Факельная установка

Полезная модель относится к устройствам для сжигания постоянных, периодических и аварийных выбросов газа и может быть использована в нефтегазовой, нефтехимической отраслях.
Известен "Оголовок факельной установки" пат. № 188634, МПК F23D 14/20, от 18.04.2019 г., содержащий газоподводящий ствол, газовый затвор в виде тела обтекания высотой, не превышающей его диаметра, реализующий эффект Коанда, установленный на тяге с возможностью перемещения вдоль своей оси для изменения проходного сечения сбросных газов при изменении расхода, при этом тяга снабжена пружиной с упором, газовый затвор выполнен в виде чаши, обращенной дном в сторону газоотводящего ствола, а на внутренней поверхности вышеупомянутого газоподводящего ствола, у его верхнего среза, установлен турбулизатор.
Недостатком его является то, что тяга снабжена пружиной с упором, обеспечивающим регулирование только в одну сторону, что может быть недостаточно для более плавной настройки работы газового затвора.
Известна факельная установка (патент RU № 90532, МПК F23D 14/20, F230 9/08, опубл. 10.01.2010 г., бюл. № 1), содержащая факельный ствол, факельный оголовок, дежурную горелку, форсунку дежурного газа, электрозапальник с закрепленным на корпусе электродом розжига и контроля пламени, в верхней части которого образован искровой разрядный промежуток, электрод розжига и контроля пламени размещен соосно в полости дежурной горелки, выполненной в виде соединенных между собой камеры смешения и диффузора, при этом электрод проходит через полость дежурной горелки до верхнего торца диффузора, причем верхний торец диффузора выполнен с косым срезом, направленным в сторону оси факельного оголовка, на нижнем уровне косого среза диффузора в плоскости перпендикулярной оси диффузора размещены не менее двух стабилизаторов пламени, выполненных в виде плохообтекаемых тел, по разные стороны от электрода розжига и контроля пламени и образующих с ним искровые разрядные промежутки, в стенке камеры смешения выполнено отверстие, в котором одним концом установлен патрубок подачи газа из дежурной горелки, на другом конце которого установлен конфузор, на входе которого с зазором и соосно с патрубком подачи газа дежурной горелки установлена форсунка дежурного газа, причем ось патрубка подачи газа дежурной горелки и форсунки дежурного газа проходит через точку пересечения оси электрода розжига и контроля пламени с плоскостью, в которой размещены стабилизаторы пламени, и через плоскость косого среза верхнего торца диффузора без пересечения со стенками диффузора.
Недостатком данного устройства является недостаточная эксплуатационная надежность электрозапальника в осложненных атмосферно-климатических условиях, а также отсутствие регулировки усилий на газовом затворе.
Техническими задачами данного предложения являются повышение эксплуатационной надежности за счет использования запально-защитного устройства с электроискровым розжигом высокоэнергетической свечой поверхностного разряда, а также возможность регулирования усилий на газовом затворе оголовка для обеспечения работы оголовка в безударном режиме.
Технические задачи решаются факельной установкой, включающей факельный ствол, факельный оголовок, запально-защитное устройство с дежурной горелкой и трубкой подачи газа на дежурную горелку.
Новым является то, что газовый затвор факельной установки связан с тягой и выполнен с возможностью продольного перемещения вдоль оси факельного оголовка, в верхней части которого выполнен неподвижный центратор, причем газовый затвор образует тело обтекания, реализующего эффект Коанда, и выполнен в виде чаши, обращенной выпуклой поверхностью вниз, а с наружной стороны образующей контур, образованный верхним торцом газового затвора и коническим буртиком для стабилизации пламени, при этом тяга снабжена дополнительными пружинами с упором в диафрагму для регулирования усилий открытия-закрытия газового затвора гайками, также запально-защитное устройство снабжено электродом розжига, обеспечивающим дистанционный розжиг горелки высокоэнергетической свечой поверхностного разряда, и термоэлементом контроля пламени, включенным в систему автоматизации факельной установки.
На фиг. 1 изображен общий вид факельной установки.
На фиг. 2 изображен вид А запально-защитное устройство.
Факельная установка (фиг. 1) содержит факельный ствол 1, факельный оголовок 2, газовый затвор 3, связанный с тягой 4 и выполненный с возможностью продольного перемещения вдоль оси факельного оголовка 2. В верхней части факельного оголовка 2 выполнен неподвижный центратор 5. Затвор газовый 3 выполнен в виде чаши, обращенной выпуклой поверхностью вниз и образующей тело обтекания, реализующей эффект Коанда, а с наружной стороны, образующей контур 6, образованный верхним торцом газового затвора 3 и коническим буртиком 7 для стабилизации пламени. Тяга 4 проходит через отверстие в диафрагме 8. При этом выше и ниже диафрагмы 8 установлены пружины 9 и 10 для регулирования усилий открытия-закрытия газового затвора 3 гайками 11. Также факельная установка содержит запально-защитное устройство 12 (фиг. 2), состоящее из горелки дежурной 13, электрода розжига 14, высокоэнергетической свечи поверхностного разряда 15, термоэлемента контроля пламени 16, трубки подачи газа 17 на дежурную горелку 13 и эжектора 18.
Работает факельная установка следующим образом.
Подвод газа к дежурной горелке 13 осуществляется по трубке подачи газа 17 через электромагнитный газовый клапан (на фиг. 1,2 не показан) системы автоматики (на фиг. 1,2 не показана). После открытия электромагнитного газового клапана газ, очищенный от механических примесей, истекает из сопла эжектора 18 дежурной горелки 13, смешивается в смесительной камере с атмосферным воздухом и поступает в корпус дежурной горелки 13. Под действием избыточного давления в корпусе дежурной горелки 13 газо-воздушная смесь вытекает из нее в виде газо-воздушной струи. При подаче высокого напряжения от источника высокого напряжения на электрод свечи поверхностного разряда 15 газо-воздушная смесь воспламеняется за торцом эжектора 18 и поджигает избыточную часть газа, поступающего по трубке подачи газа 17 в зону горения, обеспечивая при этом устойчивое горение дежурной горелки 13 и основного факела.
В итоге эксплуатационная надежность факельной установки в различных осложненных атмосферно-климатических условиях заметно повышается за счет конструктивных доработок и более надежного электророзжига.
Факельная установка изготовлена при помощи высокоточного токарного и фрезерного оборудования с ЧПУ и испытана в лаборатории.