Sezioni Bassa
Pressione
Separatore sfiori
media pressione
Separatore sfiori
bassa pressione
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1.3
Elementi costitutivi di un Sistema Fiaccola
Analizzeremo un Sistema Fiaccola basato su una Fiaccola Elevata. Le considerazioni
che faremo sono comunque estendibili anche alle altre tipologie di Torce.
SCHEMA DI PROCESSO SEMPLIFICATO DI UN SISTEMA FIACCOLA
Piloti
Terminale
Al sistema di recupero gas
Aria
Compressore
Recupero Gas
Fiaccola
Gas di
accompagnamento
Gas ai piloti
Vapore
antifumo
Gas di
accompagnamento
Collettore
Acqua
Integrazione
Separatore
Liquido-Vapore
Guardia
Idraulica
Acqua Acida a
Trattamento
Al sistema di recupero liquidi
Ogni singolo sistema è costituito da questi elementi principali:
Il collettore per la raccolta e il convogliamento degli scarichi;
Il serbatoio di decantazione per la separazione gas-liquido;
L’eventuale compressore per il recupero del gas;
La guardia idraulica;
Il camino di fiaccola, con il relativo bruciatore al terminale;
Il sistema antifumo;
I bruciatori pilota e il relativo sistema di accensione
I sistemi di segnalazione
Vediamo brevemente le funzioni principali di ogni componente.
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1.3.1
Collettore di raccolta degli scarichi
Possono essere previsti uno o più collettori di Blow Down che raccolgano e
convoglino verso la Fiaccola tutte le fonti potenziali.
Sono importanti alcuni dettagli costruttivi quali, ad esempio:
rendere il sistema autodrenante, prevedendo pendenze dell’ordine del 2 – 3 ‰
per evitare la formazione di sacche di liquido che possono ostacolare il regolare
deflusso dei gas in caso di scarico;
connettere i rami dei diversi sub-collettori dall’alto, con innesti a 45° che
riducano le perdite di carico e le forze di reazione dovute alle alte velocità.
E’ inoltre importante prevedere sistemi di iniezione di gas combustibile di
accompagnamento che mantengano flussate le linee, impedendo ristagno di sostanze
potenzialmente pericolose e che prevengano la formazione di depressioni nei tratti
terminali, causa di possibili infiltrazioni di aria.
Geometria dei collettori di raccolta e convogliamento degli scarichi in Fiaccola
Pendenza 2-3‰ per evitare
formazione di sacche di
liquido
Connessione dall'alto
45°
Innesto a 45° per ridurre le perdite di carico e le
forze di reazione dovute alle alte velocità
SUB-COLLETTORI
45°
Al separatore finale
Gas di accompagnamento
COLLETTORE PRINCIPALE
Gas di accompagnamento
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1.3.2
Separatore liquido - vapore
Come precedentemente accennato, le correnti che sono inviate alla Fiaccola possono
contenere liquido in quantità anche significativa.
Il trascinamento di liquido nel gas di scarico in Torcia va assolutamente evitato per
prevenire la possibilità che si formi la cosiddetta “pioggia di fuoco” (flaming rain)
dal terminale della Fiaccola.
Per fare questo, sono normalmente installati opportuni recipienti dove avviene la
separazione tra la fase liquida e la fase gassosa.
Le già citate norme API – RP521 e ISO – 23251 definiscono i criteri per il
dimensionamento di questi recipienti in funzione della dimensione delle gocce di
liquido disperse nella fase gassosa.
Questi separatori sono muniti di un sistema di recupero che rinvia il liquido
contenuto mediante pompaggio ad opportuni serbatoi di rilavorazione: sono previsti
normalmente sistemi di controllo di livello, dotati di dispositivi di partenza
automatica delle pompe di recupero.
A seconda delle condizioni climatiche in cui si trova il sito industriale, i separatori
possono essere dotati di tracciatura con vapore per protezione antigelo.
1.3.3
Compressore di recupero gas
Abbiamo visto che ai terminali dei sub-collettori di raccolta degli scarichi destinati
alla Fiaccola sono previsti sistemi di iniezione di gas di flussaggio per prevenire la
formazione di depressioni che potrebbero innescare esplosioni.
Questo gas può essere parzialmente o totalmente recuperato mediante l’installazione
di un compressore per il recupero del gas. Questa pratica consente da un lato di
evitare o limitare la presenza di fiamma al terminale fiaccola e dall’altro di ridurre i
consumi di gas combustibile.
Il gas recuperato viene normalmente trattato in una sezione dedicata di lavaggio
amminico e quindi inviato alla rete gas combustibile di stabilimento oppure
riutilizzato come gas di accompagnamento per il Sistema Fiaccola.
Va da sé che questi sistemi devono essere dotati di opportuni dispositivi di blocco
che ne impediscano l’esercizio in caso di scarichi di emergenza.
L’estrema variabilità di composizione del gas da recuperare, la presenza di possibili
trascinamenti di liquido e gli alti rapporti di compressione richiesti, orientano la
scelta verso sistemi di compressione non tradizionali, quali ad esempio compressori
a vite, compressori ad anello liquido o sistemi ad eiezione.
A volte il sistema di recupero è abbinato ad una sezione di lavaggio amminico, così
da comprimere il gas e contemporaneamente purificarlo dall’H2S.
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1.3.4
Guardia Idraulica e altri sistemi di tenuta
Oltre all’iniezione di gas di accompagnamento nei collettori di scarico, il Sistema
Fiaccola è dotato di particolari protezioni dalle depressioni che possono creare
flusso inverso di aria dalla fiaccola stessa con formazione di miscele esplosive con i
gas contenuti nei collettori.
Tra di essi il più semplice e diffuso è costituito dalla Guardia Idraulica.
Riferiamoci alla figura di seguito riportata.
GUARDIA IDRAULICA
Uscita Gas
alla Fiaccola
Ingresso Gas
Alto Flusso
Ingresso Gas
Basso Flusso
Livello liquido
Guardia Idraulica
Connessioni
controllo di livello
Diverse profondità di
annegamento generano
diverse contropressioni e
regolano diverse portate
Aperture per il ripristino del livello
di liquido all'interno delle gambe
Ingresso
Acqua
(Reintegro e
Flussaggio)
Scarico Acqua
Prof ili triangolari su tutta la
circonferenza per graduare
portata impedendo
La Guardia Idraulica è costituita essenzialmente da un recipiente in cui viene
mantenuto un livello costante di liquido di tenuta, normalmente acqua: il gas da
scaricare in fiaccola viene convogliato al di sotto del livello del liquido di tenuta,
mediante una tubazione interna. Per effetto del battente di liquido che il gas deve
vincere, si crea nel sistema a monte una lieve pressione positiva, funzione del livello
della parte immersa, che consente di evitare di far entrare aria dalla fiaccola ai
collettori.
Sono in genere previste due diverse tubazioni (gambe), che si differenziano per
diametro e per lunghezza della zona immersa; la gamba di diametro minore ha una
parte immersa inferiore e genera quindi una minore contropressione: questa
normalmente scarica le basse quantità di sfioro. All’aumentare della portata dello
scarico, l’aumento delle perdite di carico consente alla gamba maggiore di vincere la
maggiore contropressione e quindi le consente di entrare in esercizio.
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Entrambe le gambe sono dotate alle estremità immerse di particolari profili,
generalmente triangolari, che consentono di modulare gli aumenti di portata di
scarico. Le due gambe separate combinate con i profili triangolari alle estremità
consentono di impedire le pulsazioni della fiamma, possibili fonti di rumore.
E’ di fondamentale importanza che la guardia idraulica sia provvista di un sistema di
controllo automatico che effettui il ripristino del livello liquido, per evitare che il
sistema a monte vada in depressione; inoltre, è necessario anche fornire un ricambio
continuo dell’acqua contenuta che prevenga l’accumulo di sostanze potenzialmente
corrosive.
Generalmente si prevede un sistema di ricircolo in continuo di acqua da impianti di
strippaggio (Sour Water Stripper). Questo però consente solo di gestire le situazioni
di normale esercizio, quando alla Torcia giungono solo parte dei gas di
accompagnamento.
Durante lo scarico, per effetto della temperatura del gas che può causarne la
vaporizzazione oppure semplicemente per trascinamento, una quantità anche
significativa di liquido viene persa nel gas in uscita: in tale caso si prevedono
sistemi ausiliari, che consentono il ripristino rapido del livello, utilizzando fonti di
acqua sempre disponibili anche in caso di emergenza, quali ad esempio, acqua
antincendio.
E’ interessante soffermarsi sulla geometria della linea di scarico dell’acqua di tenuta,
di seguito schematizzata.
a /da guardia
idraulica
Quota funzione del
livello del liquido nella
guardia idraulica
Altezza funzione della
massima pressione
operativa (minimo 3
metri)
Rompivuoto
Linea di
bilanciamento
Scarico liquido
da guardia
idraulica
Serbatoio
accumulo acqua di
scarico
A Sistema
Trattamento
Acque Acide
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Lo scarico dell’acqua dalla guardia idraulica può essere derivato dal fondo del
recipiente oppure dal pelo libero di interfaccia con il gas: in entrambi i casi, avviene
attraverso tubazione libera, con una conformazione ad omega tale da garantire
l’efflusso durante gli scarichi consistenti e nel contempo mantenere il volume di
liquido all’interno della guardia idraulica. La parte superiore del sifone è dotata di
un sfiato rompivuoto per evitare di innescare l’effetto sifone che potrebbe portare
alla perdita del livello del liquido di tenuta.
L’altezza delle tubazioni che costituiscono l’omega di scarico è correlata al livello
operativo dell’acqua di tenuta e alla pressione operativa che si stabilisce nella
guardia idraulica.
Lo scarico viene di solito raccolto in un recipiente di accumulo, in parallelo con la
guardia idraulica, da cui l’acqua viene inviata mediante pompa al sistema di
trattamento delle acque acide.
La guardia idraulica può essere provvista di tracciatura con vapore per protezione
antigelo.
In alcuni sistemi, la guardia idraulica è accoppiata al separatore liquido-vapore
oppure è installata alla base della fiaccola di cui costituisce il supporto.
Oltre alla guardia idraulica esistono altri sistemi di tenuta che non utilizzano liquido,
quali il sistema Molecular Seal e il sistema Air Lock Seal.
Il sistema Molecular Seal è costituito da un’apparecchiatura con particolari setti a
labirinto interni, che viene installata a monte del terminale della fiaccola.
Il principio di funzionamento sfrutta la differenza di peso molecolare tra il gas di
accompagnamento e l’aria esterna. Quando il gas immesso ha un peso molecolare
inferiore all’aria nella parte alta del dispositivo si crea una zona con pressione
superiore a quella atmosferica che l’aria non può penetrare; viceversa, quando il gas
ha un peso molecolare maggiore rispetto a quello dell’aria, la tenuta molecolare
viene effettuata nella parte inferiore.
Il sistema consente di minimizzare l’immissione di gas di accompagnamento, anche
se ha lo svantaggio che l’apparecchiatura appesantisce la struttura, richiedendo una
supportazione maggiore per sopportare il peso aggiuntivo e la forza del vento.
Il Sistema “Air Lock Seal” è un particolare setto a sezione tronco-conica, parte
integrante del terminale della fiaccola, saldato all’interno del corpo principale del
bruciatore, appena al di sopra della flangia di accoppiamento.
Quando la fiaccola opera a bassissimo carico, l’aria tenderebbe ad entrare nel
terminale, sia per effetto del vento che per diffusione. Questo dispositivo, creando
una restrizione alla sezione di passaggio, fa aumentare localmente la velocità del gas
di scarico, facendo sì che riesca a sospingere all’esterno l’aria.
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1.3.5
Il camino di Fiaccola
Il gas in uscita dalla guardia idraulica fluisce al camino della Fiaccola. Questo è
costituito da una tubazione verticale alla cui estremità è installato il bruciatore.
Le norme API RP521 e ISO – 23251 definiscono i criteri per la determinazione
dell’altezza e del diametro della tubazione, in funzione dell’irraggiamento al suolo e
nei punti sensibili e in funzione della velocità massima dei gas in uscita.
Alla base del camino di fiaccola viene immesso gas di accompagnamento che oltre
al già citato ruolo nell’impedire pericolose inversioni di flusso, funge anche da gas
di sostegno della combustione.
Al terminale sono installati uno o più bruciatori pilota, alimentati autonomamente
con gas combustibile; ciascun pilota deve essere dotato di un proprio sistema di
accensione e di rilevazione della fiamma.
Come già ricordato in precedenza, la Fiaccola è uno strumento di comunicazione
con l’esterno ed è quindi fondamentale che essa non sia fonte di disturbo per la
popolazione circostante. Pertanto, anche quando questo non costituisca una precisa
prescrizione da parte delle autorità, ogni Fiaccola deve essere dotata di un adeguato
sistema di monitoraggio e di controllo che consenta di operare senza produzione di
fumo, in modo da apparire come non funzionante anche nelle fasi di scarico. Sono
abitualmente installati sistemi continui di rilevazione del fumo che comandano in
automatico l’immissione di vapore: questo interviene minimizzando i fenomeni che
originano il fumo, quali ad esempio il cracking e la polimerizzazione e inoltre
reagisce con il carbone prima che questo raffreddandosi dia origine a fumo.
E’ buona pratica disporre di un sistema di video-sorveglianza che trasmetta in
continuo nella Sala di Controllo le immagine a colori delle diverse fiaccole. Inoltre,
tra i dispositivi che usualmente sono installati sui collettori in ingresso alla fiaccola
ci sono i misuratori di portata e gli analizzatori in continuo di peso molecolare che
forniscono, seppure in maniera indiretta, informazioni utili per poter intervenire
dalla Sala di Controllo in caso di rilascio.
In considerazione della sua altezza, una Fiaccola Elevata costituisce un ostacolo alla
navigazione aerea. Pertanto, le normative ENAC e ICAO prescrivono l’installazione
di opportuni sistemi di segnalazione luminosa e/o una particolare colorazione nella
parte alta della Fiaccola.
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1.3.6
Sistemi a fiaccola singola e sistemi a più fiaccole
Come già discusso precedentemente quando abbiamo analizzato le diverse tipologie
di scarichi, è possibile che in un sito industriale la quantità o la qualità dei fluidi da
trattare comporti la necessità di avere più di una Fiaccola.
La scelta di configurazione a fiaccola singola o a più fiaccole risponde anche da altri
criteri, quali ad esempio, la continuità di esercizio.
La Fiaccola è un dispositivo di sicurezza, quindi un qualsiasi intervento di tipo
manutentivo su di un Sistema Fiaccola deve comportare la fermata completa, lo
svuotamento dai liquidi e la bonifica di tutte le unità ad esso collegate: in un
complesso industriale strutturato su due o più linee di produzione, omogenee e
autonome tra loro, la configurazione a più fiaccole consente di non interrompere
completamente la produzione.
Va comunque rimarcato che ciascun Sistema Fiaccola deve essere considerato come
un sistema autonomo e pertanto deve essere dotato di tutti i componenti costituivi
prima elencati, ossia separatore liquido-vapore, guardia idraulica e tubazione
fiaccola.
Nel caso di sistemi indipendenti operanti in parallelo, ciascuno collegato ad una
singola fiaccola, la configurazione multipla non comporta particolari problematiche
gestionali: l’unica interferenza da considerare riguarda il contributo di ciascuna
torcia nella determinazione dell’irraggiamento.
Quando invece si hanno più fiaccole collegate ad un unico collettore di raccolta,
occorre prestare attenzione alla ripartizione dei flussi tra le diverse torce.
Innanzitutto, bisogna definire una priorità di intervento delle diverse fiaccole
installate: per fare questo si agisce normalmente sul livello del liquido di tenuta
all’interno delle singole guardie idrauliche: in presenza di uno scarico di gas verso
un sistema a più fiaccole, il flusso sarà inizialmente inviato verso la fiaccola con la
guardia idraulica che ha il minore affondamento nel liquido di tenuta.
Le singole linee di alimentazione alle diverse fiaccole devono staccarsi dal collettore
principale a monte dei separatori liquido – vapore: le portate a ciascuna fiaccola
devono essere regolate in maniera da evitare che un tempo di residenza troppo basso
possa causare una non completa separazione degli eventuali trascinamenti di liquido
e quindi essere possibile fonte di fumo o di pioggia di fuoco.
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