"Enclosed Ground Flare" refere-se a um tipo de sistema de flare projetado para queimar gases residuais próximos ao solo dentro de uma estrutura fechada, oferecendo vantagens distintas em segurança, redução de ruído e controle de emissões em comparação com os flares elevados tradicionais. Abaixo está uma explicação profissional detalhada:

Definição e principais recursos

Um flare de solo fechado consiste em uma câmara de combustão (gabinete) e sistemas de suporte, onde os gases residuais são inflamados e queimados dentro de um espaço confinado. Suas principais características incluem:
  • Estrutura fechada: Normalmente formado por uma estrutura de aço cilíndrica ou poligonal com painéis ou persianas metálicas perfuradas, permitindo a entrada de ar enquanto contém chamas e calor.
  • Design de baixa altura: Opera próximo ao solo (geralmente dentro de 10 a 30 metros), eliminando a necessidade de risers ou pilhas altas.

Componentes-chave

  • Câmara de combustão:
    • Feito de materiais resistentes ao calor (por exemplo, aço inoxidável) para suportar altas temperaturas.
    • As paredes perfuradas facilitam a indução de ar controlada para uma combustão completa.
  • Conjunto do queimador:
    • Os queimadores multiponto distribuem o gás uniformemente, garantindo chama estável e fumaça mínima.
  • Sistema de ignição:
    • Ignitores elétricos ou queimadores piloto para uma partida confiável.
  • Sistema de gerenciamento de ar:
    • Persianas ou ventiladores regulam o suprimento de ar para combinar o fluxo de gás, otimizando a eficiência da combustão.

Vantagens

Aspecto Flare de solo fechado Flare Elevado Tradicional
Segurança O design fechado reduz os riscos de radiação para o pessoal e o equipamento. Chamas abertas em altura podem representar riscos em condições de vento forte.
Emissão de ruído O ruído é amortecido pelo gabinete (normalmenteO ruído de combustão alto (até 110 dB) requer maiores distâncias de recuo.
Emissão visível As chamas são contidas, minimizando a poluição luminosa e o impacto visual. Chamas visíveis à noite podem ser uma preocupação para áreas urbanas ou residenciais.
Pegada Design compacto (menor área de terra necessária). Pilhas altas e cabos de sustentação exigem espaçamento maior.
Controle de Emissões Melhor controle de NOx e CO por meio da combustão em etapas. As emissões são mais dependentes da dispersão atmosférica.

Cenários de aplicação

  • Complexos Urbanos/Industriais: Onde regulamentos ambientais rígidos ou proximidade com comunidades limitam as erupções elevadas.
  • Refinarias e Fábricas de Produtos Químicos: Para queima de gás de rotina durante operações normais, desligamento ou condições adversas.
  • Plataformas Offshore: Ambientes com restrição de espaço onde projetos de baixo perfil são preferidos.
  • Terminais de GNL: Gás de ebulição de combustão (BOG) com impacto visual/sonoro mínimo.

Considerações de design

  • Fluxo e propriedades do gás:
    • Cálculo preciso da vazão de gás, valor calorífico e teor de H2S para dimensionar a câmara de combustão e os queimadores.
  • Eficiência de combustão:
    • Injeção de ar encenada e layout do queimador para garantir >98% de eficiência de combustão, minimizando os hidrocarbonetos não queimados.
  • Gerenciamento de calor:
    • Isolamento térmico do invólucro para evitar o superaquecimento das estruturas adjacentes.
  • Travas de segurança:
    • Sensores de pressão, detectores de chamas e sistemas de desligamento de emergência (ESD) para evitar sobrepressão ou falha de chama.
  • Conformidade Ambiental:
    • Design para atender aos regulamentos locais sobre NOx, CO e opacidade (por exemplo,

Desafios operacionais

  • Riscos de bloqueio: Umidade ou partículas em fluxos de gás podem entupir paredes perfuradas, exigindo limpeza regular.
  • Impacto do vento forte: Ventos fortes podem interromper a entrada de ar, afetando a estabilidade da combustão (mitigada por defletores de vento).
  • Custo inicial: Maior investimento em comparação com flares elevados simples devido a sistemas complexos de invólucros e queimadores.

Configurações típicas

  • Invólucro cilíndrico com queimadores radiais: Comum para fluxos de gás médios (10–50 MMscfd), oferecendo combustão uniforme.
  • Sistema de queimador multi-anular: Para aplicações de alto fluxo, usando queimadores concêntricos para melhorar a mistura ar-gás.
  • Sistema de injeção de água: Opcional para redução de NOx, pulverização de água na zona de combustão para baixar a temperatura da chama.

Os flares de solo fechados representam uma solução moderna para indústrias que buscam práticas sustentáveis de flare com impactos ambientais e operacionais mínimos, particularmente em locais sensíveis onde os flares tradicionais são impraticáveis.