"Antorcha terrestre cerrada" se refiere a un tipo de sistema de antorcha diseñado para quemar gases residuales cerca del suelo dentro de una estructura cerrada, lo que ofrece distintas ventajas en seguridad, reducción de ruido y control de emisiones en comparación con las antorchas elevadas tradicionales. A continuación se muestra una explicación profesional detallada:

Definición y características principales

Una antorcha terrestre cerrada consta de una cámara de combustión (recinto) y sistemas de soporte, donde los gases residuales se encienden y queman dentro de un espacio confinado. Sus características clave incluyen:
  • Estructura cerrada: Normalmente formado por un marco de acero cilíndrico o poligonal con paneles metálicos perforados o lamas, que permiten la entrada de aire mientras contienen las llamas y el calor.
  • Diseño de baja altura: Funciona cerca del suelo (generalmente a una distancia de 10 a 30 metros), lo que elimina la necesidad de elevadores altos o pilas.

Componentes clave

  • Cámara de combustión:
    • Fabricado con materiales resistentes al calor (por ejemplo, acero inoxidable) para soportar altas temperaturas.
    • Las paredes perforadas facilitan la inducción controlada del aire para una combustión completa.
  • Ensamblaje del quemador:
    • Los quemadores multipunto distribuyen el gas de manera uniforme, lo que garantiza una llama estable y un humo mínimo.
  • Sistema de encendido:
    • Encendedores eléctricos o quemadores piloto para una puesta en marcha fiable.
  • Sistema de gestión de aire:
    • Las rejillas o ventiladores regulan el suministro de aire para que coincida con el flujo de gas, optimizando la eficiencia de la combustión.

Ventajas

Aspecto Bengala de tierra cerrada Bengala elevada tradicional
Seguridad El diseño cerrado reduce los riesgos de radiación para el personal y el equipo. Las llamas abiertas en altura pueden presentar riesgos en condiciones de vientos fuertes.
Emisión de ruido El ruido es amortiguado por el recinto (normalmenteEl fuerte ruido de combustión (hasta 110 dB) requiere mayores distancias de retroceso.
Emisión visible Las llamas están contenidas, minimizando la contaminación lumínica y el impacto visual. Las llamas visibles por la noche pueden ser una preocupación para las áreas urbanas o residenciales.
Huella Diseño compacto (se requiere un área de tierra más pequeña). Las pilas altas y los cables de sujeción exigen un mayor espaciado.
Control de emisiones Mejor control de NOx y CO a través de la combustión escalonada. Las emisiones dependen más de la dispersión atmosférica.

Escenarios de aplicación

  • Complejos Urbanos/Industriales: Donde las regulaciones ambientales estrictas o la proximidad a las comunidades limitan las antorchas elevadas.
  • Refinerías y Plantas Químicas: Para la quema rutinaria de gas durante las operaciones normales, el apagado o las condiciones de alteración.
  • Plataformas Offshore: Entornos con limitaciones de espacio en los que se prefieren diseños de perfil bajo.
  • Terminales de GNL: Combustión de gas de ebullición (BOG) con mínimo impacto visual/acústico.

Consideraciones de diseño

  • Flujo de gas y propiedades:
    • Cálculo preciso del caudal de gas, el poder calorífico y el contenido de H2S para dimensionar la cámara de combustión y los quemadores.
  • Eficiencia de la combustión:
    • Inyección de aire escalonada y disposición del quemador para garantizar una eficiencia de combustión del >98%, minimizando los hidrocarburos no quemados.
  • Gestión del calor:
    • Aislamiento térmico del cerramiento para evitar el sobrecalentamiento de las estructuras adyacentes.
  • Enclavamientos de seguridad:
    • Sensores de presión, detectores de llama y sistemas de apagado de emergencia (ESD) para evitar sobrepresión o fallas por llama.
  • Cumplimiento Ambiental:
    • Diseño para cumplir con las regulaciones locales sobre NOx, CO y opacidad (p. ej.,

Desafíos operacionales

  • Riesgos de obstrucción: La humedad o las partículas en las corrientes de gas pueden obstruir las paredes perforadas, lo que requiere una limpieza regular.
  • Alto impacto del viento: Los vientos fuertes pueden interrumpir la entrada de aire, afectando la estabilidad de la combustión (mitigada por deflectores de viento).
  • Costo inicial: Mayor inversión en comparación con las antorchas elevadas simples debido a los complejos sistemas de cerramiento y quemadores.

Configuraciones típicas

  • Caja cilíndrica con quemadores radiales: Común para flujos de gas medios (10-50 MMscfd), que ofrecen una combustión uniforme.
  • Sistema de quemador multianular: Para aplicaciones de alto flujo, uso de quemadores concéntricos para mejorar la mezcla aire-gas.
  • Sistema de inyección de agua: Opcional para la reducción de NOx, rociando agua en la zona de combustión para reducir la temperatura de la llama.

Las antorchas terrestres cerradas representan una solución moderna para las industrias que buscan prácticas de quema sostenibles con impactos ambientales y operativos mínimos, particularmente en ubicaciones sensibles donde las antorchas tradicionales no son prácticas.