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随着世界加速脱碳和适应能源转型，从下游石化和炼油厂到中游天然气加工和运输设施，再到上游勘探和生产(E&P)公司，石油和天然气行业发挥着至关重要的作用。
油气行业面临的一个共同挑战是燃烧产生的甲烷和碳排放。每年大约有1500亿立方米的天然气被燃烧。这将导致大约3亿吨二氧化碳的排放2)，更不用说耀斑未燃烧部分所排放的甲烷了。虽然政府的强制性政策已经收紧，但越来越多的政府和行业自愿承诺减少燃除、甲烷排放和改善碳足迹。
以下是用户应该了解的关于燃除的五个关键事实。
- 火炬堆是一种开放式气体燃烧装置，用于工业现场燃烧废气或紧急减压。
- 火炬堆作为可控燃烧的一部分产生火焰，其发生的典型原因有:作为稳定井中压力和流量的测试的一部分;管理不能收集或处理的废气;在安全或紧急情况下释放压力。火炬堆主要分布在炼油厂、化工厂和石化厂、天然气加工厂、海上勘探平台、井口和垃圾填埋场。
- 火炬堆的主要目的是燃烧气体，其中很大一部分是甲烷。甲烷(ch4)燃烧时会产生CO2和水(H2如果甲烷不燃烧，它就会原封不动地释放到大气中。甲烷是看不见的，或者火炬废气看起来像蒸汽(对于下游蒸汽辅助的火炬)。在20年的时间里，甲烷对环境的破坏是二氧化碳的84倍。运营商需要优化燃烧效率，以便尽可能多地燃烧甲烷，将其完全转化为二氧化碳，并最大限度地减少设施的长期二氧化碳当量排放。
- 人们看到火灾，就会自动认为这很危险，但现实是，如果有人看到一个燃烧烟囱在蒸汽的掩护下释放甲烷，那就更糟糕了。从碳排放的角度来看，火焰越大越亮，该设施对环境的影响就越小。
- 公司可以通过寻找天然气的用途而不是燃烧来减少常规的燃除。通过所谓的火炬气回收系统捕获这些气体，为运营商提供了生产更多能源的机会。虽然火炬气回收效果显著，但成本较高，对于某些运营商来说并不实用，包括位于偏远地区的火炬气运营商。
耀斑控制方案
一种新的解决方案可以帮助设施以98%或更高的效率运行，每年每次耀斑可减少多达12,100公吨二氧化碳当量的排放。例如，在一个以70%耀斑效率运行的设施中，使用该技术将提供98%以上的效率，或相当于减少34000个1路上的汽车。对于运营商来说，他们不仅要解决碳足迹目标，而且还可以节省成本。在耀斑效率达到70%的设施上部署该技术，预计将节省500万美元2每年。对于燃烧效率低于70%的设施，影响更好。
工作原理
照明弹控制系统可用于空气或蒸汽辅助照明弹，如图2所示。系统通过Modbus TCP/IP与运营商的DCS连接。它将提取有关运营商火炬系统的关键信息，包括排气流量、压力、温度、声速、气体成分等。然后，它将使用专利算法实时计算燃料和蒸汽的最佳使用。这确保了好处:由于烟灰的形成不会产生黑烟——全球法规不允许产生黑烟;获得高燃烧效率所需的燃烧区净热值(NHV)，以减少甲烷排放和碳足迹;最小的蒸汽/空气和燃料使用量，以最大限度地降低运营成本。
系统其他好处
该技术可以减少甲烷排放，确保高效火炬燃烧，减少蒸汽使用，并帮助用户远程管理资产。
该系统收集了广泛的数据，包括排气流量、成分、压力和温度，这些数据经过处理后用于数字验证超声波耀斑仪。该技术有助于提高整个行业的安全性和效率。
- 设施不再需要手动验证耀斑计。因此，消除了技术人员支持、脚手架和许可证申请的后勤和业务成本。
- 脚手架的建造和相关的手动验证照明弹是一个安全风险。这项技术可以消除这种风险。
- 在检查耀斑计时，手动验证通常会中断工厂操作，但使用该控制系统可以避免停机。
- 通过获得生产车间的实时燃烧效率数据，工厂操作人员能够及时发现问题并解决问题。
在此控制系统之前，用户通常会根据视觉判断向火炬尖端注入辅助气体(如蒸汽)来控制燃烧。有了这个系统，这个过程是自动化的。
对于美国的炼油厂和石化设施，该技术有助于满足美国环境保护署的最大可实现控制技术(MACT)石油炼油行业规则(RSR)第63.670部分的要求。
参考文献
- 假设每天精炼50万桶，根据实际使用情况，潜在的节省。
- 二氧化碳每公吨23美元，甲烷每1,000标准立方英尺10美元，二氧化碳当量(甲烷)= 25倍。潜在的成本节省是估计的，但不保证，可能根据应用程序而有所不同。