ДЕЖУРНАЯ ГОРЕЛКА

Полезная модель относится к области нефтегазодобычи и нефтехимпереработке, в частности, к устройствам электророзжига дежурных и пилотных горелок факельных устройств.
Известна система электрического зажигания в факельных, оголовках факельных установок, содержащая электрод для искрового воспламенения с токопроводом от источника высокого напряжения, где электрод запальника находится под воздействием температур выше температуры плавления металла, а также под воздействием термоударов. (Патент RU №2344345 F23Q 9/08 от 20.01.2009 г.)
Известна система электрического зажигания, содержащая электроразрядник и секционный токопровод для удаления источника высокого напряжения из зоны высоких температур, причем токопровод высокого напряжения выполнен из голой металлической струны внутри по центру трубы, состоящей из отдельных глухих секций, жестко соединенных между собой. (Патент RU №60681 F23Q 21/00 от 27.01.2007 г.)
Недостатком этой конструкции является незащищенность от термоударов, высоких температур и внешних климатических воздействий самого разрядного устройства. Кроме того, накапливающийся конденсат и проникающая в замкнутые секции жидкость снаружи через неплотности может привести к электроразряду струны на корпус секции.
Наиболее близким аналогом по технической сущности и достигаемому результату является дежурная горелка с электрозапальником, соединенным с источником высокого напряжения через токопровод, выполненный из состыкованных трубчатых секций, содержащая патрубок подачи газа в камеру смешения, внутри которой расположена соосно камере смешения и диффузору наружная часть центрального составного электрода, закрепленного на корпусе электрозапальника. (Патент RU №90532 F23Q 9/08 от 10.01.2010 г.)
Недостаток этой конструкции заключается в низкой жаропрочности электрозапальника в целом и электрода в частности. Наружная часть электрода обдувается горячим воздухом практически из зоны пламени, т.е. охлаждение неэффективно, что приводит к преждевременному его сгоранию и, т.о., к выходу из строя электрозапальника дежурной горелки и необходимости полной его замены.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение надежности работы системы розжига дежурной горелки путем снижения жаровой нагрузки на электрозапальник за счет более интенсивного воздушного охлаждения, а также повышения электропрочности его конструкции.
Сущность полезной модели заключается в том, что в дежурной горелке с электрозапальником, соединенным с источником высокого напряжения через токопровод, выполненный из состыкованных трубчатых секций, и содержащей патрубок подачи газа в камеру смешения с расположенной соосно внутри нее наружной частью составного центрального электрода, закрепленного на корпусе электрозапальника, центральный составной электрод полностью выполнен в виде полой трубки с продувочными боковыми отверстиями на изолированной его части, расположенной внутри корпуса электрозапальника, через внутреннюю полость которого, полость трубки составного центрального электрода сообщается через дренажные отверстия в торцевых соединениях корпуса электрозапальника и секций токопровода с выводящим наружным дренажным отверстием из полости токопровода, выполненным в последней секции токопровода до соединения с источником высокого напряжения.
Кроме того, наружное дренажное отверстие трубчатой секции токопровода выполнено с присоединительным патрубком к источнику принудительной подачи воздуха или горючего газа, а наружная часть трубки электрода выполнена съемной.
Дренажные отверстия в торцевых соединениях корпуса электрозапальника и секций токопровода направлены к внутренней стенке трубчатых секций токопровода.
На Фиг.1 изображен общий вид Дежурной горелки с электрозапальником. В состав дежурной горелки входит:
- патрубок подачи газа 1 с конфузором 2 и форсункой 3 для подачи газа в камеру смешения 4 через боковое отверстие в корпусе камеры 4;
- встроенный соосно в камеру смешения 4 и диффузор 5 электрозапальник 6, центральный составной электрод которого выполнен полым из трубки наружной части 7 сообщающейся с трубкой внутренней его части 8, изолированных от полого цилиндрического корпуса 9 электрозапальника 6 верхним 10 и нижним 11 изоляторами.
Верхний изолятор 10 защищен конусным экраном 12. На трубке внутренней части 8 центрального составного электрода выполнены боковые продувочные отверстия 13, образующие герметичное соединение внутренней полости трубок 7 и 8 всего центрального составного электрода с внутренней полостью цилиндрического корпуса 9 электрозапальника 6. Трубка внутренней части 8 центрального электрода соединена с источником высокого напряжения через металлическую струну, натянутую внутри трубчатых секций токопровода 14 между торцевыми изоляторами (не показано).
Во фланцевых соединениях 15 цилиндрического корпуса 9 и трубчатых секций токопровода 14 выполнены дренажные торцевые сквозные периферические отверстия 16, образующие герметичное сообщение полости корпуса 9 электрозапальника 6 с внутренней полостью всех трубчатых секций токопровода 14.
Выше фланцевого соединения без дренажных отверстий, соединяющего источник высокого напряжения с нижней трубчатой секцией токопровода 14, из полости трубчатой секции токопровода 14 выполнено наружное дренажное отверстие с присоединительным патрубком 17 для сообщения внутренней полости токопровода 14 с окружающим пространством.
В диффузоре 5 установлен стабилизатор пламени 18, образующий с трубкой наружной части 7 центрального электрода искровой зазор (не показано), величина которого много меньше любого расстояния от поверхности центрального электрода до корпуса 9 электрозапальника 6 или до корпусов камеры смешения 4 и диффузора 5.
Устройство работает следующим образом.
Искровой разрядный промежуток размещают в диффузоре 5 в зоне розжига газовоздушной смеси подаваемой из патрубка подачи газа 1 в камеру смешения 4 дежурной горелки факела. После подачи электропитания на источник высокого напряжения, а затем с источника посредством трубчатого токопровода 14 - на электрозапальник 6, между наружной трубкой 7 центрального электрода и стабилизатором пламени 18 в искровом зазоре возникает высковольтный электрический разряд. Происходит розжиг газовой смеси. В полости цилиндрического корпуса 9 электрозапальника 6 и трубчатых секций токопровода 14, находящихся под воздействием ударных знакопеременных температурных нагрузок до 1000°С, может образоваться конденсат. Сброс конденсата произойдет через дренажные отверстия 16 в торцах цилиндрического корпуса 9 электрозапальника 6 и трубчатых токопроводов 14 во фланцевых соединениях 15 и через дренажное отверстие с присоединительным патрубком 17 в нижней секции токопровода 14 в окружающее пространство. Конденсат, в то же время, будет испаряться под воздействием потока воздуха, проходящего по тому же каналу в полость трубчатых секций токопровода 14 и цилиндрического корпуса 9 электрозапальника 6 вследствие воздушной тяги создаваемой потоком воздуха, вызванным нагревом электрозапальника 6 и верхних трубчатых секций токопровода 14 от факельного огня. Поток воздуха, проходя через дренажное отверстие с присоединительным патрубком 17, дренажные отверстия 16 фланцевых соединений 15 трубчатых секций токопровода 14 и цилиндрического корпуса 9 электрозапальника 6 и поступая в продувочные отверстия 13 внутренней части трубки 8 центрального электрода, выходит через торцевое отверстие трубки наружной части 7 центрального электрода во внутреннюю полость диффузора 5.
Таким образом, происходит процесс охлаждения конструкции в целом потоком более холодного воздуха и обеспечивается снижение жаровой нагрузки на конструкцию электрозапальника и токопровода, а также повышение их электропрочности. Для более интенсивного охлаждения к присоединительному патрубку 17 можно подключить источник принудительной подачи воздуха.
В отдельных случаях каналом воздушного охлаждения можно воспользоваться для принудительной подачи пилотного газа для розжига дежурной горелки.
Наружная часть 7 трубки центрального электрода электрозапальника 6 выполнена съемной для замены, в случае ее прогара, не меняя весь электрозапальник.