КОМБИНИРОВАННОЕ ГОРЕЛОЧНОЕ УСТРОЙСТВО
COMBINED BURNER DEVICE

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для совместного и раздельного сжигания газовых и жидкостных сбросов.
В настоящее время на объектах добычи, подготовки и переработки нефти и газа в результате технологических процессов образуется значительное количество горючих газов и жидкостей, которые подлежат утилизации. Горючие газы и жидкости, сбрасываемые с технологических установок, часто утилизируют путем сжигания.
Сжигание газовых и жидкостных сбросов сопровождается выделением значительного количества сажи, что негативно влияет на окружающую среду и условия труда персонала.
Известна газомазутная горелка, предназначенная для раздельного сжигания газа и мазута, содержащая корпус, внутри которого коаксиально расположена мазутная трубка, оканчивающаяся дросселем, иглу с винтовыми канавками, установленную внутри мазутной трубки, и соединенный с ней шток для регулирования положения иглы относительно выходного отверстия мазута, механизмы перемещения дросселя и штока, закрепленные на торце корпуса и мазутной трубки (А.А. Винтовкин и др. Горелочные устройства промышленных печей и топок (конструкции и технические характеристики). Справочник. «Интермет Инжиниринг», 1999, рис. 9.25.б, с. 373) - прототип.
Указанная горелка работает следующим образом.
Газ поступает в кольцевой зазор, расположенный между корпусом и мазутной трубкой, и далее через дроссель поступает в зону горения. С помощью механизма перемещения дросселя, закрепленного на торце корпуса, осуществляется регулировка расхода газа, поступающего в горелку. Мазут поступает в мазутную трубку, проходит через иглу с винтовыми канавками, закручивается и через выходное отверстие поступает в зону горения. За счет перемещения штока и связанной с ним иглы происходит изменение расхода мазута, поступающего в горелку. Перемещение штока осуществляется с помощью механизма, закрепленного на торце мазутной трубки. Горелка способна работать как на одном газе, так и на одном мазуте, а также на их смеси.
Основными недостатком указанной горелки являются значительная длина факела и недостаточно высокая эффективность сжигания топлива.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков и снижение уровня загрязнения окружающей среды за счет повышения эффективности и полноты процесса сжигания газовых и жидкостных сбросов.
Решение указанной задачи достигается тем, что предложенное комбинированное горелочное устройство, согласно изобретению, содержит как минимум обечайку с профилированным входом и выходом, установленную на раме, дежурную горелку, расположенную внутри обечайки, смесительную головку, расположенную на оси обечайки и включающую в себя блок подачи газовых сбросов, блок подачи жидкостных сбросов, представляющие собой два кольцевых коллектора, установленные соосно и соединенные между собой радиальными патрубками, форсунки, связывающие между собой блок подачи газовых сбросов и блок подачи жидкостных сбросов, состоящие из наконечника в виде полого цилиндра, соединенного с блоком подачи газовых сбросов, причем в его выходной части выполнено устройство для закрутки потока, предпочтительно в виде многозаходной спирали, втулку с цилиндрической внутренней поверхностью, соединенную с блоком подачи жидкостных сбросов и охватывающую с зазором наконечник, при этом на торце втулки закреплено сопло, трубопровод подачи газовых сбросов, трубопровод подачи жидкостных сбросов, соединенные со смесительной головкой.
В варианте исполнения форсунки смесительной головки расположены под углом к оси комбинированного горелочного устройства.
Предлагаемая конструкция комбинированного горелочного устройства за счет своих отличительных признаков обеспечивает решение поставленной технической задачи - снижение уровня загрязнения окружавшей среды за счет повышения эффективности и полноты процесса сжигания газовых и жидкостных сбросов.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан вид спереди комбинированного горелочного устройства, на фиг. 2 - вид сверху комбинированного горелочного устройства, на фиг. 3 - вид справа комбинированного горелочного устройства, на фиг. 4 - разрез А-А - продольный разрез смесительной головки.
Предложенное комбинированное горелочное устройство содержит корпус 1, отражатель 2, установленный в выходной части корпуса 1, дежурную горелку 3, расположенную внутри корпуса 1, смесительную головку 4, расположенную на оси корпуса 1, трубопровод подачи газовых сбросов 5 и трубопровод подачи жидкостных сбросов 6, соединенные со смесительной головкой 4.
Смесительная головка 4 включает в себя блок подачи газовых сбросов 7, блок подачи жидкостных сбросов 8, форсунки 9, связывающие между собой блок подачи газовых сбросов 7 и блок подачи жидкостных сбросов 8.
Блок подачи газовых сбросов 7 представляет собой кольцевой коллектор 10, кольцевой коллектор 11, установленные соосно и соединенные между собой радиальными патрубками 12.
Блок подачи жидкостных сбросов 8 представляет собой кольцевой коллектор 13, кольцевой коллектор 14, установленные соосно и соединенные между собой радиальными патрубками 15.
Форсунки 9 состоят из наконечника 16 в виде полого цилиндра, соединенного с блоком подачи газовых сбросов 7, причем в его выходной части выполнено устройство для закрутки потока, предпочтительно в виде многозаходной спирали и втулки 17 с цилиндрической внутренней поверхностью, соединенной с блоком подачи жидкостных сбросов 8 и охватывающей с зазором наконечник 16, при этом на торце втулки 17 закреплено сопло 18.
В варианте исполнения форсунки 9 смесительной головки 4 расположены под углом к оси комбинированного горелочного устройства.
Предложенное комбинированное горелочное устройство работает следующим образом.
На дежурную горелку 3 подается топливный газ. Из системы управления подается команда на розжиг дежурной горелки.
После розжига дежурной горелки 3 газовые и жидкостные сбросы по трубопроводу подачи газовых сбросов 5 и трубопроводу подачи жидкостных сбросов 6 поступают в блок подачи газовых сбросов 7 и блок подачи жидкостных сбросов 8 смесительной головки 4.
Газовые сбросы заполняют кольцевой коллектор 10 блока подачи газовых сбросов 7, а также кольцевой коллектор 11 через радиальные патрубки 12 и равномерно распределяются между наконечниками 16 форсунок 9. При выходе из наконечника 16 струя газовых сбросов смешивается с воздухом и образует горючую смесь, которая поджигается пламенем дежурной горелки и бездымно сгорает.
Жидкостные сбросы заполняют кольцевой коллектор 13 блока подачи жидкостных сбросов 8, а также кольцевой коллектор 14 через радиальные патрубки 15. Из кольцевого коллектора 13 и кольцевого коллектора 14 жидкостные сбросы поступают в кольцевые зазоры между втулками 17 и наконечниками 16. Проходя через устройство для закрутки потока, предпочтительно в виде многозаходной спирали, выполненное в выходной части наконечника 16, струя жидких сбросов закручивается относительно оси форсунки 9. Внутри втулки 17 отдельные струи жидкостных сбросов размазываются по стенке, образуя однородную пленку, которая поступает из сопла 18 в окружающую среду, где смешивается с воздухом и сгорает без выпадения осадков и образования дыма.
В варианте исполнения форсунки 9 смесительной головки 4 распыляют струи газовых и жидкостных сбросов под углом к оси комбинированного горелочного устройства.
Использование предложенного технического решения позволит снизить уровень загрязнения окружающей среды за счет повышения эффективности и полноты процесса сжигания газовых и жидкостных сбросов.