Termocamere per il monitoraggio di fiaccole

Le fiaccole sono utilizzate da molte industrie per bruciare i sottoprodotti di scarto della produzione di gas o i gas infiammabili rilasciati da valvole di sfiato in caso di eccessiva pressione negli impianti.

Le applicazioni includono operazioni di perforazione di pozzi di petrolio e gas, raffinerie di petrolio, impianti di processi chimici, infrastrutture di distribuzione del gas e discariche a cielo aperto. In molti casi, le normative richiedono il monitoraggio di fiaccole, o della fiamma pilota per l'ignizione di gas, al fine di evitare che gli idrocarburi incombusti vengano immessi nell'atmosfera.

Le termocamere sono uno strumento di monitoraggio ideale, perché funzionano autonomamente a distanza 24/7, virtualmente in qualsiasi condizione meteo. Inoltre, le termocamere evitano molti dei problemi tecnici e i costi associati ad altre tecnologie, come i rilevatori di fiamma UV (ultravioletti), gli spettrometri a ionizzazione di fiamma, le termocoppie e i pirometri. 

Termocamere FLIR

• Verificare la combustione, ridurre al minimo gli inquinanti incombusti
• Segnalazione immediata di problemi di combustione con allarmi visivi e acustici
• Monitoraggio visivo a distanza con un display TV o PC
• Lettura quantitativa della temperatura
• Segnalazione ai responsabili dell'impianto via e-mail e connessioni intranet
• Collegabile a una sala di controllo centrale via Ethernet
• Funzionamento di giorno e di notte, sette giorni su sette e con qualsiasi tempo

La combustione nelle fiaccole è un processo complesso

I sistemi a fiaccola sono spesso l'ultima linea di difesa che impedisce l'immissione in atmosfera di pericolosi idrocarburi inquinanti. Un esempio è il metano, che non solo è combustibile, ma è anche 23 volte più potente della CO2 come gas a effetto serra.

Il responsabile dell'impianto deve sapere immediatamente dell'assenza di combustione per riattivarla rapidamente onde prevenire l'arresto dell'impianto.

Sono state sperimentate varie tecnologie per il monitoraggio della fiamma pilota per l'ignizione del flusso di gas e per la rilevazione della fiaccola, con diversi gradi di successo. Molte di queste tecnologie sono risultate inutilizzabili o inadeguate per ridurre al minimo il fumo prodotto dalla combustione, un indicatore importante dell'efficienza di combustione. 

Uno dei problemi è causato dalla notevole variazione in volume dei flussi di gas, da un flusso scarso durante le operazioni normali di spurgo del gas combustibile, a molto elevato durante l'apertura delle valvole di sicurezza di emergenza o durante il blowdown totale dell'impianto. La dimensione e la luminosità della fiamma risultante e la quantità di fumo generato dipendono dal volume di materiale infiammabile rilasciato. I gas di supporto, come aria o vapore, possono essere iniettati nel flusso di gas per migliorare la combustione e contribuire a ridurre al minimo il fumo.

Le termocamere FLIR offrono la soluzione

Le termocamere FLIR: riconoscono la differenza tra la firma termica di una fiaccola e lo sfondo circostante (di solito, il cielo o le nuvole). Oltre a rilevare la fiamma, queste termocamere possono essere posizionate per monitorare la fiamma di ignizione. Le termocamere vengono generalmente montate su un piedistallo, o una struttura rigida equivalente, in custodie resistenti all'umidità per proteggerle dalle condizioni atmosferiche più avverse. 

La risposta spettrale e la calibrazione della termocamera consentono di vedere attraverso l'umidità dell'aria e ottenere un'immagine significativa e la lettura della temperatura relativa della fiamma della fiaccola o della fiamma pilota. Le immagini ottenute con le termocamere FLIR consentono all'osservatore di rilevare la fiamma della fiaccola che potrebbe non essere visibile ad occhio nudo a causa della sua composizione o del basso volume del flusso di gas. 

Questa tecnologia risolve i problemi legati ai rilevatori di fiamma UV, che possono essere accecati dal fumo. La sala di controllo può ricevere le immagini termiche e visive, trasmesse come dati analogici o digitali.

Controllo automatizzato

Oltre al monitoraggio visivo della fiamma della fiaccola e del fumo, è possibile anche il controllo automatico del rapporto tra gas di supporto e gas di scarico. Un rapporto corretto migliora la combustione e minimizza la produzione di fumo. In caso contrario è necessario provvedere alla regolazione immediata del volume dell'aria o del vapore per mantenere una combustione corretta. Il controllo automatizzato dell'iniezione di gas di supporto si traduce nell'ulteriore vantaggio di poter evitare un consumo eccessivo di vapore e di ridurre notevolmente i costi.