Бездымный факельный оголовок

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 то, что при больших сбросах происходит неполное сгорание сбросных газов с выделением большого количества свободного углеводорода (сажи).
Известен факельный оголовок, характеризующийся тем, что содержит газоподводящий патрубок, установленный на входе в смеситель, представляющий собой полую обечайку с профилированным входом и выходом, при этом на смесителе закреплены два кольцевых коллектора, расположенных на одной оси и соединенных между собой с помощью пневматических форсунок, расположенных равномерно по окружности, причем один коллектор соединен с системой подачи сбросного газа, а другой коллектор соединен с системой подачи воды (патент RU 2587797, МПК F23D 14/20, F23G 7/06, опубл. 27.06.2016 г.).
Указанная конструкция оголовка позволяет повысить полноту сгорания сбросных газов за счет предварительного смешения его с воздухом во внутренней полости смесителя, а также за счет подачи распыленной воды в зону горения. Однако его эксплуатация в зимних условиях будет затруднена из-за замерзания воды.
Наиболее близкой к предложенному техническому решению является бездымная факельная установка, оголовок которой снабжен дополнительной обечайкой вокруг или/и внутри оголовка, в пространство между которыми принудительно подают воздух с его выходом сверху для ограждения оголовка от наложения ветром пламени горящих газов на оголовок, и для охлаждения их теплонапряженных поверхностей, и для обеспечения бездымного сжигания сбросов газов, при этом воздух подают от вентиляторов снаружи факельных стволов факельных установок или подают сжатый воздух со стороны или от воздуходувок (патент RU 2562329, МПК F23D 14/20, опубл. 10.09.2015 г.).
Недостатком данного устройства является неполное сгорание сбросных газов в случае их большого объема.
Задачей полезной модели является уменьшение выбросов вредных для окружающей среды веществ, таких как сажа, окись углерода.
Технический результат заключается в повышении эффективности сгорания сбросного газа за счет увеличения подачи воздуха в зону горения.
Задача решается, а технический результат достигается бездымным факельным оголовком, содержащим ствол с окружающей его первой обечайкой, в пространство между которыми подают по воздуховодам воздух с его выходом сверху ствола. В отличие от прототипа факельный оголовок дополнительно содержит вторую обечайку, расположенную вокруг первой обечайки, соосно с ней и со стволом, который снабжен в выходной части разделителем потока, выполненным с возможностью разбивки потока на отдельные струи.
Согласно полезной модели разделитель потока выполнен в виде конической гофрированной поверхности с образованием щелевых каналов; разделитель потока выполнен в виде установленных на поперечном срезе ствола ряда вертикальных трубок, диаметр которых значительно меньше диаметра ствола.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен факельный оголовок с выполнением разделителя потока в виде конической гофрированной поверхности с образованием щелевых каналов; на фиг. 2 - с выполнением разделителя потока в виде установленных на поперечном срезе ствола ряда вертикальных трубок, диаметр которых значительно меньше диаметра ствола.
Факельный оголовок (фиг. 1, фиг. 2) содержит ствол 1, первую цилиндрическую обечайку 2, расположенную вокруг ствола, вторую цилиндрическую обечайку 3, расположенную вокруг первой обечайки. В первой и второй обечайках выполнены воздуховоды соответственно 4 и 5. Ствол 1 снабжен в выходной его части разделителем потока 6, выполненным с возможностью разбивки потока на отдельные струи.
В частных случаях конструктивного исполнения факельного оголовка разделитель потока 6 может быть выполнен в виде конической гофрированной поверхности 7 с образованием щелевых каналов 8 для разбиения потока на отдельные струи и направления их наружу (фиг. 1) или разделитель потока 6 может быть выполнен в виде установленных на поперечном срезе ствола 1 ряда вертикальных трубок 9, диаметр которых значительно меньше диаметра ствола.
В процессе эксплуатации факельного оголовка сбросный газ поступает в ствол 1, на выходе которого происходит его горение. По воздуховодам 4 и 5 подается вентиляторами воздух во внутреннее пространство обечаек 2 и 3, который выходит сверху возле среза оголовка. Верхняя часть обечаек может быть выполнена сужающейся (на чертежах показано для второй обечайки 3) для перенаправления воздуха к центру оголовка. Нижние торцы обечаек герметично закрыты. Благодаря наличию в выходной части ствола разделителя потока сбросного газа, обеспечивающего его разбиение на отдельные струи, происходит эффективное смешение воздуха со сбросным газом. Благодаря этому повышается эффективность сгорания газа, обеспечивается полнота сгорания, что способствует уменьшению выбросов вредных для окружающей среды веществ. Происходит бездымное сгорание сбросного газа.
Таким образом, применение полезной модели позволяет повысить эффективность сгорания сбросного газа за счет увеличения подачи воздуха в зону горения.