Optimizing the performance of propane and butane flare blower using variable frequency drive

Subject Areas : Power Engineering and Energy Management

Davood Gogonani ¹ , Mozhde Heydarianasl ^{2 *}

1 - Department of Electrical Engineering, Das.C., Islamic Azad University, Dashtestan, Iran
2 - Department of Electrical Engineering, Das.C., Islamic Azad University, Dashtestan, Iran

Received: 2025-04-03 Accepted : 2025-07-08 Published : 2025-10-13

Keywords: Variable Frequency Drive (VFD), Propane, Butane, Flare Ignition.,

Abstract :

Growth and development in human societies are directly related to increased energy production and consumption. After the start of the Industrial Revolution, there has been a rapid increase in the use of fossil fuels in industrialized countries, which has led to higher levels of environmental pollutants and greenhouse gases, and the resulting effects continue to plague human societies today. One of the most important sources of environmental pollutants in the oil, gas, and petrochemical industries is the flare. In this study, strategies for reducing emissions from flares were investigated. A sample flare equipped with a two-speed blower electrofan was analyzed. Using a variable frequency drive to control the speed of the flare air blower electromotor, the combustion process of propane and butane in the flare was simulated to reduce smoke and optimize combustion. Finally, the study demonstrated the positive effects of using a variable frequency drive in achieving complete combustion and reducing flare emissions, and presented its advantages in ensuring the proper operation of the flare air blower electrofan.

References:

[1] پ. س. سن. ماشینهای الکتریکی (تحلیل، بهره برداری، کنترل). ترجمه: مهرداد عابدی و محمد تقی نبوی. تهران: نشر کارآفرینان بصیر. چاپ هفتم (1381).
[2] دهقان پور، اباذر؛ ظریف، مهدی؛ قاسمی، ابوالفضل و جاویدی، محمد حسین، افزايش بهره وري پمپ‌هاي واحد الين نيروگاه مشهد با استفاده از درايوهاي اينورتوري. بیست و چهارمین کنفرانس بین المللی برق، 25 الی 27 آبان ماه، تهران، شرکت توانیر، (1388).
[3] E. Ifeanyichukwu, I. C. Stella, "Simulation of the Production of Liquefied Petroleum Gas (Lpg) from Flare Gas System", Journal of Oil and Gas Research Reviews, 3(1), 28-34.2023.
[4] M. Soltanieh, A. Zohrabian, M. J. Gholipour, E. Kalnay, "A review of global gas flaring and venting and impact on the environment: Case study of Iran", International Journal of Greenhouse Gas Control, Volume 49, Pages 488-509, 2016. https://doi.org/10.1016/j.ijggc.2016.02.010.
[5] R. Saidur, S. Mekhilef, M.B. Ali, A. Safari, H.A. Mohammed, "Applications of variable speed drive (VSD) in electrical motors energy savings", Renewable and Sustainable Energy Reviews, Volume 16, Pages 543-550. 2012. https://doi.org/10.1016/j.rser.2011.08.020.
[6] M. Mazumder, Optimal Design and Operation for a Gas Processing Plant, Natural Gas Liquid Recovery, Flare Gas Recovery and Liquified Natural Gas Production (Doctoral dissertation, Lamar University-Beaumont). 2020.
[7] H. A., Alhameedi, J. D., Smith, P., Ani, T. Powley, "Toward a Better Air-Assisted Flare Design for Safe and Efficient Operation during Purge Flow Conditions: Designing and Performance Testing". ACS omega, 7(47), 42793-42800. 2022. https://doi.org/10.1021/acsomega.2c04618.
[8] T., Fallah, J., Belghaieb, N. Hajji, "Analysis and simulation of flare gas recovery in oil and gas producing company". Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects, 45(4), 9827-9833, 2023.
https://doi.org/10.1080/15567036.2019.1680772.
[9] CC. Chang, SS. Shieh, SS. Jang, CW. Wu, Y. Tsou, "Energy conservation improvement and ON–OFF switch times reduction for an existing VFD-fan-based cooling tower", Applied Energy, Volume 154, Pages 491-499, 2015. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2015.05.025.
[10] http://barghnews.com/fa/news/32082/روش‌های-کنترل-موتور-القایی-بخش-اول.
[11] D. Basso and P. Shah, "Specifying VFD driven low voltage motors for safety and operational life", Petroleum and Chemical Industry Technical Conference (PCIC), Philadelphia, PA, 19-22 Sept. 2016, pages 1-6. Doi: 10.1109/PCICON.2016.7589213.
[12] P. van Rhyn, J. H. C. Pretorius, "Utilising high and premium efficiency three phase motors with VFDs in a public water supply system", 2015 IEEE 5th International Conference on Power Engineering, Energy and Electrical Drives (POWERENG), Riga, Latvia, 11-13 May 2015, Pages 497-502. Doi:10.1109/PowerEng.2015.7266367.
[13] Al Kalbani, H. "Lessons from a Year-Long Operation of an Atmospheric Pressure Flare Gas Recovery System". In SPE EOR Conference at Oil and Gas West Asia (p. D031S038R006). SPE, 2024.‏ https://doi.org/10.2118/218652-MS.
[14] Al Kalbani, H., Al Marhoobi, F., Al Siyabi, H., Al Shabibi, S., & Al Kiyumi, A., Achieving Zero Flaring through Oil Tanks Gas Recovery: Case Study from Oman. In Abu Dhabi International Petroleum Exhibition and Conference (p. D042S239R001). SPE.‏, 2019. https://doi.org/10.2118/197673-MS.
[15] Al-Fadhli, F. M., Torres, V. M., & Allen, D. T. ,"Impacts of air-assist flare blower configurations on flaring emissions". Industrial & engineering chemistry research, 51(39), 12606-12610, 2012.‏ https://doi.org/10.1021/ie3012209.
[16] https://hupaa.com/20000000000003001/ACاساس موتورهای القایی.

Full-Text:



Optimizing the performance of flare blower …  / Gogonani and Heydarianasl

 

Optimizing the performance of propane and butane flare blower using variable frequency drive

Davood Gogonani 1, Mozhde Heydarianasl2*

1 Department of Electrical Engineering, Das.C., Islamic Azad University, Dashtestan, Iran

[e-mail]

2 Department of Electrical Engineering, Das.C., Islamic Azad University, Dashtestan, Iran

[e-mail]

Abstract: Growth and development in human societies are directly related to increased energy production and consumption. After the start of the Industrial Revolution, there has been a rapid increase in the use of fossil fuels in industrialized countries, which has led to higher levels of environmental pollutants and greenhouse gases, and the resulting effects continue to plague human societies today. One of the most important sources of environmental pollutants in the oil, gas, and petrochemical industries is the flare. In this study, strategies for reducing emissions from flares were investigated. A sample flare equipped with a two-speed blower electrofan was analyzed. Using a variable frequency drive to control the speed of the flare air blower electromotor, the combustion process of propane and butane in the flare was simulated to reduce smoke and optimize combustion. Finally, the study demonstrated the positive effects of using a variable frequency drive in achieving complete combustion and reducing flare emissions, and presented its advantages in ensuring the proper operation of the flare air blower electrofan.

Keywords: Variable Frequency Drive (VFD), Propane, Butane, Flare Ignition.

JCDSA, Vol. 3, No. 2, Summer 2025	Online ISSN: 2981-1295	Journal Homepage: https://sanad.iau.ir/en/Journal/jcdsa
Received: 2025-04-03	Accepted: 2025-07-08	Published: 2025-09-22
CITATION	Gogonani, D., Heydarianasl, M., "Optimizing the performance of propane and butane flare blower using variable frequency drive", Journal of Circuits, Data and Systems Analysis (JCDSA), Vol. 3, No. 2, pp. 23-34, 2025. DOI: 10.82526/jcdsa.2025.1203130
COPYRIGHTS	©2025 by the authors. Published by the Islamic Azad University Shiraz Branch. This article is an open-access article distributed under the terms and conditions of the Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) https://creativecommons.org/licenses/by/4.0

 

* Corresponding author

 

Extended Abstract

1-       Introduction

Since the largest amount of industrial pollutants are produced by flare systems in oil and gas refineries and petrochemical complexes, paying attention to the combustion efficiency and proper performance of flare systems is of great importance. Therefore, the main goal of this research is to find a solution for proper performance and also to reduce flare propane and butane emissions related to the refrigeration unit of the third refinery of the South Pars Gas Complex located in the Assaluyeh region. In order to achieve the aforementioned goal, it can be stated that if there is a speed control system on the studied flare air blower electric motor, the blower speed can be adjusted appropriately according to the amount of flaring, in order to create optimal combustion and eliminate flare smoke. That is, when the flaring is zero, the blower fan speed should be at the minimum possible and according to the increase in the amount of flaring, the blower fan speed should be manually increased to the appropriate amount. In this case, for example, for flaring of about 40 percent, the blower does not need to be in high speed mode and in service for a long time. In this situation, smooth and continuous speed control will be performed, and electrical stresses caused by turning the electric motor on and off to change the speed of the blower fan will also be eliminated.

2-       Methodology

One of the problems related to flare systems during flaring operations is flare smoking. Flare smoking during flaring operations is caused by low flare efficiency, in which case the combustion process in the flare is not completed properly and completely, and unburned hydrocarbon compounds appear in the form of smoke, which in addition to increasing environmental pollutants, will also lead to the destruction of the flare tip in the long term. If there is a speed control system on the flare air blower electrofan, the blower speed can be adjusted appropriately according to the flaring rate. The important point of this work is to create a match between the flaring rate and the blower electrofan air flow rate and determine the appropriate working points for the blower, which will also lead to a reduction in blower energy consumption. In the current study, the root cause of the undesirable performance of the propane flare of the refrigeration unit in the third refinery of Assaluyeh has been investigated. Then, the control of the speed of the flare blower electric motor and its structure and appropriate method will be mentioned, and after expressing the propane gas combustion equations, the process of simulating propane combustion using Aspen Hysys software will be mentioned.

3-       Results and discussion

The first task in optimizing flare combustion is to determine the amount of gas flow sent to the flare. It should be noted that there is no instrumentation equipment on the exit routes from the storage tanks to the flare to measure the amount of gas flow. Installing flow measurement devices for the implementation of the project, in addition to the cost issue, is also related to other issues such as safety and production, which has weakened the motivation to implement the project in the refinery and complex. Of course, there are methods to determine the gas flow sent to the flare without the need to take the flare out of service or interrupt production, but the cost of implementation is very high. The amount of gas sent from the tanks to the flare can be calculated using the characteristics of the flare control valves. This method is used in the refinery process engineering unit to determine the gas losses produced due to flaring. In this method, according to the technical specifications of the flare control valve, the valve performance characteristic curve is obtained and according to the percentage of flare valve opening, the flow through it is determined based on kilograms per hour. The gas flow sent to the flare is obtained according to the degree of flare valve opening and based on this, the flare valve performance characteristic curve is drawn.

4-       Conclusion

Field observations in different working conditions of propane and butane flares have shown that in some operating conditions, flare performance is not optimal, which has led to human dissatisfaction, environmental pollution, and other problems. In this study, by examining the flare system of the refrigeration unit and simulating complete combustion using Aspen Hysys software, the amount of air required for smokeless combustion was obtained. Then, using affinity laws and simulation results, the blower speed was examined to provide this volume of air to achieve proper flare combustion. By examining different speed control methods in squirrel cage induction electric motors, the use of a PWM variable frequency drive was proposed as a suitable option for the blower under study. It should be explained that equipping the flare blower with a drive will not only improve flare performance, but also save electrical energy consumption and reduce electric motor depreciation. In order to design and use a new electric motor, in addition to considering technical issues such as the type of duty cycle, insulation class, power and torque, international efficiency rating, suitability of the electric motor for use in inverters, etc., attention must be paid to the standards of the National Oil Company, including explosion-proof equipment. An important factor in determining the required power of the blower is to determine the desired capacity for flare smoke removal. After selecting the appropriate electric motor, the power and specifications of the required variable frequency drive can be determined. One of the biggest problems that variable frequency drives, especially the PWM type, create in industrial facilities is the generation of noise and electromagnetic interference with adjacent electrical equipment. In order to solve this problem and deploy the drive in a local power station, a properly insulated enclosure must be used so as not to disrupt the operation of adjacent equipment and systems.

 

 

 

  بهینه‌سازی عملکرد دمنده فلر پروپان و بوتان با استفاده از درایو فرکانس متغیر

داوود گوگونانی1، مژده حیدریان اصل2*

1- گروه مهندسی برق، واحد دشتستان، دانشگاه آزاد اسلامی، دشتستان، ایران ([e-mail])

2- گروه مهندسی برق، واحد دشتستان، دانشگاه آزاد اسلامی، دشتستان، ایران ([e-mail])

چکیده: رشد و توسعه در جوامع بشری با افزایش تولید و مصرف انرژی ارتباط مستقیمی دارد. پس از شروع انقلاب صنعتی، رشدی فزاینده در استفاده از انرژی­های فسیلی در کشورهای صنعتی رخ داده که این عامل باعث افزایش آلاینده­های زیست محیطی و گازهای گلخانه­ای شده و آثار آن امروزه نیز گریبان­گیر جوامع بشری شده است. یکی از تجهیزات بسیار مهم تولیدکننده­ی­ آلاینده­های زیست محیطی در صنایع مرتبط با نفت، گاز و پتروشیمی، فلر می‌باشد. در این تحقیق، راهکارهای کاهش آلایندگی توسط فلرها بررسی شده است. در ادامه یک فلر نمونه که مجهز به یک الکتروفن دمنده­ی دو سرعته می­باشد مورد بررسی قرار گرفته است. با استفاده از یک درایو فرکانس متغیر برای کنترل سرعت الکتروموتور دمنده هوای فلر، فرایند احتراق فلر پروپان و بوتان در جهت کاهش دود و بهینه‌سازی احتراق، شبیه سازی شده است. نهایتا، نتایج مثبت استفاده از درایو فرکانس متغیر در ایجاد احتراق کامل و کاهش آلایندگی در فلر بررسی شده و نیز مزایای استفاده از درایو فرکانس متغیر در عملکرد مناسب الکتروفن دمنده هوای فلر، ارائه گردیده است.

واژه­های کلیدی: درایو فرکانس متغیر (VFD)، پروپان، بوتان، احتراق فلر

DOI: 10.82526/jcdsa.2025.1203130		نوع مقاله: پژوهشی
تاریخ چاپ مقاله:  31/06/1404	تاریخ پذیرش مقاله:  17/04/1404	تاریخ ارسال مقاله: 14/01/1404

 

1-        مقدمه

افزایش جمعیت و رشد شاخص­های مرتبط با آن اعم از نیاز به انرژی، منابع غذایی و ... دانشمندان و سیاستمداران را به بازنگری در الگوهای مدیریت کلان در سطوح ملی و بین‌المللی مجبور کرده­است. از طرف دیگر بروز بحران­های مهم در جهان کنونی مانند کاهش ذخایر و منابع انرژی تجدیدناپذیر، افزایش قیمت انرژی، بحران آب، مسائل زیست محیطی و پدیده گرم شدن زمین و مشکلات ناشی از آن، دانشمندان جهان را به تکاپو انداخته تا از روش­های علمی و سازنده برای حل این مشکلات چاره اندیشی کنند. نتیجه­ی این تلاش­های جمعی و بین المللی در غالب الگوهای مدیریتی در زمینه‌های کاهش اتلاف انرژی، افزایش بهره­وری در همه­ی بخش­ها و نیز تدوین استانداردها و دستورالعمل­ها در جهت افزایش بهره­وری ارائه شده است. همچنین برگزاری اجلاس­های بین المللی و تصویب توافق نامه­هایی با موضوع کاهش گازهای گلخانه­ای و دیگر آلاینده­های صنعتی نیز انجام گرفت که از پیمان کیوتو، مونترال و معاهده­ی پاریس به عنوان نمونه می­توان نام برد که کشورهای امضا کننده­ی این معاهدات را پس از مهلت مقرر در این توافق نامه­ها، ملزم به کاهش تولید گازهای گلخانه­ای می­کند و در غیراین‌صورت آنها را مجبور به پرداخت خسارت خواهد کرد [1-3]. مفهوم بهره­وری که پس از انقلاب صنعتی به سرعت در ادبیات اقتصادی کشورهای صنعتی دنیا وارد شد، استقبال از آن به حدی بوده که میزان تحقق به آن، به عنوان معیاری مهم در سنجش توسعه یافتگی کشورها تبدیل شده ­است. با توجه به اینکه یکی از مصرف‌کنندگان بزرگ انرژی، بخش صنعت کشور است؛ پرداختن به مقوله بسیار مهم بهره­وری و کاهش تولید آلاینده­های محیط زیست در صنعت، به رشد اقتصاد کشور کمک کرده و کاهش تلفات و افزایش بازده تجهیزات همواره مد نظر مدیران می‌باشد . الزامات قانونی بهره­وری در دستگاه­های اجرایی کشور و نیز مباحث بسیار مهم زیست محیطی، باعث شده تا سازمان­ها و شرکت­ها ملزم به ارائه­ی مستمر گزارش فعالیت­های خود در زمینه­های بهره­وری و کاهش آلاینده­های زیست محیطی شوند [4-5].

در صنایع مرتبط با نفت، گاز و پتروشیمی، یکی از اصلی­ترین منابع تولیدکننده آلاینده­های زیست محیطی و همچنین مهمترین راه اتلاف انرژی، سیستم­های فلر می­باشند. بنابراین توجه به موضوع فلر و مباحث مرتبط با آن از هر دو جنبه­ی زیست محیطی و اقتصادی بسیار مهم بوده و امروزه یکی از مهمترین مباحث مورد مطالعه و تحقیق در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی می­باشد. با توجه به گستردگی تاسیسات نفتی و گازی در کشور مانند میدان­های نفت و گاز، پالایشگاه­های نفتی و گازی، ایستگاه­های تقویت فشار، پتروشیمی­ها و اسکله­های بارگیری نفت و گاز، حجم قابل توجهی از انرژی ارزشمند در سیستم­های فلر سوخته شده و به ترکیبات خطرناک برای انسان و محیط زیست تبدیل می‌گردد. بسیار روشن است که پرداختن به موضوع فلر و فلرینگ، تأثیر زیادی در کاهش اتلاف انرژی و آلاینده­های زیست محیطی دارد. امید است با تلاش بی‌وقفه­ی جامعه­ی علمی و صنعتی، کشور عزیزمان در مسیر رشد و بالندگی با شتاب بیشتری گام بردارد [6-8].

در پالایشگاه‌های نفت و گاز و مجتمع‌های پتروشیمی، بیشترین میزان آلاینده‌های صنعتی از سیستم‌های فلر تولید می‌گردد؛ لذا توجه به بهسوزی و عملکرد مناسب سیستم‌های فلر از اهمیت بالایی برخوردار می‌باشد. بنابراین هدف اصلی این تحقیق یافتن راهکاری برای عملکرد مناسب و همچنین کاهش آلایندگی فلر پروپان و بوتان مربوط به واحد تبرید پالایشگاه سوم مجتمع گاز پارس جنوبی واقع در منطقه عسلویه است. در راستای تحقق هدف مذکور می‌توان بیان کرد که در صورت وجود یک سیستم کنترل سرعت بر روی الکتروموتور دمنده هوای فلر مورد مطالعه، سرعت دمنده را می‌توان متناسب با میزان فلرینگ، به‌طور مناسب به‌منظور ایجاد احتراق بهینه و حذف دود فلر تنظیم کرد. یعنی در زمان صفر بودن فلرینگ، سرعت الکتروفن دمنده در حداقل ممکن باشد و متناسب با افزایش میزان فلرینگ سرعت الکتروفن دمنده به‌صورت دستی به مقدار مناسب افزایش یابد. در این‌صورت مثلا برای فلرینگ در حدود 40 درصد، لازم نیست دمنده در حالت دور تند و برای طولانی مدت در سرویس باشد. در این شرایط کنترل سرعت نرم و پیوسته انجام خواهد شد و تنش‌های الکتریکی ناشی از خاموش و روشن کردن الکتروموتور جهت تغییر دور الکتروفن دمنده نیز برطرف خواهد شد. نکته مهم این کار ایجاد تطابق بین میزان فلرینگ و دبی الکتروفن دمنده و تعیین شرایط کاری مناسب برای دمنده است که منجر به کاهش مصرف انرژی دمنده نیز خواهد شد.

در پژوهش جاری، ابتدا به ریشه‌یابی عملکرد نامطلوب فلر پروپان واحد تبرید در پالایشگاه سوم عسلویه پرداخته می‌شود. سپس به کنترل سرعت الکتروموتور دمنده فلر و ساختار و روش مناسب آن اشاره شده و پس از بیان معادلات احتراق گاز پروپان، به فرایند شبیه‌سازی احتراق پروپان با نرم افزار اشاره خواهد شد. نهایتاً نتایج حاصل از شبیه‌سازی و عملکرد مطلوب فلر ارائه می‌گردد.

2-       روش تحقیق

همانطور که قبلا بیان شد، یکی از تجهیزات بسیار مهم و حیاتی در صنایع مرتبط با نفت، گاز، پتروشیمی و همچنین برخی از صنایع شیمیایی و معدنی، سیستم مشعل یا فلر¹ می­باشد. وظیفه سیستم فلر هدایت و سوزاندن گازهای زائد، سمی و یا غیر قابل کنترل، با هدف افزایش شرایط ایمنی افراد، تاسیسات و تجهیزات صنعتی می‌باشد که به این عمل فلرینگ² گفته می­شود. سیستم فلر باید همواره تحت هر شرایطی در حال کار باشد و در زمان­هایی که تاسیسات و واحد­های صنعتی در حالت عملکرد نرمال هستند و نیز در شرایط حساس و بحرانی، بدون اینکه مشکل و آسیبی به آن وارد شود، بتواند عملکرد مناسبی از خود نشان بدهد. بر اساس نوع فرایند صنعتی، نوع ترکیبات ارسال شده به سمت فلر، تجهیزات جانبی و شرایط مکانی و ... سیستم­های فلر دارای ساختار متفاوتی می­باشند. به‌طور ویژه در صنایع مرتبط با نفت، گاز و پتروشیمی، نکته بسیار مهم در مورد سیستم­های فلر، جنبه­های زیست محیطی و اقتصادی آن می­باشد. در طی عملیات فلرینگ مقادیر زیادی از گازها و هیدروکربن­های گازی و در حقیقت انرژی ضمن اینکه به هدر می­رود، باعث تولید ترکیب­های مضر و مخرب زیست محیطی ناشی از احتراق نیز خواهد شد [9].

یکی از مشکلات موجود در رابطه با سیستم­های فلر در زمان عملیات فلرینگ، دود کردن فلر است. دود کردن فلرها در طی عملیات فلرینگ، ناشی از بازدهی پایین فلر است که در این حالت فرایند احتراق در فلر به‌خوبی و به‌طور کامل انجام نگرفته و ترکیبات هیدروکربنی نسوخته به شکل دود ظاهر شده و علاوه بر افزایش آلاینده­های زیست محیطی، در دراز مدت منجر به تخریب نوک فلر نیز خواهد شد. طراحان و سازندگان سیستم‌های فلر به‌منظور جلوگیری از ایجاد دود در زمان فلرینگ و انجام فرایند احتراق کامل، روش­هایی را به کار بسته­اند که در ادامه بیشتر توضیح داده خواهد شد. یکی از این روش­ها که مرتبط با موضوع تحقیق می­باشد، استفاده از یک الکتروفن دمنده­ی هوا جهت ترکیب بهتر هوا با گازهای ارسال شده به فلر و انجام احتراق کامل جهت حذف دود از سیستم فلر، در زمان فلرینگ می­باشد. به فلرهای مجهز به دمنده هوا، فلرهای القایی هوایی گفته می­شود و اصطلاح القا در اینجا به مفهوم ایجاد اختلاط و ترکیب مناسب هوا و سوخت می­باشد.

در پژوهش جاری به‌طور خاص بهینه‌سازی عملکرد الکتروفن دمنده فلر پروپان و بوتان واحد تبرید پالایشگاه سوم مجتمع گاز پارس جنوبی، که از نوع قفس سنجابی و با توان 130 کیلووات می­باشد، بررسی شده است. وظیفه دمنده فلر، تأمین جریان هوای لازم برای احتراق مناسب فلر در زمان وجود فلرینگ و جلوگیری از ایجاد دود است. دمنده فلر از نوع دوسرعته با دور کند rpm 740 و دور تند rpm 1470 بوده و باید همیشه در سرویس باشد حتی در زمانی که فلرینگ وجود ندارد. بررسی‌های میدانی نشان دهنده آن است که دور کند دمنده­ی فلر برای فلرینگ‌های تا حدود 20 درصد مناسب است و از ایجاد دود جلوگیری نموده و منجر به عملکرد مناسب فلر می­گردد. دور تند دمنده، برای فلرینگ­هایی تا حدود 30 درصد مناسب است و منجر به احتراق مناسب فلر می‌گردد. برای فلرینگ های بیشتر از 20 درصد و کمتر از 30 درصد، عملکرد دمنده فلر نامناسب بوده و منجر به ایجاد مشکل در عملکرد فلر می‌گردد. شایان ذکر است که بیشترین حالت فلرینگ در این بازه رخ می‌دهد. در این شرایط در حالتی که دمنده هوای فلر با دور کند در سرویس باشد، فلرینگ با دود همراه بوده و عملکرد فلر نامطلوب خواهد بود و اگر دمنده هوای فلر با دور تند در سرویس قرار گیرد، مشکل دود در زمان فلرینگ حذف می­گردد اما فرایند احتراق فلر با ارتعاش و نویز بسیار شدید همراه می­شود که از نظر شرایط ایمنی مناسب نبوده و این حالت برای مدیران، افراد شاغل در مجاورت فلر و مسئولان زیست محیطی، ایمنی و بهداشت پالایشگاه و مجتمع قابل قبول نمی­باشد. بر اساس بررسی­های الکتریکی انجام شده، مشکل دیگر این است که، دمنده هوای فلر توانایی سرویس­دهی طولانی مدت در حالت دور تند را نداشته و این حالت مشکلات الکتریکی را برای الکتروموتور دمنده ایجاد خواهد نمود. علاوه بر آن باید اشاره شود که تغییر حالت دور به صورت دستی و در محل انجام می­گیرد و روش انجام آن به این صورت است که دمنده در هر حالتی که باشد ابتدا متوقف شده و با تغییر وضعیت دور ( از دور کند به دور تند یا برعکس) مجددا استارت می‌گردد و انجام مکرر این کار باعث ایجاد تنش­های الکتریکی در الکتروموتور و همچنین تجهیزات برقی مربوطه می­گردد. 

در صورت وجود سیستم کنترل سرعت بر روی الکتروفن دمنده هوای فلر، متناسب با میزان فلرینگ، می‌توان سرعت دمنده را به‌طور مناسب تنظیم کرد. نکته مهم این کار ایجاد تطابق بین میزان فلرینگ و دبی هوای الکتروفن دمنده و تعیین نقاط کار مناسب برای دمنده است که منجر به کاهش مصرف انرژی دمنده نیز خواهد شد. با توجه به اینکه الکتروموتورهای سه فاز در صنایع مختلف، با کاربردهایی همچون کمپرسور، پمپ، فن و ... سهم بزرگی از انرژی الکتریکی را مصرف می‌کنند؛ توجه به مصرف انرژی در آن­ها اهمیت زیادی دارد. طبق قوانین پمپ­ها و فن­ها³، توان مصرفی در پمپ و فن، با مجذور سرعت رابطه مستقیم دارد. مثلا اگر توان در سرعت نامی 100 کیلووات باشد، با کاهش سرعت به نصف سرعت نامی، توان مصرفی به یک چهارم حالت نامی، یعنی 25 کیلووات خواهد رسید. به منظور کنترل مناسب و بهینه­ی سرعت الکتروفن دمنده هوای فلر، یک درایو فرکانس متغیر⁴ از نوع کنترل همزمان ولتاژ و فرکانس و به شکل حلقه باز در نظر گرفته شده است. دلیل انتخاب این نوع کنترل اسکالر در این است که، کنترل همزمان ولتاژ و فرکانس به صورت حلقه باز برای کاربردهای با دینامیک پایین مانند پمپ و فن که تغییرات کوچک سرعت موتور با بار قابل تحمل است؛ مناسب می­باشد. از دیدگاه بهره­برداری، استفاده از درایو الکتریکی مزایای راه­اندازی و توقف نرم را نیز در الکتروموتورها فراهم کرده و منجر به کاهش تنش­ها و مشکلات مربوط با جریان راه­اندازی و جریان قطع می­گردد. در این تحقیق، بررسی در خصوص استفاده از درایو فرکانس متغیر در بهبود عملکرد دمنده­ی فلر و تأثیر آن بر کاهش آلایندگی فلر به عنوان هدف اصلی جهت برآورده شدن شرایط ایمنی و زیست محیطی صورت پذیرفته است. همچنین بررسی در مورد مناسب بودن دمنده فلر موجود، به‌منظور بهره‌برداری به وسیله درایو فرکانس متغیر بررسی و در موارد مورد نیاز، بررسی میزان تغییرات در وضعیت سیستم موجود جهت اجرای این کار و ملاحظات لازم انجام شده است. مطابق اهداف این تحقیق به ریشه‌یابی عملکرد نامطلوب فلر پروپان واحد تبرید در پالایشگاه سوم عسلویه و سپس کنترل سرعت الکتروموتور دمنده فلر و ساختار و روش مناسب آن و پس از بیان معادلات احتراق گاز پروپان، فرایند شبیه‌سازی احتراق پروپان با نرم افزار پرداخته خواهد شد. در جدول (1)، اطلاعات مربوط به سه حالت مختلف فلرینگ در واحد (در شرایط غیرنرمال) و نیز ویژگی­های گازهای ارسالی به سمت فلر مطرح شده و در ادامه حالت­های مختلف شرح داده شده است. وقوع حالت­های مختلف فلرینگی که در این جدول اشاره شده، به ندرت اتفاق افتاده و در حالت عملکرد نرمال واحد رخ نخواهد داد ولی از نظر طراح و سازنده بایستی در نظر گرفته شود.

با توجه به بررسی‌های میدانی در واحد تبرید و ذخیره‌سازی پروپان و بوتان و نیز مطالعات انجام شده در سیستم کنترل فرایندی در واحد مذکور و واحدهای بالادستی مربوطه، دلایل و شرایط مهم و اثرگذار بر ایجاد فلرینگ و میزان آن در شرایط کاری نرمال واحد شناسایی شده که شامل موارد ذیل است:

1.       وضعیت نامناسب فین‌های کندانسور هوایی مربوط به سیکل تبرید و خنک کاری نامناسب آن.

2.       کاهش مقاومت عایقی حرارتی در خطوط بارگیری و تجهیزات عایق شده در اثر تخریب عایق.

3.       گرفتگی قسمت لوله در چیلرهای خنک کننده پروپان و بوتان در اثر وجود نم در گازهای دریافتی از واحدهای پروسسی بالادستی.

4.       گرفتگی قسمت لوله در چیلرهای بازیافت بخارهای پروپان و بوتان در اثر وجود نم در گازهای دریافتی از واحدهای پروسسی بالادستی.

5.       دریافت خط بارگیری بلند با دمای گرم از پالایشگاه‌های مجاور.

جدول (1): بررسی حالات فلرینگ

حالت فلرینگ	حالت اول	حالت دوم	حالت سوم
شرایط ایجاد کننده فلرینگ	ورود گاز گرم به مخزن	تزریق گاز متان به مخزن	فعال شدن حالت اضطراری
میزان فلرینگ  (kg/h)	69818	15232	19675
جرم ملکولی	62/47	9/37	3/54
ارزش حرارتی پایین5، (kj/kg)	45746	46300	45400
دمای گاز، (°C)	5/25-	3-	9/5-
نسبت ظرفیت حرارتی6	15/1	16/1	13/1
متان	00/0	60/37	00/0
اتان	33/1	94/2	26/0
پروپان	29/72	15/26	43/27
ایزو بوتان	70/12	77/12	52/27
نرمال بوتان	57/13	10/20	82/43
میعانات گازی	11/0	44/0	97/0
مجموع	100	100	100
حالت تخلیه گاز فلرینگ( از نظر پیوسته یا ناپیوسته بودن )	ناپیوسته	ناپیوسته	ناپیوسته
حداکثر افت فشار مجاز، (mbar)	28	-	-

 

شکل (1): انواع روش های کنترل سرعت موتورهای القایی سه فاز

وجود شرایط فوق و نیز طراحی نامناسب دمنده‌ی فلر، منجر به عملکرد نامطلوب فلر شده است. به دلیل عدم تطابق مناسب بین سرعت دمنده ی فلر و میزان فلرینگ، در برخی موارد، احتراق فلر همراه با دود و یا ارتعاش و صدای ناهنجار همراه است. الکتروموتور دمنده­ی فلر مورد مطالعه در این پژوهش از نوع قفس سنجابی و دو سرعته، دارای سیم پیچی از نوع دالاندر، با دور کندrpm  740 و دور تند rpm 1470 و با توان 130 کیلووات می­باشد. جهت جلوگیری از خاموش شدن فلر (در زمانی که فلرینگ صفر است) و پاکسازی (پرجینگ) مسیرهای منتهی به فلر و نیز جلوگیری از برگشت شعله به داخل فلر، همواره مقداری گاز سوخت⁷ به فلر تزریق می­گردد که مقدار آن در حدود 150 کیلوگرم بر ساعت است. بنابراین حتی در حالتی که فلرینگ واحد نیز صفر می­باشد، مجاز به متوقف کردن دمنده فلر نخواهیم بود. هر چند در وضعیت فعلی دمنده فلر با دور ثابت و کندrpm  740 در سرویس قرار داده می­شود، اما بدیهی است که در صورت وجود یک سیستم کنترل دور بر روی دمنده فلر، در زمان‌هایی که فلرینگ واحد صفر است، عملکرد فلر در دورهای پایین­تر دمنده، مطلوب بوده و بنابراین از جنبه­ی مصرف انرژی الکتریکی نیز شرایط کاری بهبود خواهد یافت. بدیهی است که مشکل اصلی در عملکرد نامطلوب فلر، عدم تناسب سرعت دمنده با میزان فلرینگ بوده و علت آن، عدم وجود یک سیستم کنترل دور بر روی دمنده فلر می‌باشد. 

2-‏1-‏       کنترل سرعت موتور القایی قفس سنجابی

همانطور که بیان شد مشکل اصلی در عملکرد نامطلوب فلر، ناشی از عدم وجود یک سیستم کنترل سرعت مناسب بر روی الکتروموتور دمنده­ی فلر می­باشد. کنترل سرعت در کاربردهای صنعتی شامل انواع روش­های مکانیکی، هیدرولیکی و الکتریکی می­باشد که امروزه روش­های الکتریکی به دلیل مزایای زیاد، رواج بیشتری دارد. یکی از مزایای مهم کنترل کننده‌های سرعت الکتریکی، استهلاک کم و هزینه تعمیر و نگه­داری پایین­تر به‌علت عدم وجود تجهیزات متحرک می‌باشد ]5[. هرچند امروزه روش­های الکتریکی متنوع و مختلفی در مورد کنترل سرعت موتورهای صنعتی وجود دارد؛ اما در انتخاب نوع و روش مناسب کنترل سرعت، عوامل زیادی تأثیر گذار بوده که باید در نظر گرفته شود. برخی از این عوامل وابسته به فرایندها و پروسه­های صنعتی بوده و باید نیازهای مرتبط با آن را برآورده نمایند] 5[. کنترل سرعت موتورهای القایی به روش­های مختلفی انجام می‌گیرد که به دو دسته­ی روش­های قدیم (اسکالر) و روش­های جدید (برداری) قابل طبقه بندی است. روش­های کنترل اسکالر، ساده­تر و ارزان بوده ولی دارای محدودیت­هایی در کنترل سرعت می­باشند. روش­های کنترل برداری پیچیده بوده اما در عوض کنترل سرعت با دقت بیشتر انجام شده و سرعت موتور از صفر تا بالاتر از سرعت نامی قابل کنترل خواهد بود ]10[. شکل (1) دسته­بندی روش­های کنترل سرعت موتورهای القایی سه فاز را نشان داده است ]10[. از (1) مشخص می­گردد که برای تغییر سرعت در یک موتور سه­فاز، می­توان سه پارامتر فرکانس، لغزش و تعداد قطب سیم پیچی استاتور را تغییر داد. در ادامه یکی از روش­های کاربردی کنترل سرعت در الکتروموتورهای القایی سه فاز، درایو فرکانس متغیر، تشریح خواهد شد.

در رابطه فوق  به‌ترتیب بیانگر سرعت، سرعت سنکرون، فرکانس، لغزش و تعداد قطب سیم‌پیچی استاتور هستند.

2-‏2-‏       تشریح نمونه­ای از یک کنترل سرعت با استفاده از درایو فرکانس متغیر

درایو یا کنترل کننده دور موتور الکتریکی، از تجهیزات پیچیده الکترونیک قدرت تشکیل شده و به دلیل وجود ساختاری استاتیک و عدم وجود قطعات متحرک، دارای عمر مفید بالایی می باشد [10]. اساس کار درایوهای فرکانس متغیر بر کنترل همزمان ولتاژ و فرکانس و یا ولت بر هرتز ثابت (شار ثابت)، بنا نهاده شده است. شکل (2) مشخصه­ی گشتاور سرعت موتور القایی سه فاز را در فرکانس­های کاری مختلف نشان داده­است. کنترل سرعت ماشین­های القایی تا سرعت نامی بر اساس شار تقریباً ثابت و در سرعت بالاتر از سرعت نامی بر مبنای ولتاژ ثابت می‌باشد. در فرکانس مبنا ولتاژ پایانه­ی موتور به مقدار حداکثر خود می­رسد. در فرکانس­های کمتر از فرکانس مبنا، شار فاصله هوایی با تغییر مناسب ولتاژ موتور نسبت به فرکانس، ثابت نگه داشته می­شود. در این ناحیه گشتاور ماکزیمم ثابت بوده و به این دلیل از فرکانس صفر تا مبنا، ناحیه­ی گشتاور ثابت گفته می‌شود. در ناحیه فرکانس­های بیشتر از فرکانس مبنا، دیگر ولتاژ را نمی­توان متناسب با فرکانس افزایش داد. در این ناحیه شار فاصله هوایی کاهش یافته و لذا گشتاور ماکزیمم نیز کاهش می­یابد ولی متناسب با آن، سرعت نیز افزایش می­یابد و با توجه به اینکه توان فاصله هوایی برابر است با حاصل ضرب گشتاور مکانیکی در سرعت، توان ثابت خواهد شد. به ناحیه کاری بالاتر از فرکانس مبنا، ناحیه توان ثابت گفته می­شود. سرعت­های 1n تا 8n خیلی به سرعت­های سنکرون مربوطه نزدیک بوده و لذا در این حالت کنترل سرعت، لغزش ماشین کوچک و بازده بسیار بالا خواهد بود ]1[.

 

شکل (2): مشخصه گشتاور- سرعت موتور القایی سه فاز [1]

 

شکل (3): منحنی مشخصه عملکرد ولو فلر

جدول (2): میزان فلوی گاز فلر با توجه به مقدار درصد باز بودن ولو

(1)

2-‏3-‏       بررسی معایب و برخی از ملاحظات فنی در استفاده از VFD 

برخی از ویژگی­های مهم برای عملکرد مناسب یک الکتروموتور در زمانی که توسط VFD کنترل می­گردد اعم از گشتاور، دما، جریان، مقاومت در برابر کرونا، ولتاژ سوزنی و جریان شفت یا بیرینگ باید در نظر گرفته شود. موتوری که با یک  VFD تغذیه می­شود، همواره بدون هیچ مشکلی از نقطه­ بی­باری تا نقطه­ی گشتاور شکست بر روی منحنی گشتاور سرعت کار می­کند. برخی از سازندگان، مناسب بودن موتور طراحی شده­ی خود را جهت کار با سیستم VFD به وسیله­ی قرار دادن برچسب­هایی مانند  VFD Dutyیا Inverter Duty به بازار مصرف عرضه می­کنند [11-16]. حداکثر توانایی موتور (گشتاور) در سرعت پایه رخ خواهد داد و توانایی آن در بالاتر از سرعت پایه کاهش خواهد یافت. حداکثر توانایی سرعت در یک موتور توسط قابلیت گشتاور الکتریکی یا مسائل مکانیکی مانند نوع بلبرینگ، نوع گریس، محدودیت فن خنک کننده­ی متصل به شفت، پایداری VFD و غیره محدود می­شود [11، 15]. 

3-       تحلیل یافته‌ها

اولین کار در راستای بهینه سازی احتراق فلر، تعیین مقدار فلوی گاز ارسالی به سمت فلر می‌باشد. باید به این نکته توجه نمود که بر روی مسیرهای خروجی از مخازن ذخیره‌سازی به سمت فلر، تجهیزات ابزار دقیق به منظور سنجش میزان فلوی گاز وجود ندارد. نصب وسایل اندازه‌گیری فلو در جهت اجرای پروژه، علاوه بر مسئله هزینه با مسائل دیگری مانند ایمنی و تولید نیز مرتبط بوده که انگیزه­ی اجرای طرح را در پالایشگاه و مجتمع کم رنگ کرده است. البته روش­هایی برای تعیین فلوی گاز ارسالی به سمت فلر بدون نیاز به از سرویس خارج کردن فلر و یا وقفه در تولید وجود دارد اما هزینه­ی اجرای آن بسیار بالا می‌باشد. مقدار گاز ارسالی از مخازن به سمت فلر، به کمک مشخصه­های ولوهای کنترلی فلر قابل محاسبه می باشد. از این روش در واحد مهندسی فرآیند پالایشگاه به‌منظور تعیین تلفات گاز تولیدی در اثر فلرینگ استفاده می‌شود. در این روش با توجه به مشخصات فنی ولو کنترلی فلر، منحنی مشخصه­ی عملکرد ولو بدست آمده و با توجه به میزان درصد باز بودن ولو فلر، فلوی عبوری از آن بر اساس کیلوگرم بر ساعت تعیین می‌گردد. فلوی گاز ارسالی به فلر با توجه به میزان باز بودن ولو فلر بدست آمده و در جدول (2) و بر همین اساس، منحنی مشخصه­ی عملکرد ولو فلر در شکل (3) نشان داده شده است.

3-‏1-‏       تعیین فلوی هوای جهت احتراق بهینه در فلر

در این تحقیق، مقدار هوای مورد نیاز جهت احتراق مناسب فلر با استفاده از شبیه‌سازی فرآیند احتراق فلر، در نرم افزار Aspen Hysys محاسبه گردید. روش انجام این شبیه‌سازی به این صورت است که از قسمت لیست اجزا، گازهای شرکت کننده در واکنش تعیین شده و در قسمت واکنش، دو واکنش احتراق متان و پروپان با درصد تبدیل 100% تعریف شده­است. علت ورود گاز متان در شبیه سازی، وجود جریان گاز متان به عنوان گاز جارو کننده⁸ و نگه­دارنده شعله فلر⁹، در مسیر خطوط فلر می­باشد. به دلیل ماهیت گازی سیال­های شرکت کننده در واکنش، معادله حالت Peng Rabinson انتخاب می­گردد. پس از اعمال اطلاعات اولیه به نرم افزار، سه جریان ورودی با عنوان­های هوا، سوخت متان و گاز پروپان برای آن تعریف می­گردد. با توجه به شرایط واقعی و عملیاتی، بیشترین مشکل سیستم مربوط به فلرینگ گاز پروپان می­باشد به طوری که در بیش از 90% موارد فلرینگ، عامل موثر گاز پروپان می باشد. برای هوا 79% نیتروژن و 21% اکسیژن در نظر گرفته ­شده­است. برای گاز متان ترکیب اجزای گاز صادراتی در شرایط نرمال در نظر گرفته شده­است. ترکیب درصد اجزای گاز صادراتی در شرایط نرمال در جدول (3) درج شده­است. مقدار ترکیب درصد اجزای گاز صادراتی در شرایط مختلف عملیاتی دارای تغییرات جزئی می­باشد.

 

جدول (3): ترکیب درصد اجزای گاز صادراتی

مقدار فلوی گاز ارسالی به فلر= Q	مقدار درصد باز بودن ولو فلر= X

مقدار اجزای گاز صادراتی	اجزای گاز صادراتی
89.4147 %MOL	متان
2.0417 %MOL	پروپان
.3378 %MOL	ایزو بوتان
.5583 %MOL	نرمال بوتان
3.0157 %MOL	اتان
3.5640 %MOL	نیتروژن
1.0648 %MOL	دی اکسید کربن

جدول (4): مقدار هوای لازم جهت احتراق بهینه فلر با توجه به مقدار گاز ورودی به فلر

مقدار هوا جهت احتراق کامل(sm3/h)	مقدار هوا جهت احتراق کامل(kg/h)	درصد باز بودن ولو فلر	مقدار گاز ورودی به فلر(kg/h)
			پروپان	متان
1918	2330	0	0	150
43030	52500	10	3324.9	150
61790	75400	15	4987.35	150
84000	102500	20	6649.8	150
104800	127900	25	8312.25	150
125400	153000	30	9974.7	150
145900	178000	40	15706	150
166400	203000	50	27053	150
186900	228000	60	38400	150
201250	245500	67	46343	150

نهایتاً، پس از وارد کردن داده­ها و اعمال شرایط عملیاتی سیستم در نرم‌افزار، مقدار هوای لازم برای دستیابی به احتراق کامل با توجه به درصد باز بودن ولو فلر بدست می­آید که نتایج آن در جدول (4) و همچنین به صورت منحنی در شکل (4) نشان داده شده است. با بررسی نتایج حاصل از شبیه­سازی مشاهده می­گردد که میزان هوای لازم جهت احتراق کامل در فلر به صورت خطی با افزایش درصد باز شدن ولو فلر (افزایش فلرینگ) تغییر می­نماید. همچنین مطابق با قوانین افینیتی، تغییرات فلو در فن­ها با سرعت رابطه­ای خطی دارد. بنابراین با اعمال کنترل سرعت مناسب، احتراق فلر به شکل مناسب کنترل می­گردد. در شکل (5) تصویری از محیط شبیه سازی احتراق فلر در نرم افزار Aspen Hysys نشان داده شده است. در شکل(6) فلر واحد تبرید در DCS نشان داده شده است. با دقت در شکل­های­(5) و (6) می­توان نزدیکی محیط شبیه­سازی و محیط واقعی را دریافت نمود.

 

شکل (4): منحنی مقدار هوای لازم جهت احتراق بهینه فلر

 

شکل (5): تصویری از محیط شبیه سازی احتراق فلر

 

شکل (6): فلر واحد تبرید در DCS واحد

3-‏2-‏       تعیین نقطه کار تنظیم سرعت دمنده­ی فلر

همانطور که قبلا بیان شد، با توجه به قوانین افینیتی در فن­ها، سرعت و فلوی فن رابطه­ای خطی دارند یعنی اگر سرعت فن دو برابر گردد، فلوی سیال نیز دو برابر خواهد شد. چنانچه سرعت اولیه و فلوی اولیه­ی متناظر با آن موجود باشد به راحتی در فلوی ثانویه، سرعت ثانویه متناظر با آن قابل محاسبه خواهد بود. پایه و اساس این کار استفاده از نتایج بدست آمده از شبیه‌سازی احتراق فلرینگ در شرایط احتراق کامل و همچنین داده­های حاصل شده از منحنی عملکرد ولو فلر می‌باشد. بر این اساس از روی منحنی عملکرد ولو فلر، حجم گاز ارسالی به سمت فلر مشخص شده و با مشخص بودن حجم گاز ارسالی به سمت فلر، حدود حجم هوای لازم جهت ایجاد احتراق کامل در فلر، با نتایج حاصل از شبیه­سازی بدست خواهد آمد. با استفاده از مشخصه­ی عملکرد فن دمنده­ی فلر که در شکل (7) نشان داده شده، سرعت و فلوی فن در دو سرعت تند و کند مشخص می­باشد. با استفاده از نتایج جدول (4)، رابطه­ی سرعت و فلوی فن و مشخصه عملکرد فن دمنده، سرعت مناسب دمنده جهت تولید فلوی هوای لازم بدست خواهد آمد. با توجه به شرایط عملیاتی واحد می­توان جدولی را جهت نقطه کار سرعت دمنده در درصدهای مختلفی از باز بودن ولو فلر به‌منظور بهره­برداری سریع و آسان در اختیار نفرات بهره‌بردار قرار داد. مقدار درصد باز شدن ولو فلر به‌صورت پیوسته در اتاق کنترل قابل مشاهده می­باشد. در شکل (8)  مقدار باز بودن ولو فلر نشان داده شده است. با توجه به مشاهدات میدانی مشخص گردید که در صورت خاموش بودن دمنده­ی فلر، فلرینگ­­های کمتر از 10 درصد، با مشکلی مواجه نبوده و احتراق ناقص فلر بعد از آن آغاز می گردد. در این حالت هوای مورد نیاز جهت احتراق به صورت طبیعی از هوای محیط اطراف تأمین می­گردد که حجم آن با توجه به نتایج جدول، در حدود 43000 مترمکعب بر ساعت می­باشد. این حجم از هوا در زمان انجام محاسبات برای بدست آوردن سرعت مورد نیاز دمنده، کسر می­گردد. هرچند در فلرینگ­های زیر 10% ممکن است به دمنده نیازی نباشد ولی به منظور اطمینان از آماده به کار بودن دمنده و پایداری شعله­ی فلر و نیز جلوگیری از آسیب­ دیدن سیم‌پیچ­ها و بیرینگ­های الکتروموتور، لازم است دمنده­ی فلر با یک سرعت کمینه­ی مناسب در حدود 250 دور بر دقیقه، در سرویس بماند. با توجه به اینکه الکتروموتور توسط فن متصل به شفت خنک می­گردد، وجود این حداقل سرعت جهت خنک کنندگی مناسب لازم می­باشد. محاسبه­ی سرعت دمنده برای فلرینگ 15% به صورت زیر می­باشد. با توجه به نتایج بدست آمده در جدول (4) مقدار هوای لازم برای ایجاد احتراق کامل و بدون دود در فلرینگ 15% برابر با 61790 مترمکعب بر ساعت می­باشد.

مقدار هوای لازم برای فلرینگ 15% ⇐	61790 m3/h
مقدار هوایی که باید دمنده تامین کند ⇐	61790-43000 = 18790 m3/h
فلوی دمنده در سرعت 740 r.p.m    ⇐	42207 m3/h
سرعت مورد نیاز دمنده برای فلرینگ 15%	N2= 330 r.p.m طبق جدول (4) حجم هوای لازم جهت احتراق بهینه­ی فلر در فلرینگ 25% برابر با 104800 مترمکعب است و به روش مشابه سرعت دمنده برای فلرینگ 25% قابل محاسبه می­باشد که برابر است با: