Hệ Thống Flare (Flare system): Cấu Tạo và Nguyên lý hoạt động

20/05/2024

Flare system (hệ thống flare) là một trong những hệ thống quan trọng đối với ngành công nghiệp. Cùng VHE tìm hiểu về cấu tạo và nguyên lý vận hành của hệ thống qua bài viết.

I. Định nghĩa:

Trên các giàn khai thác và các nhà máy lọc, hóa dầu ta thường thấy các tháp đốt lửa cao bùng cháy. Flare system, hay thường được mô tả là hệ thống đuốc đốt, là một hệ thống xử lý khí thải của quy trình khai thác hóa chất, dầu khí. Về kết cấu, chúng được xem như một giàn đốt và thường được lắp đặt ở độ cao cách mặt đất khoảng 20-30 m, có những trường hợp cao trên 50, 60m (Peteco).

Bên cạnh đó, Flare system cũng được sử dụng trong một số ứng dụng khác như xử lý khí thải từ các bãi chôn lấp rác, nhà máy sản xuất giấy hay thực phẩm.

Flare System 1

II. Cấu tạo:

Cấu tạo của Flare System (hệ thống Flare) thường được chia làm hai phần:

Phần thân dưới: là phần giàn tháp đỡ thường được gọi là Stack (đối với các giàn thẳng đứng) và Boom (đối với các giàn nằm ngang, nghiêng). Phần này chủ yếu được cấu tạo là các thanh thép kết cấu hình chữ U, V ghép nối với nhau. Ở giữa than hoặc dưới thân là các ống dẫn lên trên phần đuốc chính.

Flare system 3

Đuốc đốt (Flare Tip): Là thành phần trung tâm của hệ thống, có nhiệm vụ xử lý khí thải. Flare tip thường có dạng ống thẳng đứng hoặc nghiêng, được chia thành nhiều ống nhỏ hơn xếp thành bó. Về mặt chất liệu, phần đuốc đốt thường được làm từ kim loại chịu nhiệt cao như thép không gỉ, có khả năng chống lại nhiệt độ và áp suất cao trong quá trình đốt cháy khí thải. Kích thước của mỗi đuốc đốt phụ thuộc vào lưu lượng khí thải mà chúng cần xử lý.

Hai kiểu dáng phổ biến nhất thường được sử dụng là elevated flare tip (đuốc đốt cao) và ground flare tip (đuốc đốt ngang).

Đuốc đốt cao được lắp đặt trên cao, thường sử dụng cho các nhà máy và giàn khai thác có lưu lượng khí thải lớn.
Đuốc đốt ngang lại được lắp đặt trên mặt đất, thường sử dụng cho các nhà máy và giàn khai thác có lưu lượng khí thải nhỏ hơn.

Flare system 2

III. Nguyên lý hoạt động của hệ thống:

Flare system hoạt động dựa trên nguyên tắc đốt cháy các khí thừa, khí thải độc hại một cách an toàn cho các hoạt động sản xuất. Dưới đây là các bước cơ bản trong quá trình hoạt động của hệ thống:

Thu gom khí: Khí thải được thu gom từ các nguồn phát sinh khác nhau như bể chứa, đường ống dẫn khí, van xả áp suất,….
Xử lý sơ bộ: Khi thu gom có thể được xử lý sơ bộ các tạp chất như: bụi bẩn, nước, hoặc các chất gây ăn mòn trước khi đưa trực tiếp vào hệ thống flare.
Đốt cháy: Khí được dẫn vào buồng đốt của flare, hệ thống đánh lửa sẽ cung cấp tia lửa để đốt cháy ở nhiệt độ cao.
Khử độc: Quá trình đốt cháy giúp loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ và khử độc khí thải, biến chúng thành các sản phẩm an toàn hơn như carbon dioxide, nước hoặc nhiệt.
Khí thải: Sản phẩm cháy được thải ra môi trường qua ống khói flare. Thiết kế của ống khói flare được tính toán để đảm bảo lượng khí thải ra phân tán đủ rộng rãi, giảm thiểu tác động lên môi trường.