Столкнулся с расчётом факелов. Вплотную так столкнулся, в работе три проекта по реконструкции факелов. Сперва почитал документацию. Оказывается, совсем немного нормативов по факелам. ВНТП 3-85 да ПБ 03-591-03 “Правила устройства и безопасной эксплуатации факельных систем”. Причём оба документа куцые такие, просто жуть. Очень прояснила мозги книга “Факельные системы”. Просто удивительно, что с 1979 года ничего про факела больше не выходила. По крайней мере, я не находил. В литературе же их устройство и работа описываются вскользь, как что-то совершенно банальное и не стоящее внимания. Возможно, авторы просто сами плохо знакомы с вопросом.
В сущности, факельная система - не бином Ньютона. Производители выпускают разные модели. Достать сведения для проектирования непросто, но нам повезло. Через вице-президента ОАО “Генерация” удалось получить нормальное коммерческое предложение и другие необходимые сведения.
Основной проблемой оказалось подобрать высоту факельного ствола. Эксплуатирующей службе нужно пониже. Проблема проста, пилотные горелки (которые постоянно горят и поджигают газ, если факел гаснет или подача газа осуществляется периодически) сгорают за год-два. Вместо того, чтобы заменить пилотную горелку нефтяники используют самые дикие способы “ручного розжига” факела. Самый эффективный, но редко используемый - розжиг ракетницей. Тут высота ствола особой роли не играет. Самый популярный - розжиг факела раскалённой докрасна гайкой, которую закидывают при помощи проволоки как пращёй. Тут уже высота имеет значение, есть мастера разжигающие факел стоя на обваловании факельной системы, но большинство такого мастерства не достигает и предельная высота факела 20-25 м. Дальше гайка не летит :-)
Раз уж нужно уменьшить высоту настолько, насколько это допускается действующими нормативами - сел за расчёты. У меня был какой-то непонятно откуда полученный лист с расчётами в Excel, но когда речь идёт о метрах высоты, а не расчёте +-50% предпочитаю считать сам. Сделал расчёт в MathCAD. Результаты соответствуют реальным и бьются с расчётом в Excel. Делюсь файлом расчёта высоты факельного ствола. Гарантировано работает в MathCAD 15 и должен работать во всех остальных программах, совместимым с MathCAD по формату.
Расчёт сырой. Он верный, но не хватает многих вещей. Например расчётов зон вокруг факела. Не хватает расчётов для случая с высокой скоростью выхода газа ещё чего-нибудь. Возможно, добавлю это сам. Но также приветствую, если этот расчёт кто-нибудь доработает. Прошу поделиться в этом случае результатом (например в комментариях здесь).
Сам расчёт по приложению 6 к ПБ 03-591-03 очень не понравился. Правила “сырые”, неряшливо составленные. Например, e - коэффициент излучения пламени, принимаемый по справочным данным. Откуда справочные данные? Хорошо на странице 80 “Факельных систем” есть пример расчёта коэффициента излучения в зависимости от молекулярной массы сбрасываемого углеводорода. Плохо, что эти данные категорически не соответствуют фундаментальному GSPA стр. 5-18 по которому e для метана равен 0,10 и для любого газа e не превышает 0,13. Это двукратное расхождение, 0,215 по “Факельным системам” и 0,1-0,13 по GSPA. И оно означает расхождение по высоте факельного ствола в корень из двух раз, то есть в 1,4 раза. Это весьма существенное расхождение, слишком уж большое для инженерных расчётов. Я сдаю проект на главгосэкспертизу, поэтому возьму большую величину. Но есть ощущение что она, всё же, весьма завышена.
Есть и другие неприятные моменты в отечественных нормативных документах. Но пока они меня куда как меньше беспокоят.
Самую полную информацию по факелам я тоже нашёл в англоязычных источниках, увы.
