L’embout évasé de style QS utilise un seul anneau d’injecteurs de vapeur autour du périmètre de décharge de l’embout. À de faibles débits de vapeur, le temps froid augmentera la quantité d’énergie thermique perdue de la vapeur lorsqu’elle se déplace vers la pointe de la torche. Cette perte de chaleur peut provoquer de la condensation dans la tuyauterie et abaisser considérablement la température de la vapeur qui s’échappe de la pointe, augmentant ainsi sa propension à geler après s’être évacuée des buses de vapeur. Les points suivants sont requis lors de l’installation de la pointe de torche :

  • Installez des purgeurs de vapeur en aval de la vanne de régulation à tous les points bas. Une attention particulière doit être accordée lors de la conception d’un système de piégeage des condensats en aval d’une vanne de régulation de vapeur de torche. La pression en aval d’une vanne de régulation de vapeur à torche peut varier de la pression de conception à la pression atmosphérique. Le ou les purgeurs de vapeur et le système de traitement des condensats doivent être conçus pour s’adapter à cette large gamme de pressions de conduite.
  • Isolez la tuyauterie de vapeur de la soupape de régulation à l’embout de torche. L’isolation de la tuyauterie de vapeur doit être suffisante pour assurer une vapeur de haute qualité atteignant l’extrémité de la torche lorsque le débit de vapeur est au débit minimum et à la température ambiante minimale.

D’autres mesures préventives et réactives peuvent être prises, notamment : 

  • Isolez la tuyauterie de vapeur sur l’embout de la torche. Il s’agit uniquement de la partie verticale de la tuyauterie de vapeur de la pointe de torche. En raison de l’impact de la flamme, l’isolation du collecteur circulaire n’est pas pratique.
  • Placez la soupape de régulation de vapeur aussi près que possible de l’évasement. En minimisant la distance entre la soupape de régulation et l’embout de torche, la quantité de perte de chaleur de la vapeur après la réduction finale de la pression est minimisée.
  • Augmentez le débit de vapeur jusqu’à la torche. L’augmentation du débit de vapeur vers la torche augmentera la température de la vapeur s’échappant des injecteurs de vapeur. Remarque : l’augmentation du débit de vapeur peut nécessiter l’utilisation ou l’augmentation du gaz supplémentaire pour respecter les exigences réglementaires.
  • Faites circuler un gaz non condensable chauffé, tel que de l’air ou de l’azote, à travers les injecteurs de vapeur à la place de la vapeur par temps froid.

La vapeur

centrale est de la vapeur qui est injectée dans le corps d’une pointe de fusée. Ce style d’injection de vapeur peut être présent sur de nombreux styles de torche assistée par vapeur. Son but est d’éviter de brûler à l’intérieur de la pointe de l’évasement en empêchant l’air de s’infiltrer dans la pointe. À de faibles débits de carburant, le froid peut provoquer la condensation de la vapeur centrale et la formation de glace à l’intérieur de l’extrémité ou de la cheminée de torche. Au fur et à mesure que la glace s’accumule, la zone de sortie disponible pour l’évacuation des gaz est réduite. Dans une telle situation, il est possible que la pointe ou la cheminée de la torche soit complètement bloquée par la glace, ce qui expose toutes les unités de traitement qui déchargent vers la torche à un risque de surpression. Même un blocage partiel de la pointe de la torche peut réduire la
capacité hydraulique de la torche et entraîner une surpression lors d’un événement majeur de torchage. Les points suivants sont requis lors de l’installation de la pointe de torche :

  • Installez des purgeurs de vapeur en aval de la vanne de régulation à tous les points bas. Une attention particulière doit être accordée lors de la conception d’un système de piégeage des condensats en aval d’une vanne de régulation de vapeur de torche. La pression en aval d’une vanne de régulation de vapeur à torche peut varier de la pression de conception à la pression atmosphérique. Le ou les purgeurs de vapeur et le système de traitement des condensats doivent être conçus pour s’adapter à cette large gamme de pressions de conduite.

  • Isolez la tuyauterie de vapeur de la soupape de régulation à l’embout de torche. L’isolation de la tuyauterie de vapeur doit être suffisante pour garantir une vapeur de haute qualité atteignant l’embout de torche lorsque le débit de vapeur est au débit minimum et à la température ambiante minimale.

D’autres actions préventives et réactives peuvent être prises, notamment :

  • Placez la vanne de régulation de vapeur aussi près que possible de la torche. En minimisant la distance entre la vanne de régulation et l’embout de la torche, la quantité de perte de chaleur de la vapeur après la réduction finale de la pression est minimisée.
  • Pendant les périodes de froid, la vapeur centrale peut être éteinte. Si la combustion interne est un problème pendant ces périodes, la quantité de gaz de purge peut être augmentée au point que la flamme est à l’extérieur de la pointe de la torche.
  • Faites circuler un gaz non condensable chauffé qui ne contient pas d’oxygène, comme l’azote, à travers les injecteurs de vapeur centraux à la place de la vapeur par temps froid.

Les pointes

de

torche de style SA/QS et HSA utilisent un anneau supérieur d’injecteurs de vapeur autour du périmètre de décharge de la pointe, ainsi qu’un anneau inférieur d’injecteurs de vapeur qui se déchargent dans des tubes qui pénètrent à l’intérieur du corps de la pointe de torche. L’anneau supérieur des injecteurs doit être traité de la même manière que les torchères assistées par vapeur de style QS mentionnées ci-dessus. L’anneau inférieur des injecteurs est généralement fourni avec un silencieux qui comprend un sol et des drains. À de faibles débits de vapeur, le temps froid augmentera la quantité d’énergie thermique perdue de la vapeur lorsqu’elle se déplace vers la pointe de la torche. Cette perte de chaleur peut provoquer de la condensation dans la tuyauterie et abaisser considérablement la température de la vapeur qui s’échappe de la pointe, augmentant ainsi sa propension à geler après s’être évacuée des buses de vapeur. Les points suivants sont requis lors de l’installation de la pointe de torche :

  • Installez des purgeurs de vapeur en aval des vannes de régulation à tous les points bas. Une attention particulière doit être accordée lors de la conception d’un système de piégeage des condensats en aval d’une vanne de régulation de vapeur de torche. La pression en aval d’une vanne de régulation de vapeur à torche peut varier de la pression de conception à la pression atmosphérique. Le ou les purgeurs de vapeur et le système de traitement des condensats doivent être conçus pour s’adapter à cette large gamme de pressions de conduite.
  • Isolez la tuyauterie de vapeur de la soupape de régulation à l’embout de torche. L’isolation de la tuyauterie de vapeur doit être suffisante pour assurer une vapeur de haute qualité atteignant l’extrémité de la torche lorsque le débit de vapeur est au débit minimum et à la température ambiante minimale.
  • Installe les conduites de vidange du silencieux.
  • Isolez et tracez thermiquement la conduite de vidange du silencieux jusqu’au point de connexion au sol du silencieux. Si le drain du silencieux venait à geler, du liquide pourrait s’accumuler dans le sol du silencieux. Ce liquide pourrait geler et déborder pour former de grandes formations de glace sur le côté de la pointe de la fusée éclairante et de la pile.

D’autres mesures préventives et réactives peuvent être prises, notamment :

  • Tracez la chaleur et isolez la surface externe du plancher du silencieux. Si la pluie verglaçante ou les fortes chutes de neige sont courantes, l’isolation et le traçage thermique de la face inférieure du plancher du silencieux peuvent aider à réduire l’accumulation de neige et de glace.
  • Isolation de la tuyauterie de vapeur QS sur la pointe de torche. Cela peut inclure uniquement la partie verticale de la tuyauterie QS de la pointe de torche ou également le collecteur QS circulaire. John Zink ne recommande pas que le collecteur annulaire inférieur soit isolé. Ce collecteur est généralement situé très près du bas du silencieux. Il fournit une source de chaleur qui aide à garder le sol du silencieux libre de glace.
  • Placez la soupape de régulation de vapeur aussi près que possible de l’évasement. En minimisant la distance entre la soupape de régulation et l’embout de torche, la quantité de perte de chaleur de la vapeur après la réduction finale de la pression est minimisée.
  • J’augmente le débit de vapeur jusqu’à la torche. L’augmentation du débit de vapeur vers la torche augmentera la température de la vapeur s’échappant des injecteurs de vapeur.
  • Faites circuler un gaz non condensable chauffé, tel que de l’air ou de l’azote, à travers les injecteurs de vapeur à la place de la vapeur par temps froid.

Le Installer la conduite de vidange du bac de récupération.

  • Isolez et tracez thermiquement le drain du bac de récupération. Si le drain venait à geler, le liquide déborderait du bac de récupération. Le liquide qui tombe pourrait être soufflé par le vent sur d’autres sections de la structure de torche et former de la glace.
  • Installez des purgeurs de vapeur en aval de la vanne de régulation à tous les points bas. Une attention particulière doit être accordée lors de la conception d’un système de piégeage des condensats en aval d’une vanne de régulation de vapeur de torche. La pression en aval d’une vanne de régulation de vapeur à torche peut varier de la pression de conception à la pression atmosphérique. Le ou les purgeurs de vapeur et le système de traitement des condensats doivent être conçus pour s’adapter à cette large gamme de pressions de conduite.
  • Isolez la tuyauterie de vapeur de la soupape de régulation à l’embout de torche. L’isolation de la tuyauterie de vapeur doit être suffisante pour assurer une vapeur de haute qualité atteignant l’extrémité de la torche lorsque le débit de vapeur est au débit minimum et à la température ambiante minimale.

    • D’autres actions préventives et réactives peuvent être prises, notamment :

    Remarque sur la formation de glace sur les structures de torche – Une fois que de la glace se forme sur une structure, la plupart des opérateurs tentent de rectifier la cause de la formation, mais doivent attendre que les conditions ambiantes changent pour que la glace fonde naturellement. Un exploitant a utilisé une buse de pulvérisation fixée au sommet d’une grue pour pulvériser un liquide de dégivrage acceptable pour l’aviation afin de faire fondre la glace de sa structure. L’augmentation de la taille de la flamme de la torche et du rayonnement associé de la flamme pourrait être bénéfique selon l’emplacement de la formation de glace.

    Un

    joint moléculaire (moleseal) est un dispositif de réduction de purge qui fait que les gaz résiduaires effectuent deux changements de direction de 180°. Il est équipé d’un drain pour éliminer tout liquide qui s’accumule au fond du moleseal. Les liquides, en particulier l’eau, peuvent pénétrer dans le joint moléculaire par l’une des sources suivantes : précipitations, chutes de neige, pulvérisation de condensat de l’anneau supérieur, condensation de vapeur centrale, transfert de joint  liquide et condensation des gaz résiduaires. Une vidange fiable de ce liquide est nécessaire pour éviter le gel, la fermeture du joint d’étanchéité et donc de la torche. Ce qui suit est nécessaire lors de l’installation du joint d’étanchéité :

    D’autres actions préventives et réactives peuvent être prises :

    • Isolez et tracez thermiquement la plaque inférieure du moleseal ainsi que le canon extérieur du fond jusqu’au trou de la main d’inspection.
    • Injectez un liquide de dégivrage acceptable pour l’environnement à travers la conduite de vidange moleseal. Des précautions doivent être prises avec cette option afin d’éviter de remplir le joint d’étanchéité avec du liquide au point d’obstruer l’écoulement des gaz résiduaires.
    • Injectez un liquide de dégivrage acceptable pour l’environnement par la conduite de vapeur centrale. 

    Une

    veilleuse est un dispositif qui fournit une flamme continue comme source d’allumage pour la pointe de la fusée éclairante. Le pilote améliore également la stabilité de la flamme principale. Les pilotes sont essentiels à la sécurité de l’exploitation de la fusée éclairante. Bien que la plupart des pilotes fonctionnent bien par temps froid, certaines conditions atmosphériques et certains scénarios d’exploitation peuvent faire en sorte qu’un pilote soit affecté négativement par le froid. 

    Le

    givre blanc est un type de givre qui peut se former sur des objets plus froids que l’air ambiant. Le mélangeur venturi de la veilleuse peut devenir plus froid que l’air ambiant en raison de la chute de pression ressentie à l’intérieur du mélangeur. Le givre blanc se forme généralement lorsque les températures ambiantes sont proches du point de congélation et que l’humidité est élevée. Dans de telles conditions, du givre peut s’accumuler dans le mélangeur pilote et dégrader la stabilité de la veilleuse, ce qui permet de l’éteindre facilement. Si un endroit est sujet à des conditions de formation de givre, les mesures préventives suivantes peuvent être prises :

    • Utilisez des pilotes équipés de radiateurs anti-givre. John Zink fournit des pilotes qui ont des éléments chauffants spéciaux collés au mélangeur venturi. Dans des conditions où le givre blanc peut se former, ces appareils de chauffage fournissent suffisamment de chaleur pour éviter la formation de givre.
    • John Zink peut fournir un « Arctic Pilot » qui recycle certains des produits de combustion pilote pour empêcher l’orifice de carburant ou venturi de geler.

    La combustion du gaz combustible génère de l’eau comme produit de la combustion. Pour les pilotes équipés de générateurs de front de flamme, une partie de cette eau se condensera dans le capot d’allumage de la veilleuse et dans la conduite d’allumage elle-même. L’eau s’accumule généralement dans la conduite d’allumage pendant le fonctionnement normal de la veilleuse toute l’année. Par temps froid, cette eau gèle et bloque la conduite d’allumage, empêchant l’utilisation du générateur de front de flamme. Les mesures préventives suivantes peuvent être prises :

    • Injectez une petite quantité d’air sec de l’instrument dans chaque conduite d’allumage pilote. En règle générale, 35 SCFH par conduite d’allumage sont suffisants pour empêcher la vapeur d’eau de migrer dans la conduite d’allumage et de se condenser.

    La teneur en humidité du gaz combustible peut varier de nulle à importante. Par temps froid, le gaz combustible humide peut provoquer le colmatage de l’orifice de carburant en raison de la formation de glace dans l’orifice. Une fois que cela s’est produit, il devient très difficile de faire fondre cette glace et de rouvrir l’orifice. Mesures préventives qui peuvent être prises :

    • Assurez-vous que l’alimentation en gaz combustible pilote est sèche et que le point de rosée est bien inférieur à la température ambiante minimale possible dans cette région.
    • John Zink peut fournir un « Arctic Pilot » qui recycle certains des produits de combustion pilote pour empêcher l’orifice de carburant ou venturi de geler.

    Autres actions réactives qui peuvent être prises après la fermeture partielle des orifices en raison de la formation de glace :

    • Si l’orifice est restreint, mais que la quantité de carburant continue de s’écouler, un fluide qui peut faire fondre la glace peut être envoyé dans le système d’alimentation en carburant. Cette approche provoquera l’extinction des pilotes. Une option fluide possible est l’alcool ou tout autre liquide de dégivrage. Une fois que les orifices pilotes sont dégagés, la tuyauterie se vide, puis les veilleuses se rallument. On ne peut pas compter sur la chaleur sensible du liquide de dégivrage, car le faible débit dans la tuyauterie entraînera l’évacuation du fluide à une température proche de la température ambiante. Par conséquent, la vapeur n’est pas recommandée comme fluide pour ce service.

    Autres actions réactives qui peuvent être prises après que les orifices se sont complètement bouchés en raison de la formation de glace :

    • Si la flamme principale est présente, le flux de déchets vers la torche peut être augmenté au point que le rayonnement de la flamme principale injecte suffisamment de chaleur dans l’ensemble pilote pour faire fondre la glace. Cette technique ne peut être viable que sur les pilotes situés du côté vent arrière de la cheminée.
    • Si la flamme principale n’est pas présente, il faut utiliser d’autres moyens d’allumage de la flamme principale. Certaines options incluent : l’envoi de boules de feu à travers un générateur de front de flammes, des flèches enflammées et des obus de fusil à pompe incendiaires.
    • Si la fusée peut être fermée, la glace peut fondre directement par l’application de chaleur, comme une torche au propane ou un pistolet à air chaud.

    Un

    joint liquide est un dispositif qui force les gaz résiduaires à bouillonner à travers une certaine hauteur de liquide (généralement de l’eau) avant de pénétrer dans la torche. Cela permet de maintenir une pression positive dans le collecteur évasé. Le liquide est inhérent à la conception du joint liquide et ne peut être évité. La prévention du gel est nécessaire pour éviter le blocage du système de torche. Voici les mesures préventives qui peuvent être prises :

    • Isolez la partie du fût du joint liquide qui sera en contact avec l’eau.
    • Inclure dans la conception du tambour un moyen d’ajouter de la chaleur supplémentaire à l’eau. Il peut s’agir d’une bobine de vapeur à l’extérieur du tambour, d’une bobine de vapeur à l’intérieur du tambour, d’un traçage thermique à l’extérieur du tambour, d’un radiateur électrique inséré dans le tambour ou d’un barboteur à vapeur pour injecter de la vapeur directement dans le liquide.
    • Ajoutez un composé antigel ininflammable à l’eau. Il faut veiller à ce que ces additifs ne modifient pas de manière significative la densité du liquide, ou si un changement significatif de densité est effectué, les niveaux de fonctionnement du liquide sont ajustés en conséquence. Une autre préoccupation avec tout additif est son effet sur la tension superficielle et la viscosité. La tension superficielle et la viscosité ont un impact sur la formation de bulles et peuvent donc avoir un effet significatif sur les performances d’étanchéité des liquides.
    • Isolez et tracez thermiquement la tuyauterie de l’écumeur (également appelée trop-plein) ainsi que la boucle d’étanchéité associée du tambour à l’égout. L’écumeur est utilisé pour éliminer les hydrocarbures liquides qui peuvent s’accumuler à la surface de l’eau. Certains opérateurs font couler un filet d’eau continu dans leur joint liquide dont l’excédent sort par la tuyauterie de l’écumoire. Si cette tuyauterie est bouchée, le joint liquide peut déborder. Si les hydrocarbures liquides ne sont pas éliminés, lors de rejets de gros volumes, l’hydrocarbure peut être emporté par la pointe de la torche et entraîner une pluie brûlante.

    Une remarque sur les drains - Un bon fonctionnement du drain est essentiel pour un fonctionnement sûr de la torche, en particulier dans des conditions de gel. Les drains doivent être vérifiés périodiquement pour assurer un fonctionnement fluide. Si le débit d’un drain diminue considérablement par rapport à son débit normal, enquêtez, car cela pourrait indiquer un blocage de la conduite de drainage ou de l’équipement qui alimente la conduite de drainage.

    Vapeur d’eau contenue dans le gaz de torche – Une préoccupation majeure avec l’eau glacée est le potentiel de blocage partiel ou total de la torche/colonne montante. Les sources potentielles de vapeur d’eau comprennent le gaz végétal humide, l’eau laissée au fond d’un tambour éjectable (s’évapore dans le gaz de torche) et un tambour d’étanchéité rempli d’eau. Cette préoccupation s’applique à tout type de fusée surélevée. Il y a eu au moins un exemple d’une cheminée assistée par air au Canada où la torche de 24 pouces se bouchait et se scellait avec de la glace provenant de l’eau évaporée.

    Une atténuation potentielle serait d’installer une buse près du haut de la cheminée (sous la pointe). La tuyauterie de la cheminée fournirait du méthanol à la buse. Une buse de pulvérisation dirigerait l’alcool vers les parois de la cheminée. L’objectif serait de pulvériser périodiquement du méthanol sur les surfaces intérieures de la cheminée par temps froid. Le méthanol fera fondre la glace et aidera à prévenir l’accumulation de glace sur les parois de la pile. Notez que l’utilisation d’une buse de vapeur centrale (s’il en existe une) peut être en mesure d’accomplir la même chose : bloquer la vapeur, remplir la conduite de méthanol, faire couler le méthanol dans la pointe/la cheminée, vider la conduite et remettre la vapeur en service.

    Partenariat avec John Zink

    Le froid pose des défis uniques, mais avec l’expertise et les solutions appropriées, vous pouvez maintenir vos opérations en toute sécurité et efficacement. John Zink possède des décennies d’expérience dans le domaine de la combustion et du contrôle des émissions, fournissant la technologie et le soutien nécessaires pour atténuer les risques liés au froid. Qu’il s’agisse de solutions sur mesure ou d’un service continu, nous sommes là pour vous aider à naviguer dans les conditions les plus difficiles.

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