ОГОЛОВОК ФАКЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

Полезная модель относится к устройствам для сжигания аварийных сбросов газа в факельных установках и может быть использована в нефтяной, газовой, нефтехимической и других отраслях промышленности.
Известен оголовок факельной установки [1] для сжигания аварийных выбросов газа в различных отраслях промышленности, например в газовой, содержащий газоподающую трубу с газовым затвором и защитный экран, установленный снаружи и коаксиально на верхнем конце газоподающей трубы. Защитный экран выполнен из двух перегородок в виде двух полых усеченных конусов, установленных друг на друга соосно и неподвижно. Средняя часть боковой поверхности нижней перегородки выполнена из уголков, установленных по образующей конуса с зазором относительно друг друга и обращенных вершинами уголков наружу.
Недостатком указанного оголовка факельной установки является то, что он не позволяет обеспечить высокую полноту сгорания сбрасываемого газа из-за недостаточно качественного смесеобразования между сжигаемым газом и воздухом окружающей среды, что приводит к увеличению содержания вредных веществ в продуктах сгорания.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) по отношению к предлагаемому является оголовок факельной установки [2], содержащий разъемный корпус и дежурную горелку. В верхней части корпуса установлены осевой завихритель с наклонно расположенными лопастями, а также кольцевая перегородка с образованием кольцевой полости между корпусом оголовка и кольцевой перегородкой. В кольцевой полости выполнены чередующиеся воздухоподводящие и газоподводящие каналы. В кольцевом пространстве между осевым завихрителем и кольцевой перегородкой установлен кольцевой завихритель с изогнутыми лопастями.
Основными недостатками указанного устройства являются:
- сложная и дорогостоящая конструкция;
- низкая эффективность сжигания сбрасываемого газа из-за большого аэродинамического сопротивления газовоздушного тракта вследствие загромождения проточной части элементами конструкции.
Задача предполагаемого технического решения направлена на повышение полноты сгорания сбрасываемого газа; на упрощение конструкции оголовка, снижение стоимости оголовка и расширение области его использования.
Поставленная задача достигается за счет того, что в оголовке факельной установки, содержащем корпус, камеру смешения, дежурную горелку, стабилизатор пламени, электрод системы электрического розжига, трубопровод подвода газа и сопло, корпус выполнен в виде прямоточной камеры сгорания, содержащей конфузор и диффузор, соединенные с жаровой трубой, таким образом, что жаровая труба посажена на конфузор с радиальным зазором по окружности, и диффузор посажен на жаровую трубу с радиальным зазором по окружности, причем в конфузоре соосно с ним размещена камера смешения газа с воздухом, снабженная трубопроводом подвода газа с соплом, а также расположенными над камерой смешения дежурной горелкой и электродом системы электрического зажигания.
На фиг.1 представлена конструктивная схема оголовка факельной установки.
Оголовок факельной установки включает: камеру сгорания 1, содержащую диффузор 2 со стабилизаторами пламени 3, жаровую трубу 4, соединенную с помощью фиксаторов 5 с диффузором 2 и конфузором 6. Внутри конфузора 6 размещены: соосно с ним камера смешения 7; дежурная горелка 8 и электрод электрического розжига 9. Стабилизаторы пламени выполнены в виде плохообтекаемого тела и расположены равномерно внутри диффузора 2.
Оголовок факельной установки работает следующим образом.
Сбрасываемый газ подлежащий сжиганию, поступает по трубопроводу 11 через сопло 12 в камеру смешения 7. За счет эжекции газ увлекает атмосферный воздух в камеру смешения 7, где газ смешивается с атмосферным воздухом, обеспечивая подготовку первичного потока обогащенной топливовоздушной смеси (ТВС). В то же самое время газ поступает в дежурную горелку 8 из другого источника. С помощью электрода электрического розжига 9 ТВС и газ, вытекающий из дежурной горелки 8, воспламеняются и поступают в камеру сгорания 1, где перемешиваются со вторичным потоком воздуха и происходит полное выгорание компонентов газа. С целью охлаждения стенок камеры сгорания 1, а также для дополнительного подвода воздуха, организовано поступление боковых струй воздуха во внутрь камеры сгорания 1 через щели, полученные за счет посадки жаровой трубы 4 на конфузор 6, а диффузора 2 - на жаровую трубу 4, с радиальными зазорами. Жаровая труба 4 по окружности закреплена неподвижно фиксаторами 5 с конфузором 6 и диффузором 2. Камера сгорания 1 и камера смешения 7 с помощью кронштейнов 10, 13, 14 крепятся к трубопроводу 11 подвода сбрасываемого газа к соплу 12.
Проведена опытно-промышленная эксплуатация устройства «Оголовок факельной установки», получены следующие результаты:
1. Ha ЦДНГ-1c (Цех добычи нефти и газа) предприятия ЗАО «Геология» в течение 2-х лет наблюдается устойчивый розжиг факела и контроль пламени. Пламя факельного оголовка прозрачное, светло-желтое, копоть и задымленность отсутствуют. Технический акт утвержден 15.01.2008 г.
2. На ЦДНГ предприятия ОАО Шешмайол с ноября 2007 г. по январь 2008 г. проходили испытания «Оголовка факельной установки», результат удовлетворительный. Акт от 14.02.08 г.
Использование предполагаемой полезной модели позволит по сравнению с прототипом повысить полноту сгорания сбрасываемого газа, упростить конструкцию, снизить стоимость, повысить надежность и ресурс.
Источники информации:
[1] Патент РФ №2285863, кл. F23J 15/00 2006 г.
[2] Патент РФ №2275551, кл. F23D 14/20 2006 г.