Des caméras thermiques pour la surveillance des torchères

De nombreuses industries utilisent des torchères pour brûler les sous-produits gaziers indésirables et les gaz inflammables libérés par les soupapes lors des surpressions imprévues dans l'équipement d'une usine.

On les retrouve dans les opérations d'extraction de pétrole et de gaz, les raffineries de pétrole, les sites de traitement chimique, les infrastructures de distribution du gaz et les décharges. Dans de nombreux cas, les réglementations imposent la surveillance de la flamme des torchères ou de la flamme pilote qui enflamme les gaz, afin d'éviter que des hydrocarbures non brûlés ne soient libérés dans l'atmosphère.

Les caméras thermiques sont un outil de surveillance idéal, depuis qu’elles permettent la télésurveillance automatisée 24 h/24, 7 j/7 par n’importe quel temps. De plus, les caméras infrarouges évitent de nombreux problèmes techniques et économiques associés à d'autres technologies telles que les détecteurs de flamme à ultraviolets (UV), les spectromètres à ionisation de flamme, les thermocouples et les pyromètres. 

Caméras d’imagerie thermique FLIR

• Contrôlent la combustion et minimisent les polluants non brûlés
• Signalent immédiatement les pertes de combustion grâce à des alarmes visuelles et sonores
• Fournissent une surveillance visuelle à distance sur TV ou écran de PC
• Fournissent une mesure quantitative de la température
• Peuvent informer la direction de l'usine par email et intranet
• Peuvent être connectées à une salle de contrôle centrale par Ethernet
• Travaillent jour et nuit, sept jours par semaine, par tous les temps

Le torchage est un processus complexe

Les torchères sont souvent la dernière ligne de défense qui empêche les hydrocarbures polluants dangereux d'entrer dans l'atmosphère. Le méthane en est un bon exemple : il n'est pas seulement combustible, c'est aussi un gaz à effet de serre 23 fois plus puissant que le CO2.

Un directeur d'usine doit être immédiatement informé en cas de perte de combustion d'une torchère et faire rallumer la flamme sans délai pour éviter un arrêt de l'usine.

Différentes technologies ont été essayées pour surveiller la flamme pilote qui enflamme le flux de gaz et détecte la flamme de torchère, avec des degrés variables de réussite. La plupart de ces technologies ne parviennent pas ou presque à minimiser la fumée de la combustion, indicateur important de l'efficacité de la combustion. 

L'un des problèmes réside dans la variation des débits de gaz à brûler : faibles lors des purges de combustible pendant les opérations normales, ils deviennent très importants lors de l'ouverture des soupapes d'urgence et pendant les alertes générales. La taille et la luminosité de la torche, et la quantité de fumée générée, dépendent de la quantité de matériau inflammable libéré. On peut injecter des gaz de soutien comme de l'air ou de la vapeur dans le flux pour améliorer la combustion et minimiser la fumée.

Les caméras d’imagerie thermique FLIR apportent une solution

Les caméras thermiques FLIR identifient les différences entre les signatures thermiques des flammes de torchère et leur environnement (ciel ou nuages, par exemple). En plus de détecter la flamme de torchère, elles peuvent être placées de manière à surveiller la flamme pilote. Généralement, les caméras sont montées sur un piédestal ou autre structure rigide dans des logements résistants à l'humidité pour les protéger des conditions météorologiques difficiles. 

La réponse spectrale de la caméra et son étalonnage permettent de voir à travers l'humidité de l'air pour obtenir une bonne image et une mesure de la température relative de la torche et de la flamme pilote. Les images obtenues avec les caméras d'imagerie thermique permettent même à l'observateur de détecter les flammes invisibles à l'œil nu en raison de leur composition ou du faible débit de gaz. 

On surmonte ainsi les problèmes associés aux détecteurs de flamme à UV qui peuvent être aveuglés par la fumée. Les images thermiques et visuelles peuvent être transmises en temps réel à une salle de contrôle centrale, sous la forme de données analogiques ou numériques.

Contrôle automatisé

En plus de surveiller la flamme et la fumée des torchères, il est possible de contrôler le rapport entre gaz de soutien et gaz résiduels. Quand ce rapport est correctement ajusté, il améliore la combustion et minimise la fumée. Des conditions anormales nécessitent un ajustement immédiat du volume d'air et de vapeur pour maintenir une combustion adéquate. En bonus, le contrôle automatisé de l'injection de gaz de soutien peut éviter une consommation excessive de vapeur et ainsi générer des économies considérables.