Оголовок факельной установки

Полезная модель относится к устройству факельных установок и может быть использована в нефтегазовой, нефтехимической, химической, коксохимической и других отраслях промышленности для полного сжигания горючих газов при их сбросе в атмосферу.
Недостатком большинства известных факельных оголовков является низкая долговечность и термическое разрушение ствола оголовка вследствие прилипания пламени снаружи оголовка ниже его среза с подветренной стороны.
Известен факельный оголовок, характеризующийся тем, что содержит ветрозащитный экран, выполненный в виде цилиндра, открытого сверху и заглушенного снизу днищем, установленным на основной горелке, стенки цилиндра выполнены в виде обечайки, установленной сверху, и набора равномерно расположенных лопаток, установленных между обечайкой и днищем, которые выполнены в виде секторов цилиндра, наружные части лопаток касаются радиальных плоскостей, (патент RU 2344347, МПК F23Q 9/00, опубл. 20.01.2009 г.).
Указанная конструкция оголовка позволяет повысить надежность и срок службы оголовка за счет устранения воздействия пламени на наружную поверхность основной горелки и ветрозащитного экрана. Однако при больших расходах сбросного газа и сильных ветрах прилипание пламени снаружи оголовка избежать не удается.
Наиболее близким к предложенному техническому решению является оголовок факельной установки, который снабжен тарелкой с центральным отверстием, установленной соосно оголовку на газоподающей трубе под защитным экраном, и лопастным завихрителем, укрепленным на наружной стенке газоподающей трубы выше тарелки, при этом лопасти лопастного завихрителя выполнены в виде винтовых коноидов или их частей, а защитный экран выполнен в виде кольцевой цилиндрической перегородки (патент RU 138872, МПК F23D 14/20, опубл. 27.03.2014 г.).
Недостатком данного устройства является горение сбросного газа внутри защитного экрана, что неблагоприятно сказывается на его долговечности и оголовка в целом.
Задачей полезной модели является повышение долговечности факельного оголовка за счет исключения прилипания пламени к наружной поверхности оголовка.
Технический результат заключается в снижении тепловой нагрузки на оголовок за счет перераспределения потока воздуха из наветренной стороны оголовка в подветренную.
Задача решается, а технический результат достигается оголовком факельной установки, содержащим ствол, защитный экран, расположенный коаксиально вокруг ствола на его верхнем конце, лопастной завихритель, укрепленный на наружной поверхности ствола, причем лопасти завихрителя выполнены в виде винтовых коноидов, в котором в отличие от прототипа защитный экран имеет в своей верхней части сужение, причем его верхний срез расположен ниже среза ствола оголовка, в нижней части установлена юбка, выполненная в виде поверхности вращения с криволинейной образующей, а лопастной завихритель расположен внутри защитного экрана и имеет на верхнем и нижнем концах лопатки, направленные вдоль оси оголовка, причем верхние лопатки находятся внутри защитного экрана, а нижние выступают за защитный экран и совместно с юбкой образуют воздухозаборник.
Сущность полезной модели поясняется эскизом оголовка факельной установки (факельного оголовка).
Факельный оголовок, содержит ствол 1, защитный экран 2, расположенный коаксиально вокруг ствола. Внутри защитного экрана расположен лопастной завихритель с лопастями 3 в количестве шесть и 3
более, выполненными в виде винтовых коноидов, имеющими на концах лопатки 4, направленные вдоль оси оголовка. Лопастной завихритель расположен на наружной поверхности ствола 1. На защитном экране в верхней его части выполнено сужение 5. В нижней части защитного экрана установлена юбка 6, выполненная в виде поверхности вращения с криволинейной образующей
В процессе эксплуатации факельного оголовка сбросный газ поступает в ствол 1, на выходе которого происходит его горение. При появлении бокового ветра с подветренной стороны оголовка возникает разряжение, в результате чего пламя прилипает к наружной поверхности факельного оголовка. В то же время воздух с наветренной стороны оголовка набегает на юбку 6 и проходит между нижними лопатками 4 в полость, образованную двумя смежными лопастями 3, защитным экраном 2 и стволом 1. Далее проходя по этой полости воздух выходит с подветренной стороны и, направляемый выходными лопатками 4 вверх, отрывает пламя факела от ствола оголовка, предотвращая его прилипание.
Таким образом, применение полезной модели позволяет повысить долговечность факельного оголовка за счет исключения прилипания пламени к оголовку с подветренной стороны.