Правила устройства и безопасной эксплуатации факельных систем (ПБ 03-591-03) устанавливают требования, направленные на обеспечение промышленной безопасности, предупреждение аварий, случаев производственного травматизма при эксплуатации факельных систем в химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности.

Правила предназначены для применения:

а) при проектировании, строительстве, эксплуатации, расширении, реконструкции, техническом перевооружении, консервации и ликвидации факельных систем в производствах нефте- и газоперерабатывающей, химической, нефтехимической и других опасных производственных объектах, связанных с обращением и хранением токсичных веществ, а также веществ, способных образовывать паро- и газовоздушные взрывопожароопасные смеси;

б) при проведении экспертизы промышленной безопасности факельных систем.

Факельная система предназначена для сброса и последующего сжигания горючих газов и паров в случаях:

срабатывания устройств аварийного сброса, предохранительных клапанов, гидрозатворов, ручного стравливания, а также освобождения технологических блоков от газов и паров в аварийных ситуациях автоматически или с применением дистанционно управляемой запорной арматуры и др.;

постоянных, предусмотренных технологическим регламентом на производство сдувках;

периодических сбросов газов и паров, пуска, наладки и остановки технологических объектов.

Проектирование, строительство, реконструкция, техническое перевооружение и эксплуатация факельных систем осуществляются в соответствии с требованиями нормативных документов по промышленной безопасности, пожарной безопасности, устройству электроустановок, строительных норм и правил, государственных стандартов и настоящих Правил.

Организации, эксплуатирующие факельные системы, обязаны:

составлять и утверждать в установленном порядке инструкции по безопасной эксплуатации факельных систем и их техническому обслуживанию. При необходимости внесения дополнений в инструкции, а также в случае изменений в схеме или режиме работы факельных систем они должны быть пересмотрены до истечения срока их действия;

допускать к эксплуатации факельных систем производственный персонал требуемой квалификации, аттестованный или прошедший проверку знаний по вопросам промышленной безопасности в установленном порядке;

осуществлять мероприятия по локализации возможных аварийных ситуаций и предупреждению аварий, а также предусматривать действия персонала по ликвидации аварийных ситуаций.

 Электроприемники факельных систем (устройства контроля пламени, запальные устройства и средства контроля, измерения и автоматики) по надежности электроснабжения относятся к потребителям первой категории.

 При проектировании технологических процессов в необходимых случаях следует предусматривать поблочное освобождение аппаратуры и трубопроводов от взрывоопасных газов и паров с соответствующим автоматическим по заданной программе или дистанционным управлением отсекающими устройствами, прекращающими поступление газов и паров в аварийный блок.

Сбросы горючих газов и паров, разделяющиеся на постоянные, периодические и аварийные, для сжигания или сбора и последующего использования следует направлять в факельные системы:

общую (при условии совместимости сбросов);

отдельную;

специальную.

По каждому источнику сброса газов и паров, направляемых в факельные системы, должны быть определены возможные их составы и параметры (температура, давление, плотность, расход, продолжительность сброса, а также параметры максимального, среднего и минимального суммарного сбросов с объекта).

Для предупреждения образования в факельной системе взрывоопасной смеси следует использовать продувочный газ — топливный или природный, инертные газы, в том числе газы, получаемые на технологических установках и используемые в качестве инертных газов.

Содержание кислорода в продувочных и сбрасываемых газах и парах, в том числе в газах сложного состава, как правило, не должно превышать 50% минимального взрывоопасного содержания кислорода в возможной смеси с горючим и обосновывается разработчиком проекта.

При сбросах водорода, ацетилена, этилена и окиси углерода и смесей этих быстрогорящих газов содержание кислорода в них должно составлять не более 2% объемных и в каждом конкретном случае обосновывается разработчиком проекта.

Запрещается направлять в факельную систему вещества, взаимодействие которых может привести к взрыву (например, окислитель и восстановитель).

В газах и парах, сбрасываемых в общую и отдельную факельные системы, не должно быть капельной жидкости и твердых частиц. Для этих целей в границах технологической установки необходимо устанавливать сепараторы.

В факельном коллекторе и подводящих трубопроводах температура газов и паров должна быть такой, при которой исключена возможность кристаллизации продуктов сброса.

Для факельной системы с установкой сбора углеводородных газов и паров температура сбрасываемых газов и паров на выходе из технологической установки должна быть не выше 200°C и не ниже — 30°C, а на расстоянии 150 — 200 м перед входом в газгольдер — не выше 60°C.

Запрещается использовать в качестве топлива сбрасываемые углеводородные газы и пары с объемным содержанием в них инертных газов более 5%, веществ I и II класса опасности (кроме бензола) — более 1%, сероводорода — более 8%.

Сбросы, при сжигании которых в продуктах сгорания образуются или сохраняются вредные вещества I и II класса опасности, следует направлять в специальные емкости для дальнейшей утилизации и переработки.

Не допускаются постоянные и периодические сбросы газов и паров в общие факельные системы, в которые направляются аварийные сбросы, если совмещение указанных сбросов может привести к повышению давления в системе до величины, препятствующей нормальной работе предохранительных клапанов и других противоаварийных устройств.

Потери давления в факельных системах при максимальном сбросе не должны превышать:

для систем, в которые направляются аварийные сбросы газов и паров, — 0,02 МПа на технологической установке и 0,08 МПа на участке от технологической установки до выхода из оголовка факельного ствола;

для систем с установкой сбора углеводородных газов и паров — 0,05 МПа от технологической установки до выхода из оголовка факельного ствола.

Для отдельных и специальных факельных систем потери давления не ограничиваются и определяются условиями безопасной работы подключенных к ним аппаратов.

Горючие газы и пары, сбрасываемые с технологических аппаратов через гидрозатворы, рассчитанные на давление меньшее, чем давление в факельном коллекторе, следует направлять в специальную факельную систему или по специальному факельному трубопроводу, не связанному с коллектором от других предохранительных устройств аварийного сброса, постоянных и периодических сбросов.

Специальный трубопровод через отдельный сепаратор необходимо подключать непосредственно к стволу факельной установки.

В обоснованных случаях допускается установка запорной арматуры после гидрозатворов на месте врезки в общую факельную систему (при исключении возможности случайного ее закрытия). Одновременно предусматриваются дополнительные меры безопасности, в том числе снятие штурвала запорной арматуры, опломбирование ее в открытом состоянии, установка на ней специальных кожухов, вывод сигнала о положении арматуры на пульт управления.

Сбросы газов и паров от предохранительных клапанов, установленных на сосудах и аппаратах, работающих со средами, не относящимися к взрывоопасным и вредным веществам, а также сброс легких газов разрешается направлять через сбросную трубу в атмосферу.

Устройство сбросных труб и условия сброса должны обеспечивать эффективное рассеивание сбрасываемых газов и паров, исключающее образование взрывоопасных концентраций в зоне размещения технологического оборудования, зданий и сооружений. Расчет концентраций горючего газа при сбросе через сбросную трубу приведен в приложении 4. При этом следует предусматривать устройства, предотвращающие попадание жидкости в сбросные трубы и ее скопление.

К легким газам относятся метан, природный газ и водородсодержащий газ с плотностью не более 0,8 по отношению к плотности воздуха.

В случае возможности изменения состава сбрасываемого газа, приводящего к увеличению его плотности более 0,8 по отношению к плотности воздуха, сброс газа в атмосферу не допускается.

При организации сбросов в атмосферу следует руководствоваться типовыми расчетами концентрации в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий, и санитарными нормами.

Сбросы от предохранительных клапанов горючих газов и паров, содержащих вещества I и II класса опасности в количествах не более 1% объемных (сероводород — до 8% объемных), допускается направлять в общую факельную систему.

Сбросы от предохранительных клапанов газов и паров, содержащих вещества I и II класса опасности в количествах более 1% объемных, должны подвергаться очистке и обезвреживанию (нейтрализация, поглощение, разложение, сжигание и т.п.). Для сжигания такие сбросы направляются в отдельную или специальную факельную систему.

Горючие газы и пары от предохранительных клапанов, установленных на складских емкостях, предназначенных для хранения сжиженных углеводородных газов и легковоспламеняющихся жидкостей, должны сбрасываться в отдельную или специальную факельную систему.

При техническом обосновании в проектной документации такие сбросы допускается направлять для сжигания в факельный ствол общей факельной системы.

Для отдельных и специальных факельных систем следует предусматривать один факельный коллектор и одну факельную установку.

Общие факельные системы должны иметь два факельных коллектора и две факельные установки для обеспечения безостановочной работы.

При сбросах в общую факельную систему газов, паров и их смесей, не вызывающих коррозии более 0,1 мм в год, допускается обеспечивать факельные установки одним коллектором при техническом обосновании в проектной документации.

На общих факельных системах в местах разветвления трубопроводов в целях отключения от факельных систем технологических установок, складов, переключения сепараторов, коллекторов и факельных стволов возможно размещение в горизонтальном положении запорных устройств, опломбированных в открытом состоянии.

Факельные коллекторы и трубопроводы должны быть минимальной длины и иметь минимальное число поворотов, их необходимо прокладывать над землей (на опорах и эстакадах).

На факельных коллекторах и трубопроводах запрещается устанавливать сальниковые компенсаторы.

Тепловая компенсация факельных коллекторов и трубопроводов должна рассчитываться с учетом максимальной и минимальной температур сбрасываемых газов и паров, максимальной температуры пара для пропарки, а также температуры обогревающей среды для обогреваемых коллекторов и средней температуры наиболее холодной пятидневки.

Коллекторы и трубопроводы факельных систем должны иметь при необходимости тепловую изоляцию и (или) на них должны быть установлены обогревающие спутники для предотвращения конденсации и кристаллизации веществ в факельных системах.

Факельные коллекторы и трубопроводы необходимо прокладывать с уклоном в сторону сепараторов не менее 0,003. Если невозможно выдерживать указанный уклон, в низших точках факельных коллекторов и трубопроводов размещают устройства для отвода конденсата. Конструкция сборников конденсата должна исключать унос жидкости и предусматривать их тепловую изоляцию и наружный обогрев. Сборники конденсата должны опорожняться автоматически, а в обоснованных случаях — дистанционно из операторной. Для откачки конденсата из сепараторов и сборников применяются центробежные насосы.

Врезка цеховых трубопроводов в факельный коллектор должна производиться сверху в целях исключения заполнения их жидкостью.

При незначительном содержании конденсата в сепараторах на факельных установках, предназначенных для сжигания паров низкокипящих жидкостей (включая пропан, пропилен, аммиак и аммиаксодержащие газы), удалять жидкость из сепаратора разрешается за счет подачи пара или горячей воды в наружный змеевик, обогревающий сепаратор, при этом необходимо исключить возможность повышения давления в емкости выше расчетного. Данное требование обосновывается в проектной документации.

При наличии в сбросных газах твердых или смолистых осадков следует устанавливать два параллельных сепаратора. При малом содержании примесей сепаратор допускается оснащать байпасной линией с системой сблокированных задвижек «закрыто-открыто» и быстросъемными заглушками, обеспечивающими постоянный проток газа и возможность чистки сепаратора.

В зависимости от места установки необходимо применять насосы, изготовленные по 1 или 2 категории размещения в части воздействия климатических факторов внешней среды.

Установка факельного сепаратора и насоса по отношению друг к другу осуществляется исходя из условия обеспечения заполнения насоса конденсатом при его поступлении в сепаратор и исключения возникновения кавитации при работе насоса.

Всасывающий трубопровод должен иметь минимальную длину и уклон в сторону насоса, в нем не должно быть застойных зон.

Горизонтальные участки всасывающих трубопроводов следует располагать внизу (у насосов). Необходимо избегать горизонтальных участков непосредственно после сепаратора, для чего выход всасывающего трубопровода из нижнего штуцера сепаратора к насосу следует размещать вертикально вниз.

Все трубопроводы и арматура обвязки насосов во избежание замерзания в холодное время года должны обогреваться и иметь тепловую изоляцию.

Включение и выключение насосов для откачки конденсата из сборников и сепараторов должны быть как автоматическими, так и с места их установки.

Пропускную способность общих факельных систем следует рассчитывать на следующие расходы газов и паров:

при постоянных и периодических сбросах — на сумму периодических (с коэффициентом 0,2) и постоянных сбросов от всех подключенных технологических установок, но не менее чем на сумму постоянных сбросов и максимального периодического сброса (с коэффициентом 1,2) от установки с наибольшей величиной этого сброса;

при аварийных сбросах — на сумму аварийных сбросов (с коэффициентом 0,25) от всех подключенных установок, но не менее чем на величину аварийного сброса (с коэффициентом 1,5) от установки с наибольшей величиной этого сброса.

Допускается рассчитывать пропускную способность на сумму аварийных сбросов от всех подключенных технологических установок; при аварийных, постоянных и периодических сбросах — на сумму всех видов сбросов, рассчитанных в порядке, установленном настоящим пунктом.

Пропускную способность отдельных и специальных факельных систем следует рассчитывать на сумму постоянных сбросов от всех подключенных технологических блоков и аварийного сброса от одного блока с наибольшей величиной этого сброса.

Площадь проходного сечения задвижек для аварийного сброса с ручным или дистанционным включением привода должна соответствовать пропускной способности факельного коллектора на выходе с установки.

На коллекторе перед факельным стволом или на факельном стволе должно быть фланцевое соединение для установки заглушки при проведении испытаний на прочность.

 Для продувки технологических установок и цеховых факельных трубопроводов азотом или воздухом при пуске или остановке на ремонт в обоснованных случаях на выходе с технологической установки устанавливается свеча с отключающей арматурой.

Во избежание образования взрывоопасной смеси необходимо предусматривать непрерывную подачу продувочного (топливного или инертного) газа в начало факельного коллектора. В случае прекращения подачи топливного газа должна быть обеспечена автоматическая подача инертного газа.