ЗАПАЛЬНИК
IGNITER

Изобретение относится к области нефтегазодобычи и нефтехимпереработки, в частности к устройствам электророзжига и контроля горения дежурных и пилотных горелок факельных устройств.
Известны запальники (патенты РФ №57429, F23Q 5/00, №85608, F23Q 5/00, №2344345, F23Q 9/08, №2510478, F23Q 3/00), где розжиг дежурной горелки и контроль ее пламени производится электродом-датчиком ионизационным вне конструкции дежурной горелки, но внутри конуса распыла газовоздушной смеси из дежурной горелки.
Недостатком этих устройств является возможность несанкционированного перезапуска из-за срыва пламени как от повышенного расхода газовоздушной смеси в дежурной горелке, так и от сильного бокового ветра, и, как следствие, незапуска факельной установки и, соответственно, утечки утилизируемого продукта. Известен запальник (патент РФ №130673, F23Q 9/08), где розжиг и контроль пламени реализуется путем размещения электрода-датчика внутри дежурной горелки в диффузоре, т.е. на выходе из дежурной горелки воспламенившейся газовоздушной смеси.
Недостатком этой конструкции является возможность отрыва пламени от дежурной горелки, т.е. выноса пламени за пределы места положения электрода-датчика. По причине этого может произойти разрыв ионизационного тока датчика и, как следствие, непрерывное срабатывание автоматики на перезапуск розжига факела с последующим быстрым выходом ее из строя.
Наиболее близким аналогом по технической сущности и достигаемому результату является запальник (патент РФ №2169885, F23Q 9/00), содержащий конфузор, герметично закрепленный на внутренней стенке газовода, форкамеру с запальным электродом, выполненную соосно газоводу, в виде кольцевого коллектора, имеющего с газоводом общую продольную стенку и в котором по окружности выполнены два ряда сквозных отверстий, соединяющих полость форкамеры с входным и выходным участками полости камеры смешения, находящейся внутри газовода, на входе которой размещен узел подвода газовоздушной смеси. Недостатком этой конструкции является низкая надежность розжига и отсутствие возможности контролировать наличие пламени запальника.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности розжига и контроля наличия пламени запальника.
Сущность предлагаемой конструкции заключается в том, что запальник содержит конфузор, герметично закрепленный на внутренней стенке газовода, форкамеру с запальным электродом, выполненную соосно газоводу в виде кольцевого коллектора, имеющего с газоводом общую продольную стенку и в котором по окружности выполнены два ряда сквозных отверстий, соединяющие полость форкамеры с входным и выходным участками полости камеры смешения, находящейся внутри газовода, на входе которой размещен узел подвода газовоздушной смеси. Согласно изобретению полость кольцевого коллектора выполнена внутри камеры смешения и со стороны входного участка, одним рядом боковых отверстий соединена с полостью конфузора, а со стороны выходного участка вторым рядом боковых отверстий соединена с полостью диффузора, герметично закрепленного на внутренней стенке газовода, причем диаметры отверстий в конфузоре выбраны из условия стабилизации пламени, а диаметры отверстий в диффузоре выбраны из условия, исключающего на них стабилизацию пламени.
В полость форкамеры встроен датчик наличия пламени.
На чертеже изображен общий вид запальника.
В состав запальника входит конфузор 1, герметично закрепленный на внутренней стенке газовода 2, форкамера 3 с запальным электродом 4, выполненная соосно газоводу 2 в виде кольцевого коллектора 5, имеющего с газоводом 2 общую продольную стенку 6 и в котором по окружности выполнены два ряда сквозных отверстий 7 и 8, соединяющие полость форкамеры 3 соответственно с входным 9 и выходным 10 участками полости камеры смешения 11, на входном участке 9 которой размещен узел подвода газовоздушной смеси (не показан). Кольцевой коллектор 5 форкамеры 3 выполнен внутри камеры смешения 11, один торец которого со стороны входного участка 9 является конфузором 1 с боковыми отверстиями 7, второй торец со стороны выходного участка 10 является диффузором 12 с боковыми отверстиями 8, герметично закрепленным на внутренней стенке газовода 2.
Диаметры отверстий 7 в конфузоре 1 выбраны из условия стабилизации пламени, а диаметры отверстий 8 в диффузоре 12 выбраны из условия, исключающего на них стабилизацию пламени.
В полость форкамеры 3 встроен датчик наличия пламени 13.
Кольцевой коллектор 5 может быть выполнен в форме сопла Лаваля.
Устройство работает следующим образом.
Газовоздушная смесь на входном участке 9 камеры смешения 11 в газоводе 2, попадая в конфузор 1 кольцевого коллектора 5, создает повышенное давление и частично поступает через входные отверстия 7 в полость форкамеры 3 и через выходные отверстия 8 выходит из форкамеры 3 в область пониженного давления, создаваемого диффузором 12 кольцевого коллектора 5, в месте выходного участка 10 камеры смешения 11. Запальный электрод 4 поджигает газовоздушную смесь в форкамере 3, которая через отверстия 8 поджигает газовоздушную смесь в полости диффузора 12 газовода 2. Так как диаметры отверстий 7 в конфузоре 1 выбраны из условия стабилизации пламени, а диаметры отверстий 8 в диффузоре 12 выбраны из условия, исключающего на них стабилизацию пламени, то постоянное горение будет происходить в полости форкамеры 3 и на выходе 10 диффузора 12 газовода 2. Контроль пламени осуществляется датчиком наличия пламени 13. Постоянное горение в форкамере 3 обеспечивается перепадом давления между конфузором 1 и диффузором 12 кольцевого коллектора 5 внутри камеры смешения 11. Для создания значительного перепада давления кольцевой коллектор 5 может быть выполнен в виде сопла Лаваля.
Таким образом, предложенный запальник позволяет обеспечить надежный постоянный розжиг с беспрерывным контролем наличия пламени.