ОГОЛОВОК ФАКЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

Полезная модель относится к оголовкам факельной установки для сжигания аварийных выбросов газа и может быть использована в нефтегазодобывающей и других отраслях промышленности, связанных с аварийным сжиганием газа.
Наиболее близким по технической сущности является факельный оголовок, содержащий газоподводящую трубу, заглушенную сверху и имеющую в верхней части отверстия, в которых установлены под углом от газоподводящей трубы сопла в виде втулок, равномерно расходящиеся от трубы, под каждым соплом к корпусу прикреплен уголок, обращенный вершиной наружу, ось параллельна оси сопла, а периферийные концы уголков расположены выше заглушенного торца газоподводящей трубы и к ним прикреплен верхний край ветрозащитного экрана, установленного соосно трубе (см. патент РФ на ПМ №54415 F23D 14/20 опубл. 27.06.2006 г.).
Газовые струи, истекающие из сопел, распространяясь по уголкам, хорошо перемешиваются с воздухом, поступающим снизу, что благоприятно сказывается на качестве сжигания газа.
3
Недостатком прототипа является недостаточная стабилизация пламени в центральной части оголовка и конструктивная сложность создания таких струйных оголовков на производительности по сбросному газу >30000 м/сутки, т.к. значительное увеличение количества сопел ведет к значительному росту габаритов оголовков и его веса.
3
Предлагаемая полезная модель решает задачу повышения стабилизации горения забалластированных газов и представляет возможность создавать струйные оголовки на производительности >30000 м/сутки в приемлемых габаритах, при незначительном увеличении габаритов и массы.
Для достижения указанной задачи предлагается оголовок факельной установки, содержащий, как и наиболее близкий к нему известный, газоподводящую трубу, заглушенную сверху и имеющую в верхней части отверстия, в которых установлены сопла в виде втулок, установленные под углом к оси газоподводящей трубы и радиально расходящиеся от нее, под каждым соплом к корпусу прикреплен уголок обращенный вершиной наружу, ось которого параллельная оси сопла, периферийные концы уголков расположены выше заглушенного торца газоподводящей трубы и к ним прикреплен верхний край ветрозащитного экрана, установленного соосно трубе.
В отличие от известного в предлагаемом оголовке в верхней части газоподводящей трубы, в заглушке, установлены коаксиально два патрубка разной высоты, причем внутренний патрубок длиннее наружного, в зазоре между ними размещены лопатки-завихрители радиально расходящиеся от внутреннего патрубка, в нижней части внутреннего патрубка имеются отверстия соединенные трубками с отверстиями стенки газоподводящей трубы, расположенными ниже, нижний торец внутреннего патрубка заглушен.
Благодаря наличию зазора между двумя установленными в днище патрубками, образуется щелевое окно позволяющий эффективно сбрасывать значительную часть газа в центр оголовка подмешивая к нему часть воздуха необходимого для его горения. Образуется зона устойчивого горения которая также стабилизирует общее пламя оголовка.
Наличие щелевого окна позволяет значительно увеличить пропускную способность оголовка, уменьшая его габариты и массу.
На чертеже представлен предлагаемый оголовок факельной установки.
Оголовок содержит газоподводящую трубу 1, которая заглушена днищем 2, в верхней части трубы 1 выполнены отверстия, в которых установлены сопла в виде втулок 3, сопла радиально расходятся от трубы 1.
Под каждой втулкой 3 к корпусу прикреплен уголок 4, обращенный вершиной наружу. Оси уголков 4 параллельны осям втулок 3. Периферийные концы уголков 4 расположены выше торца трубы 1. Уголки 4 охвачены ветрозащитным экраном 5, который своим верхним краем прикреплен к верхним концам уголков 4. В верхней части трубы 1 в днище 2 коаксиально установлены два патрубка 6, 7 разной высоты, а в зазоре между ними установлены лопатки-завихрители 8, радиально расходящиеся от внутреннего патрубка 7. Ветрозащитный экран 5 установлен соосно трубе 1.
В нижней части внутреннего патрубка 7 имеются отверстия которые трубками 9 соединены с отверстиями газоподводящей трубы 1. Нижний торец патрубка закрыт заглушкой 10.
Устройство работает следующим образом.
Поток сбрасываемого газа на выходе из трубы 1 делится на поток выходящий через сопла 3 и поток, выходящий из зазора через лопатки-завихрители 8.
Истечение части сбросного газа через лопатки-завихрители 8, установленные в зазоре, сопровождается подсосом воздуха через трубки 9, созданием горючей газовоздушной смеси в центральной части оголовка.
После поджига сбросного газа дежурной горелкой газ данных потоков загорается, образуя общую зону горячего газа, которая втягивает воздух для горения как через оголовок, в щели между уголками 4, так и всей периферией горячей зоны.
Устойчивая стабилизация пламени оголовка происходит при этом на границах газовых струй над уголками 4, и в середине оголовка за лопатками-завихрителями 8. Наличие двух устойчивых зон горения в оголовке 8 позволяет сжигать забалластированный газ при больших скоростях газа (>80 м/с) без срыва общего пламени на оголовке.
Кроме того, благодаря наличию в центре оголовка зазора для прохода части сбросного газа, можно уменьшить количество сопел, что позволит уменьшить габариты оголовка и снизить его массу.
Устойчивая стабилизация пламени при сжигании забалластированных газов с содержанием азота до 85% при сохранении небольших габаритах оголовка опробована на опытном образце струйного оголовка, который прошел промысловые испытания в ОАО «Башнефть», при этом наблюдалось бездымное сжигание сбросного газа при сильных порывах ветра. Оголовок работает устойчиво при переменных нагрузках вызванных нестабильной подачей сбросного газа.