Устройство для сжигания газа

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖИГАНИЯ ГАЗА
Полезная модель относится к области энергетики и может быть использована в нефтяной, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и газовой отраслях промышленности, в частности при сжигании неиспользуемого попутного газа, добываемого вместе с нефтью.
Известна горелка, включающая корпус с фурмой и с каналами для подачи газа и воздуха .
Известная горелка не позволяет регулировать параметры факела и обеспечивать полное сжигание низкокалорийного попутного газа.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является горелка, содержащая помещенный в короб с возможностью продольного перемещения перфорированный корпус с соплом в торцевой части для подвода топлива /..
Известная горелка обеспечивает регулирование параметров факела, однако она имеет ряд недостатков. При сжигании низкокалорийного газа используется дополнительно порядка 20% природного газа с выделением оксидов углерода и других вредных выбросов. При калорийности газа порядка 4000 ккал/м3 не достигается устойчивое горение факела из-за срыва пламени ветром. Вследствие накопления конденсата в факельной трубе факел затухает, а конденсат разбрызгиается. Кроме того, возникают трудности с розжигом факела из-за большой высоты корпуса.
Целью изобретения является обеспечение более полного сжигания низкокалорийного газа, устойчивого горения и легкости розжига факела.
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для сжигания газа, включающем перфорированный цилиндрический корпус с нижней торцовой частью и ввод газа, согласно изобретению в корпусе ниже ввода газа выполнены вертикальные щели и воздушная заслонка, на уровне ввода газа в корпусе образовано отверстие для розжига, а в верхней части корпус снабжен трубой меньшего диаметра,соосно расположенной с корпусом, частично выступающей над корпусом и частично погруженной внутрь корпуса.
Существенными признаками полезной модели являются:
1)ввод газа;
2)перфорированный цилиндрический корпус с нижней торцовой частью ;
3)наличие вертикальных щелей на корпусе ;
4)местоположение вертикальных щелей - ниже ввода газа ;
5)наличие воздушной заслонки на корпусе;
6)местоположение воздушной заслонки - ниже точки ввода газа ;
7)наличие трубы меньшего диаметра ;
8)расположение трубы - соосно с корпусом, частично выступающей над корпусом и частично погруженной внутрь корпуса.
Признаки 1-2 являются общими с прототипом, признаки 3-8 являются существенными отличительными признаками.
На фиг. представлено устройство для сжигания газа.
(п
gwtoete
Устройство для сжигания газа включает в себя корпус I с перфорационными отверстиями 2, вертикальными щелями 3, отверстием ввода сжигаемого газа 4, отверстием для розжига 5, воздушной заслонкой 6 и трубой 7 меньшего диаметра, прикрепленной кронштейнами 8 в верхней части. Трубопровод газа 9 снабжен задвижкой 10. Устройство снабжено двумя монтажными крюками II и скобами 12, сцепленными с оттяжками 13, Шарнирный узел 14 обеспечивает открытие воздушной заслонки 6. Труба 7 частично выступает над верхом корпуса I и частично погружена внутрь корпуса I, при этом корпус I и трубаТрасположены соосно.
Вертикальные щели 3 и воздушная заслонка б расположены ниже отверстия ввода газа 4, отверстие для розжига 5 выполнено на уровне|звода газа 4.
Вертикальное расположение устройства обеспечивает вертикальный поток газа и продуктов сгорания и подсос воздуха через щели и воздушную заслонку. При горизонтальном расположении устройства эффекта подсоса не наблюдается.
Устройство для сжигания газа работает следующим образом.
В отверстие для розжига 4 корпуса I вводят горящий факел(на фиг. не показан) к концу трубопровода газа 9. Открывают задвижку 10, поджигают газ и извлекают горящий факел. Воздух, необходимый для поддержания горения, поступает через перфорационные отверстия 2, вертикальные щели 3 и воздушную заслонку 6,шириной открытия которой регулируют интенсивность поступления воздуха, а следовательно температуру внутри корпуса I. Сжигаемый газ, сгорая, разогревает корпус I и поднимается в верхнюю часть, где в зоне трубы 7 происходит дополнительное сгорание оксида углерода и других несгоревших продуктов. Установка
воздушной заслонки б ниже места ввода сжигаемого газа 4 позволяет создать восходящий поток воздуха и продуктов горения в верхнюю часть корпуса I. Этому же способствуют вертикальные щели 3, размещенные в нижней части корпуса I. Снабжение воздушной заслонки б шарнирным узлом 14 позволяет-плавно регулировать зазор между воздушной заслонкой б и корпусом I и тем самым плавно влиять на процесс горения. Монтажные крюки II, приваренные к корпусу I, позволяют транспортировать и устанавливать устройство, а скобы 12, приваренные к корпусу I, и оттяжки 13 позволяют удерживать от опрокидывания корпус I после монтажа на местности. Кронштейны 8, например, с помощью сварки фиксируют трубу 7, относительно корпуса I.
Пример конкретного выполнения
Проводят предварительный расчет процесса горения в устройстве. Необходимое количество воздуха рассчитывают по формуле:
VЈ  уг  с  Ј - к
гдеУ§ - необходимое для горения количество воздуха, м3/сут.;
Уг- расход газа, м3/сут.;
С- содержание углеводородов в попутном газа, %;
/2- удельная потребность воздуха, м3/м3;
К- коэффициент подачи первичного воздуха.
Vf Vr-0,3- ,6 2, 4Vr
Диаметр корпуса I рассчитывают по формуле
1 gifOfOotf
где Д - диаметр корпуса, м;
d - диаметр трубопровода газа, м.
Количество перфорационных отверстий 2 на боковой поверхности корпуса I рассчитывают по формуле:
л  vr  o,ssyn.
где П - количество перфорационных отверстий, шт;
Vr - расход попутного газа, м3/сут;
м - коэффициент расхода;
- площадь отверстия, м2;
О - консгаита, равная 9,8;
// - перепад давлений, МПа.
Температурный режим регулируют подачей воздуха. При перегревах корпуса I свыше 400°С снижают подачу воздуха закрытием воздушной заслонки б. При оптимальном режиме оксиды азота практически не образуются, а недогоревшая сажа догорает в верхней части в зоне трубы 7.
Для условий Гремихинского месторождения нефти приняты оптимальными следующие размеры устройства: внутренний диаметр корпуса - 1020 мм, диаметр трубы - 400 мм, размер выступающей части трубы - 1600 мм, размер погруженной части 800 мм, общая высота устройства - 10000 мм, диаметр перфорационных отверстий 15-20 мм, шаг перфорации по окружности - 200 мм, по высоте - 1000мм, количество рядов перфорации - 3-4 ряда. Размер воздушной заслонки - 200x300 мм, высота над уровнем земли - 300 мм. Высота ввода газа - 1000 мм над уровнем земли. Количество вертикальных щелей 5, высота щелей - 600 мм от уровня земли.
Применение предложенного устройства для сжигания неиспользуемого попутного газа позволит устранить неполное горение попутного газа, исключить затухание из-за накопления конденсата в трубе и разбрызгивания при этом капельной жидкости на большие расстояния, исключить трудности с розжигом факела, снизить выбросы вредных веществ за счет их более полного сгорания, снизить дымность факела.
Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки:
1.Авторское свидетельство СССР № 337612, кл. F 23 Д 14/20, 1970 г.
2.Авторское свидетельство СССР № 73II92, кл. F 23 Д 14/20, 1978г. - прототип.
q
gtfofooif
Авторы:/ г A.M. Насыров
tfllAfrf - А. А. Просвирин /