ОГОЛОВОК ФАКЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

Заявляемая полезная модель относится к оголовкам факельных установок для сжигания аварийных, постоянных и периодических выборов горючих газов и может быть использована в нефтехимической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности.
Известен оголовок факельной установки, предназначенный для сжигания газов высокого и низкого давлений (патент РФ RU 63496 U1 кл. F23D 14/60 (2006.01))
Оголовок работает следующим образом. Сжигаемый газ низкого давления поступает в цилиндрическую трубу, а газ высокого давления - в кольцевой зазор, образованный наружным кожухом и цилиндрической трубой. Кольцевая струя газа высокого давления предохраняет струю газа низкого давления от воздействия ветра. На выходе струи газа поджигаются дежурными горелками.
Недостатками данного оголовка являются:
- недостаточная стабилизация пламени особенно при сжигании забалластированных газов, что может привести к срыву пламени;
- недостаточное перемешивание газов высокого и низкого давления, особенно при больших расходах газа низкого давления, что приводит к наличию в потоке газа низкоскоростных областей и к дымлению.
Известен также оголовок, описанный в патенте РФ RU 90533 U1 кл. F23D 14/38 (2006.01). Оголовок содержит цилиндрическую трубу, прикрепленный к ней наружный усеченный конус, расширяющийся в направлении потока газа, внутренний конус с острой вершиной, установленный с зазором по отношению к наружному конусу, уголки с ребрами, направленными навстречу потоку газа. Верхнее основание внутреннего конуса размещено выше основания наружного конуса (угол при вершине внутреннего конуса больше угла при вершине наружного конуса на 20…60°), уголки установлены между конусами, в наружном конусе выполнены окна, расположенные между полками уголков, к наружному конусу прикреплены желобковые или уголковые стабилизаторы пламени, расположенные между уголками, наружные концы стабилизаторов пламени установлены на обечайке (цилиндрической или конической).
Принцип работы этого оголовка заключается в следующем.
Сжигаемый газ через цилиндрическую трубу факельного оголовка поступает в кольцевой зазор между конусами, из которого истекает в виде тонкого кольцевого потока и рассекается уголками на ряд струй. В результате при достаточно высоком давлении сжигаемого газа обеспечивается более полное смещение газа с воздухом, более эффективное смешение газа с воздухом и снижение выбросов в атмосферу несгоревших продуктов. Оголовок отличается повышенной стабилизацией пламени и противоветровой устойчивостью.
При сжигании газа низкого давления в этом оголовке струи газа истекают с малой скоростью, медленно смешиваются с воздухом и горение происходит с дымлением. Кроме того, слабонапорные горящие струи задуваются ветром внутрь оголовка и его стенки подвергаются воздействию пламени, что приводит к уменьшению срока службы.
Таким образом, общими недостатками известных оголовков являются низкая эффективность и надежность, а также малый срок службы оголовка при сжигании газа низкого давления.
Предлагаемой полезной моделью решается задача повышения эффективности, увеличение срока службы и надежности факельного оголовка при сжигании газа низкого давления.
Для достижения указанных целей оголовок факельной установки содержит, как и наиболее близкий к нему известный, цилиндрическую трубу с наружным усеченным конусом, расширяющимся в направлении потока, внутренний конус, установленный с зазором по отношению к наружному, уголки с ребрами, направленными навстречу потоку, верхнее основание внутреннего конуса размещено выше основания наружного конуса, угол при вершине внутреннего конуса больше угла наружного конуса на 20-60°, уголки установлены между конусами, в наружном конусе выполнены окна, расположенные между полками уголков, к наружному конусу прикреплены желобковые или уголковые стабилизаторы пламени, расположенные между уголками, наружные концы стабилизаторов пламени установлены на цилиндрической или конической обечайке.
В отличие от известного оголовка, в предлагаемом оголовке внутри цилиндрической трубы установлена внутренняя труба, образующая с ней кольцевой зазор, нижний конец внутренней трубы через нижний конус соединен с цилиндрической трубой, а в верхнем конце внутренней трубы установлен промежуточный конус, расположенный между наружным и внутренним конусами, а к кольцевому зазору подведена труба газа высокого давления.
На фиг.1 представлен предлагаемый оголовок факельной установки. На фиг.2 представлен вид А, указанный на фиг.1.
Оголовок содержит цилиндрическую трубу 1, к верхней части которой прикреплен наружный усеченный конус 2, расширяющийся в направлении потока газа. Внутри него установлен внутренний конус 3 с острой вершиной, соединенный с усеченным конусом 2 с помощью уголков 4, ребра которых направлены навстречу потоку газа. Основание конуса 3 расположено выше верхнего основания конуса 2. В наружном конусе 3 выполнены окна 5 для прохода воздуха, расположенные между полками уголков 4. К наружному конусу 2 прикреплены уголковые или желобковые стабилизаторы пламени 6, наружные концы которых установлены на конической или цилиндрической обечайке 7. Внутри цилиндрической трубы 1 установлены внутренняя труба 8, образующая с ней кольцевой зазор 9 и соединенная с ней через нижний конус 10. В верхнем конце внутренней трубы 8 установлен промежуточный конус 11, расположенный между наружным 2 и внутренним 3 конусами. К кольцевому зазору 9 подведена труба 12 газа высокого давления. Между конусами 3 и 11 и между конусами 2 и 11 образованы кольцевые зазоры 13 и 14.
Принцип работы предлагаемого оголовка заключается в следующем.
Сжигаемый газ низкого давления поступает во внутреннюю трубу 8 и далее в кольцевой зазор 13 между конусами 3 и 11, из которого истекает в виде тонкого кольцевого потока, рассекается уголками 4 на ряд струй, которые проходят над струями высокого давления, располагающимися над уголковыми или желобковыми стабилизаторами пламени 6. Сбрасываемый газ высокого давления поступает через трубу 12 в кольцевой зазор 9 и затем истекает из кольцевого зазора 14 в виде кольцевого потока, рассекаемого уголками 4 на ряд высокоскоростных струй, которые взаимодействуют со струями газа низкого давления, истекающими из зазора между конусами 3 и 11 и ускоряют его. В результате образуется высокоскоростные струи смешанного газа (высокого и низкого давления) быстро смешивающиеся с воздухом, и горение происходит без дымления. Высокоскоростные струи смешанного газа не задуваются ветром внутрь оголовка, из-за чего повышается срок службы и надежность факельного оголовка.
Таким образом, предлагаемый оголовок обеспечивает повышение эффективности (бездымность) сжигания газа низкого давления, увеличение срока службы и надежности оголовка.