Em muitas indústrias, as tochas são utilizadas para queimar subprodutos com gases residuais indesejados ou gases inflamáveis libertados por válvulas de controlo de pressão durante uma libertação de pressão não planeada do equipamento da fábrica.
As utilizações incluem operações de perfuração de poços de petróleo e gás, refinarias de petróleo, fábricas de processamento químico, infra-estruturas de distribuição de gás e aterros sanitários. Em muitos casos, os regulamentos exigem a monitorização dos fachos ou da chama piloto que acende os gases, a fim de evitar a libertação de hidrocarbonetos não queimados para a atmosfera.
As câmaras termográficas de automatização são uma ferramenta de monitorização ideal, uma vez que permitem a monitorização remota automatizada 24 horas por dia, 7 dias por semana, independentemente das condições climatéricas. Também evitam muitos dos problemas económicos e técnicos associados a outras tecnologias, tais como detectores de chama ultravioleta (UV), espectrómetros de ionização de chama, termopares e pirómetros.
Câmaras de automação FLIR
- Verificam a combustão e minimizam os poluentes não queimados.
- Notificação imediata de perda de combustão com alarmes visuais e sonoros.
- Permitem a monitorização visual remota com um ecrã de TV ou PC.
- Fornecem leituras quantitativas da temperatura.
- Permitem o envio de notificações à direção da fábrica através de correio eletrónico e ligações à intranet.
- Podem ser ligados a uma sala de controlo central através de Ethernet.
- Funcionam dia e noite, sete dias por semana, independentemente das condições climatéricas.
A combustão é um processo complexo
Os sistemas de combustão são frequentemente a última linha de defesa contra a entrada na atmosfera de poluentes hidrocarbonetos perigosos. Um exemplo é o metano, que, para além de ser um combustível, é 23 vezes mais potente do que o CO2 como gás com efeito de estufa.
Um gestor de fábrica deve saber imediatamente se a queima de gás pára e deve reacender a chama rapidamente para evitar uma paragem da fábrica.
Foram experimentadas várias tecnologias, com diferentes graus de sucesso, para monitorizar a chama piloto que acende o fluxo de gás e para detetar a chama do queimador. Muitas destas tecnologias não ajudam ou são pouco eficazes na minimização dos fumos da combustão do queimador, que é um indicador importante da eficiência da queima.
Um dos problemas é que os caudais dos queimadores de gás podem variar entre baixos volumes durante as purgas de gás combustível em condições normais de funcionamento e caudais de grande volume durante a descarga da válvula de alívio de emergência ou durante uma operação de purga completa da instalação. O tamanho e o brilho da chama do queimador e a quantidade de fumo gerado dependem do grau de inflamabilidade do material que está a ser libertado. Podem ser injectados no fluxo de gás gases auxiliares, como ar ou vapor, para melhorar a combustão e minimizar o fumo.
Embora invisível a olho nu, uma câmara de imagem térmica pode monitorizar se um foguete está a arder ou não. Se o foguete não estiver a arder, podem entrar gases nocivos na atmosfera. As câmaras dão o alarme e permitem que sejam tomadas medidas imediatas.
As câmaras de imagem térmica FLIR como solução
As câmaras termográficas de automação da FLIR distinguem a diferença no sinal de calor da chama de uma tocha e o fundo circundante (normalmente o céu ou as nuvens). Para além de detectarem a chama da tocha, estas câmaras de automação podem ser posicionadas para monitorizar a chama de ignição. Normalmente, as câmaras automáticas para monitorização de chamas são instaladas num pedestal ou noutra estrutura rígida, em caixas resistentes à humidade, para as proteger de condições atmosféricas adversas.
A calibração e a resposta espetral da câmara permitem-lhe ver através da humidade do ar para obter uma imagem ideal e uma leitura da temperatura relativa do foguete ou da chama piloto. As imagens obtidas com as câmaras termográficas FLIR permitem até que um observador detecte uma chama de combustão que pode não ser visível ao olho humano devido à sua composição ou a um baixo volume de fluxo de gás.
Isto resolve o problema dos detectores de chama ultravioleta, que podem ser cegados pelo fumo. As imagens térmicas e visuais podem ser transmitidas em tempo real para uma sala de controlo central como dados analógicos ou digitalizados.
Controlo automatizado
Para além da monitorização visual do fumo e da chama das tochas, pode ser efectuado um controlo automático da relação entre o gás de assistência e o gás residual. Quando esta relação é corretamente ajustada, a combustão é melhorada e a quantidade de fumo é reduzida ao mínimo. Condições adversas requerem um ajuste imediato do volume de ar ou de vapor para manter a combustão correcta. Como valor acrescentado, o controlo automatizado da injeção de gás auxiliar pode ajudar a evitar o consumo excessivo de vapor e reduzir significativamente os custos.
As câmaras A310 da FLIR incorporam várias características que facilitam a monitorização automática. Como ponto de partida, a câmara detecta a temperatura e o tamanho da chama, o que é fundamental para um programa de controlo. Os dados calibrados podem ser transmitidos através da porta Ethernet da câmara A310 para um PLC ou PC que execute o programa de controlo de gás assistente, através de um ponto de acesso sem fios, cabo de fibra ótica ou cabo Ethernet CAT-6.
Se os dados estiverem fora dos limites predefinidos pelo utilizador, a câmara envia sinais de alarme para a sala de controlo através da porta de E/S de dados. Além disso, as câmaras A310 podem ser configuradas para enviar automaticamente dados numéricos e imagens via Ethernet para um PC através do protocolo de correio eletrónico (SMTP) ou FTP sempre que um ponto de ajuste de dados é atingido, criando um registo para análise posterior.
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