ФАКЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ СЖИГАНИЯ СБРОСНЫХ ГАЗОВ
FLARE FACILITY FOR COMBUSTION OF WASTE GASES

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для сжигания сбросных газов с целью их утилизации.
Одной из проблем, возникающих при сжигании сбросных газов, содержащих конденсат, является обеспечение максимально возможной полноты сгорания газов и получение продуктов сгорания с минимальным содержанием вредных выбросов, не превышающих предельно допустимые нормы.
Известна горелка, содержащая корпус с соосно установленной трубой, снабженной по периферии участка, выведенного за пределы корпуса, рассекателем в виде тела Коанда, размещенным с зазором относительно верхнего торца корпуса, при этом в трубе дополнительно установлена отсасывающая трубка, нижний конец которой выведен в корпус, и на участке трубы, размещенном в корпусе, выполнено уширение с отверстиями по его образующей, при этом отношение площади зазора к площади выходного сечения трубы составляет 0,75-1,3, участок трубы, выведенный за пределы корпуса, выполнен в виде сопла Лаваля, а верхний торец отсасывающей трубки размещен на входе в указанное сопло (А.с. СССР №937888 от 01.10.80, дополнительное к а.с. №643719, МКИ F23D 13/20 - прототип).
Указанная горелка работает следующим образом.
Сбрасываемый из скважины газ подается к трубе и разделяется на два потока. Первый поток газа поступает к соплу Лаваля, а второй поток - через отверстия трубы - в корпус горелки. При выходе из отверстий газ в начальный момент времени движется в направлении нижней части корпуса, а затем изменяет направление движения на противоположное и движется к боковому кольцевому зазору. При изменении направления движения газ отделяется от жидкой фазы (конденсата), которая собирается в нижней части корпуса. Очищенный поток газа, выходя из бокового кольцевого зазора, вследствие возникающего эффекта Коанда прилипает к поверхности рассекателя и создает вокруг него зону пониженного давления, в которую вовлекается окружающий воздух. Воздух смешивается с поступающим газом и полученная газовоздушная смесь движется в направлении образующей конического участка рассекателя к выходу первого потока газа.
Первый поток газа, выходя по трубе из сопла Лаваля, подсасывает из корпуса при помощи отсасывающей трубки конденсат. Поток конденсата за счет повышенной скорости газа в узком сечении сопла Лаваля дробится на мелкодисперсные капли, смешивается с первым потоком газа и вторым газовоздушным потоком. Полученная смесь газа, воздуха и конденсата бездымно сгорает.
Основными недостатками данной горелки являются низкая полнота сгорания газа и большой объем вредных выбросов в атмосферу.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков и снижение уровня загрязнения окружающей среды за счет повышения эффективности и полноты процесса сжигания сбросных газов.
Решение указанной задачи достигается тем, что предложенная факельная установка для сжигания сбросных газов согласно изобретению содержит, как минимум, сепаратор, предназначенный для выделения конденсата из сбросного газа, комбинированное горелочное устройство, включающее в себя раму, смесительную головку, закрепленную на раме и состоящую из блока подачи сбросного газа, блока подачи конденсата, представляющих собой два кольцевых коллектора, установленных соосно и соединенных между собой двумя глухими патрубками, форсунок, расположенных по концентрическим окружностям и связывающих между собой блок подачи сбросного газа и блок подачи конденсата, состоящих из наконечника в виде полого цилиндра, соединенного с блоком подачи сбросного газа, причем в его выходной части выполнено устройство для закрутки потока, предпочтительно в виде многозаходной спирали, втулки с цилиндрической внутренней поверхностью, охватывающей с зазором наконечник и соединенной с блоком подачи конденсата, дежурную горелку, расположенную на оси смесительной головки и закрепленную на раме, коллектор подачи сбросного газа и коллектор подачи конденсата, соединенные со смесительной головкой, при этом сепаратор соединен с комбинированным горелочным устройством с помощью трубопровода сбросного газа, всасывающего и напорного трубопровода насоса, предназначенного для откачки конденсата из сепаратора.
В варианте исполнения форсунки смесительной головки расположены под углом к ее оси.
Предлагаемая факельная установка для сжигания сбросных газов за счет своих отличительных признаков обеспечивает решение поставленной технической задачи - снижение уровня загрязнения окружавшей среды за счет повышения эффективности и полноты процесса сжигания сбросных газов.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показана схема факельной установки для сжигания сбросных газов, на фиг. 2 - вид спереди комбинированного горелочного устройства, на фиг. 3 - вид сверху комбинированного горелочного устройства, на фиг. 4 - вид справа комбинированного горелочного устройства, на фиг. 5 - продольный разрез смесительной головки, на фиг. 6 - продольный разрез форсунки смесительной головки, на фиг. 7 - общий вид комбинированного горелочного устройства в аксонометрии.
Предложенная факельная установка содержит сепаратор 1, предназначенный для выделения конденсата из сбросного газа, комбинированное горелочное устройство 2, соединенное с сепаратором 1 с помощью трубопровода сбросного газа 3, всасывающего трубопровода 4 и напорного трубопровода 5 насоса 6, предназначенного для откачки конденсата из сепаратора 1.
Комбинированное горелочное устройство 2 включает в себя раму 7, смесительную головку 8, закрепленную на раме 7, дежурную горелку 9, расположенную на оси смесительной головки 8 и закрепленную на раме 7. Смесительная головка 8 соединена с коллектором подачи сбросного газа 10 и коллектором подачи конденсата 11.
Смесительная головка 8 включает в себя блок подачи сбросного газа 12, блок подачи конденсата 13, форсунки 14, расположенные по концентрическим окружностям и связывающие между собой блок подачи сбросного газа 12 и блок подачи конденсата 13.
Блок подачи сбросного газа 12 состоит из кольцевого коллектора 15, кольцевого коллектора 16, установленных соосно и соединенных между собой двумя глухими патрубками 17.
Блок подачи конденсата 13 состоит из кольцевого коллектора 18, кольцевого коллектора 19, установленных соосно и соединенных между собой двумя глухими патрубками 20.
Форсунки 14 смесительной головки 8 состоят из наконечника 21 в виде полого цилиндра, соединенного с блоком подачи сбросного газа 12, причем в его выходной части выполнено устройство для закрутки потока, предпочтительно в виде многозаходной спирали 22, втулки 23 с цилиндрической внутренней поверхностью, охватывающей с зазором наконечник 21 и соединенной с блоком подачи конденсата 13.
В варианте исполнения форсунки 14 смесительной головки 8 расположены под углом к ее оси.
Предложенная факельная установка для сжигания сбросного газа работает следующим образом.
На дежурную горелку 9 комбинированного горелочного устройства 2 подается топливный газ. Из системы управления подается команда на розжиг дежурной горелки 9.
После розжига дежурной горелки 9 сбросной газ поступает в сепаратор 1, в котором происходит выделение конденсата из сбросного газа.
Конденсат из сепаратора 1 поступает по всасывающему трубопроводу 4 на вход насоса 6. По напорному трубопроводу 5, соединенному с выходом насоса 6, конденсат поступает в коллектор подачи конденсата 11 комбинированного горелочного устройства 2 и далее в блок подачи конденсата 13 смесительной головки 8.
Сбросной газ, очищенный от конденсата в сепараторе 1, поступает по трубопроводу сбросного газа 3 в коллектор подачи сбросного газа 10 комбинированного горелочного устройства 2 и далее в блок подачи сбросного газа 12 смесительной головки 8.
Из глухих патрубков 17 блока подачи сбросного газа 12, соединенных с коллектором подачи сбросного газа 10, сбросной газ поступает в кольцевой коллектор 15 и кольцевой коллектор 16, где равномерно распределяется между наконечниками 21 форсунок 14.
При выходе из наконечника 21 струя сбросного газа смешивается с воздухом и образует горючую смесь, которая поджигается пламенем дежурной горелки 9 и бездымно сгорает.
Из глухих патрубков 20 блока подачи конденсата 13, соединенных с коллектором подачи конденсата 11, конденсат поступает в кольцевой коллектор 18 и кольцевой коллектор 19 и далее в кольцевые зазоры между втулками 23 и наконечниками 21. Проходя через устройство для закрутки потока предпочтительно в виде многозаходной спирали 22, выполненное в выходной части наконечника 21, струя конденсата закручивается относительно оси форсунки 14. Внутри втулки 23 отдельные струи конденсата размазываются по стенке, образуя однородную пленку, которая поступает в окружающую среду, где смешивается с воздухом и сгорает без выпадения осадков и образования дыма.
В варианте исполнения форсунки 14 смесительной головки 8 подают сбросные газы и конденсат под углом к оси смесительной головки 8 комбинированного горелочного устройства 2.
Использование предложенного технического решения позволит снизить уровень загрязнения окружавшей среды за счет повышения эффективности и полноты процесса сжигания сбросных газов.