ОГОЛОВОК ФАКЕЛЬНОЙ ТРУБЫ

Полезная модель относится к области сжигания топлива и может быть использована в теплотехнических установках, в нефтегазодобывающей, нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической и других отраслях промышленности.
Известен оголовок факельной трубы, включающий газоподающую трубу, на выходном конфузорном конце которого выполнены вертикальные вырезы с установленными в них секторами, образующими радиально расходящиеся каналы, и стабилизатор пламени в виде открытого сверху пустотелого геометрического тела, установленного внутри верхней части газоподающей трубы соосно с зазором к конфузору с подведенными к нему радиальными патрубками, периферийные концы которых сообщены с атмосферой (см. Патент СССР №1626048, МПК F23G 7/06, Б.И. №5, 1991 г.).
Недостатками являются: трудность изготовления секторов и радиальных патрубков, имеющих сложную конфигурацию; низкая надежность из-за быстрого прогара оголовка от заваливания на него пламени при боковом ветре; низкая эффективность сжигания сбросного газа, обусловленная слабым перемешиванием этого газа с атмосферным воздухом, поступление которого в зону горения через радиальные патрубки сложной конфигурации затруднено.
Прототипом является оголовок факельной трубы, содержащий газоподающую трубу с газовым затвором и закручивающими лопатками, образующими между собой межлопаточные каналы, и защитный экран, выполненный в форме полого усеченного конуса, установленного на верхнем конце газоподающей трубы и обращенного вершиной конуса вверх (см. Проспект фирмы NAO, США, Бюллетень №NF. Выставка: «Нефть и газ - 2000». Уфа).
Наличие на верхнем конце газоподающей трубы защитного экрана исключает попадание пламени при боковом ветре непосредственно на
газоподающую трубу. Однако срок службы оголовка факельной трубы остается низким из-за быстрого прогара защитного экрана вследствие заваливания пламени при боковых ветрах на этот защитный экран.
Недостатком является то, что наличие в газоподающей трубе закручивающих лопаток не обеспечивает устойчивой стабилизации пламени в вертикальном положении при сильных боковых ветрах из-за слабой закрутки потока сбросного газа закручивающими лопатками. Кроме того, слабая закрутка потока сбросного газа закручивающими лопатками не обеспечивает и высокой эффективности сжигания сбросного газа из-за небольшого количества участвующего в зоне сжигания атмосферного воздуха и слабого перемешивания его со сбросным газом. В этом случае с подветренной стороны оголовка факельной трубы возникает зона разрежения, в которую затягивается пламя.
Задачей полезной модели является увеличение срока службы оголовка факельной трубы и повышение эффективности сжигания сбросного газа.
Поставленная задача осуществляется тем, что оголовок факельной трубы, содержащий газоподающую трубу с газовым затвором и закручивающими лопатками, образующими межлопаточные каналы, и защитный экран, имеющий форму полого усеченного конуса, согласно полезной модели, защитный экран установлен над газоподающей трубой с зазором и обращен вершиной конуса вниз, на газоподающей трубе укреплена соосно расположенная горизонтальная тарелка, на которой нижними концами укреплены тангенциально расположенные по окружности на равном расстоянии друг от друга вертикальные пластины, образующие между собой межпластинчатые каналы, а верхние концы этих вертикальных пластин соединены с защитным экраном, причем вертикальные пластины установлены относительно закручивающих лопаток так, что направление вращения потоков атмосферного воздуха на выходе из межпластинчатых каналов, образованных вертикальными пластинами, совпадает с направлением вращения потоков сбросного газа на выходе из межлопаточных каналов, образованных закручивающими лопатками.
На фиг.1 изображен оголовок факельной трубы, на фиг.2 - вид сверху на фиг.1.
Оголовок факельной трубы содержит газоподающую трубу 1 с установленными в верхнем конце ее газовым затвором 2 и закручивающими лопатками 3, расположенными над газовым затвором по окружности на равном расстоянии друг от друга. На уровне верхнего среза газоподающей трубы 1 установлен расположенный соосно и с зазором защитный экран 4, выполненный в форме полого усеченного конуса, обращенного вершиной конуса вниз. На газоподающей трубе 1 под защитным экраном 4 укреплена соосно расположенная горизонтальная тарелка 5. Между защитным экраном 4 и горизонтальной тарелкой 5 установлены тангенциально расположенные по окружности на равном расстоянии друг от друга вертикальные пластины 6, нижние ' концы которых присоединены к горизонтальной тарелке, а верхние концы - к защитному экрану. Вертикальные пластины 6 установлены относительно закручивающих лопаток 3 так, что направление вращения потоков атмосферного воздуха на выходе из межпластинчатых каналов, образованных вертикальными пластинами, совпадает с направленим вращения потоков сбросного газа на выходе из межлопаточных каналов, образованных закручивающими лопатками.
Оголовок факельной трубы работает следующим образом.
Сбросной газ поступает в газоподающую трубу 1 снизу, проходит газовый затвор 2 и межлопаточные каналы, образованные закручивающими лопатками 3, на выходе из которых приобретает восходящее вращательно-поступательное (вихревое) движение. Вихревое движение сбросного газа, выходящего из газоподающей трубы 1, обеспечивает стабилизацию пламени в вертикальном положении при небольшом по силе боковом ветре или в отсутствии его. При сильном боковом ветре поток атмосферного воздуха поступает с наветренной стороны оголовка факельной трубы в межпластинчатые каналы, образованные вертикальными пластинами 6 и ограниченные стенками защитного экрана 4 и горизонтальной тарелкой 5, на выходе из которых приобретает
восходящее вращательно-поступательное движение. Направление вращения потока атмосферного воздуха совпадает с направлением вращения потока сбросного газа, в результате чего эффект закрутки обоих потоков над газоподающей трубой 1 усиливается. Усиление закручивающего эффекта потоков атмосферного воздуха и сбросного газа обеспечивает устойчивую стабилизацию пламени в вертикальном положении при сильном боковом ветре, эжекцию атмосферного воздуха в межпластинчатые каналы, образованные вертикальными пластинами 6, с подветренной стороны оголовка факельной трубы, вовлечение больших масс атмосферного воздуха из пространства над защитным экраном 4 в совместное с сбросным газом вихревое движение и интенсивное перемешивание сбросного газа с атмосферным воздухом.
Расположение защитного экрана 4, обращенным вершиной конуса вниз, исключает срыв пламени ветром при работе оголовка факельной трубы в режиме «малого пламени», так как нижняя часть пламени находится в полости защитного экрана.
Использование предлагаемой полезной модели позволяет:
увеличить срок службы оголовка факельной трубы за счет устойчивой стабилизации пламени в вертикальном положении при сильных боковых ветрах, что достигнуто благодаря расположению защитного экрана в виде полого усеченного конуса над газоподающей трубой с зазором и вершиной конуса вниз, наличию на газоподающей трубе под защитным экраном горизонтальной тарелки и установленных между горизонтальной тарелкой и защитным экраном тангенциально равнорасположенных по диаметру вертикальных пластин;
повысить эффективность сжигания сбросного газа за счет увеличения количества поступающего в зону сжигания сбросного газа атмосферного воздуха и интенсификации перемешивания атмосферного воздуха и сбросного газа, достигнутое благодаря наличию в устройстве оголовка факельной трубы вертикальных пластин и их расположению относительно закручивающих лопаток таким образом, что направление вращения потоков атмосферного воздуха
на выходе из межпластинчатых каналов, образованных вертикальными пластинами, совпадает с направлением вращения потоков сбросного газа на выходе из межлопаточных каналов, образованных закручивающими лопатками.