플레어 모니터링을 위한 열화상 카메라

플레어 스택 (Flare stacks)은 많은 산업에서 원치 않는 기체 부산물을 태워버리거나 공장 설비의 계획 외 압력 과잉으로 감압 밸브에서 나온 인화성 기체를 태워버릴 때 쓰입니다.

이것이 쓰이는 곳으로는 오일가스정 시추 작업, 석유정제공장, 화학 처리 플랜트, 가스 분배 인프라, 매립지 등이 있습니다. 대부분의 경우, 규제 법률은 가스를 점화시키는 스택의 불꽃이나 점화용 불꽃을 모니터링 하여 태우지 않은 탄화수소가 대기로 빠져나가는 것을 방지하도록 요구하고 있습니다.

 

열화상 카메라는 사실상 어떤 날씨에서도 365일 24 시간 자동 원격 모니터링이 가능한 이상적인 모니터링 도구입니다. 또한 열화상 카메라는 자외선 (UV) 불꽃 디텍터, 불꽃 이온화 분광계, 열전대, 고온계 같은 다른 기술들에 있는 기술적 문제나 비용 관련 문제가 없습니다.

FLIR 열화상 카메라

  • 연소 검증, 태우지 않은 오염물질 최소화
  • 시각적, 청각적 경보 신호로 연소 상실을 즉시 보고
  • TV 또는 PC 디스플레이를 이용해 원격 비주얼 모니터링을 제공
  • 정량적 온도 판독값 제시
  • 플랜트 경영진에게 메일과 인트라넷 연결을 통해 보고 가능
  • 이더넷을 통해 중앙통제실과 연락 가능
  • 주야로 1 주일에 7일, 어떤 기후에서도 작업 가능

 

플레어링 (Flaring)은 복합적인 공정입니다.

플레어 시스템은 위험한 탄화수소 오염물질이 대기 중으로 나가지 못하게 막아주는 마지막 방어선일 때가 많습니다. 한 예로, 메탄은 가연성일 뿐만 아니라 CO2보다 23 배 더 강력한 온실가스입니다.

플랜트 매니저는 플레어 스택 연소가 상실되면 즉시 이를 알아야 하며, 그 불꽃을 재빨리 다시 점화시켜 플랜트 조업정지를 막아야 합니다.

가스 유량을 점화시키고 스택 불꽃을 탐지하는 점화용 불꽃 모니터링 기술로 여러 가지 기술들이 시도되었고, 그 성공 정도는 다 달랐습니다. 이러한 기술들 대부분은 점화 효율의 중요한 지표인, 스택 연소의 연기를 최소화하는데 아무 소용 없거나 부족합니다.

그 문제들 중 하나는, 플레어 가스 유량이 정규 작동 중 연료 가스 제거 과정의 저유량부터 비상 해제 밸브 덤프나 전면적 플랜트 블로우다운 (blowdowns) 과정의 초고유량까지, 다양하다는 점에 있습니다. 그 결과물인 스택 불꽃의 크기와 밝기, 생성된 연기의 양은 인화성 물질이 얼마나 배출되는지에 좌우됩니다. 공기나 증기 같은 보조 가스를 이 가스 유량에 주입시키면 연소를 개선하고 연기를 최소화할 수 있습니다.

FLIR 열화상 카메라가 내놓은 솔루션

FLIR 열화상 카메라플레어 스택 불꽃과 주변 배경(주로 하늘이나 구름)의 열 특성 차이를 인식합니다. 스택 불꽃을 탐지하는 것 외에도, 이 카메라는 점화기 불꽃을 모니터링 할 수 있습니다. 일반적으로 카메라는 악천후를 방지해주는 방습 하우징 안에 넣어져 발판이나 다른 단단한 구조물에 장착됩니다.

이 카메라의 스펙트럼 반응과 캘리브레이션은 대기 중의 수분을 뚫고 플레어 스택이나 점화용 불꽃에 대한 뛰어난 이미지와 상대 온도 판독값을 내놓을 수 있습니다 FLIR 열화상 카메라로 FLIR 열화상 카메라은 심지어 그 구조와 낮은 가스유량 때문에 육안으로 보이지 않는 스택 불꽃을 관찰자가 탐지해낼 수 있도록 해줍니다.

이것은 연기에 의해 시야가 가려지는 UV 불꽃 검출기가 가진 문제들을 극복하고 있습니다. 열화상 이미지와 실화상 이미지를 실시간으로 중앙통제실에 아날로그 데이터나 디지털 데이터로 전송할 수 있습니다.

자동 제어

스택 불꽃과 연기를 시각적으로 모니터링 하는 것 외에도, 보조 가스와 폐기 가스 비율을 자동 제어할 수 있습니다. 이 비율을 제대로 조정하면, 연소가 개선되고, 연기가 최소화됩니다. 변동상태(Upset conditions)에서는 공기량이나 증기량의 즉각적 조정으로 적절한 연소가 유지되게 해야 합니다. 보너스로, 자동 보조 가스 주입 제어는 과도한 증기 소비를 막아줄 수 있고, 비용도 크게 절감할 수 있습니다.

 FLIR A310카메라는 자동 제어를 도와줄 몇 가지 기능들을 가지고 있습니다. 출발점으로, 이 카메라는 불꽃 온도와 크기, 제어 계획의 주요 구성요소들을 감지합니다. 이렇게 캘리브레이션 된 데이터는 A310 이더넷 포트를 통해 보조 가스 제어 프로그램을 실행하는 프로그램 가능 논리제어장치(PLC)나 PC로 무선 접속 포인트, 광섬유 케이블, CAT-6 이더넷 케이블을 이용해 전송될 수 있습니다. .

사용자가 설정한 범위 값을 데이터가 벗어나면, 카메라는 데이터 I/O 포트를 통해 경보 신호를 통제실로 보냅니다. 또한, 데이터 설정 포인트에 도달할 때마다 수치 데이터와 이미지를 이더넷을 거쳐 메일 (SMTP)이나 FTP 프로토콜을 통해 PC로 자동 전송하여, 이후 검토에 쓸 보고서를 작성하도록 A310 카메라를 구성할 수도 있습니다.
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