ФАКЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ СЖИГАНИЯ СЖИЖЕННЫХ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВ
FLARE FACILITY FOR BURNING LIQUEFIED HYDROCARBON GASES

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для сжигания сжиженных углеводородных газов с целью их утилизации.
В настоящее время при полном освобождении изотермических хранилищ и магистральных трубопроводов образуется значительное количество сжиженных углеводородных газов, которые подлежат утилизации. Часто сжиженные углеводородные газы утилизируют путем сжигания.
Сжигание сжиженных углеводородных газов сложно обеспечить, поскольку исходя из условий и режима опорожнения сжиженные углеводородные газы поступают из изотермических хранилищ и магистральных трубопроводов в разных фазах (газ, жидкость, газожидкостная смесь). Также сжигание сжиженных углеводородных газов сопровождается выделением значительного количества сажи, что негативно влияет на окружающую среду и условия труда персонала.
Известна горелка, содержащая корпус с соосно установленной трубой, снабженной по периферии участка, выведенного за пределы корпуса, рассекателем в виде тела Коанда, размещенным с зазором относительно верхнего торца корпуса, при этом в трубе дополнительно установлена отсасывающая трубка, нижний конец которой выведен в корпус, и на участке трубы, размещенном в корпусе, выполнено уширение с отверстиями по его образующей, при этом отношение площади зазора к площади выходного сечения трубы составляет 0,75-1,3, участок трубы, выведенный за пределы корпуса, выполнен в виде сопла Лаваля, а верхний торец отсасывающей трубки размещен на входе в указанное сопло (А.с. СССР №937888 от 01.10.80, дополнительное к а.с. №643719, МКИ F23D 13/20 - прототип).
Указанная горелка работает следующим образом.
Сбрасываемый из скважины газ подается к трубе и разделяется на два потока. Первый поток газа поступает к соплу Лаваля, а второй поток - через отверстия трубы - в корпус горелки. При выходе из отверстий газ в начальный момент времени движется в направлении нижней части корпуса, а затем изменяет направление движения на противоположное и движется к боковому кольцевому зазору. При изменении направления движения газ отделяется от жидкой фазы (конденсата), которая собирается в нижней части корпуса. Очищенный поток газа, выходя из бокового кольцевого зазора, вследствие возникающего эффекта Коанда, прилипает к поверхности рассекателя и создает вокруг него зону пониженного давления, в которую вовлекается окружающий воздух. Воздух смешивается с поступающим газом и полученная газовоздушная смесь движется в направлении образующей конического участка рассекателя к выходу первого потока газа.
Первый поток газа, выходя по трубе из сопла Лаваля, подсасывает из корпуса, при помощи отсасывающей трубки, конденсат. Поток конденсата, за счет повышенной скорости газа в узком сечении сопла Лаваля, дробится на мелкодисперсные капли, смешивается с первым потоком газа и вторым газовоздушным потоком. Полученная смесь газа, воздуха и конденсата бездымно сгорает.
Основными недостатками данной горелки является низкая полнота сгорания газа и большой объем вредных выбросов в атмосферу.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков и снижение уровня загрязнения окружающей среды за счет повышения эффективности и полноты процесса сжигания сжиженных углеводородных газов.
Решение указанной задачи достигается тем, что предложенная факельная установка для сжигания сжиженных углеводородных газов, согласно изобретению, содержит, как минимум, сепаратор, во внутренней полости которого расположен змеевик, теплогенератор, состоящий из корпуса, заполненного теплоносителем, камеры сгорания, установленной во входной части корпуса, при этом внутри камера сгорания расположена атмосферная горелка, пучка дымогарных труб и дымовой трубы, расположенной в выходной части корпуса, причем вход змеевика соединен с корпусом теплогенератора с помощью трубопровода подачи теплоносителя, а выход змеевика соединен с корпусом теплогенератора с помощью всасывающего и напорного трубопровода циркуляционного насоса, горелочное устройство, соединенное с помощью газопровода с сепаратором и включающее в себя обечайку с профилированным входом и выходом, установленную на раме, дежурную горелку, расположенную внутри обечайки, оголовок, выполненный в виде полой обечайки преимущественно цилиндрической формы, в выходной части которой расположено профилированное днище, при этом на цилиндрической поверхности обечайки равномерно по окружности расположены глухие патрубки, в которых выполнены отверстия.
Предлагаемая факельная установка для сжигания сжиженных углеводородных газов за счет своих отличительных признаков обеспечивает решение поставленной технической задачи - снижение уровня загрязнения окружавшей среды за счет повышения эффективности и полноты процесса сжигания сжиженных углеводородных газов.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показана схема факельной установки для сжигания сжиженных углеводородных газов, на фиг. 2 - продольный разрез теплогенератора, на фиг. 3 - вид спереди горелочного устройства факельной установки для сжигания сжиженных углеводородных газов, на фиг. 4 - вид сверху горелочного устройства факельной установки для сжигания сжиженных углеводородных газов, на фиг. 5 - вид справа горелочного устройства факельной установки для сжигания сжиженных углеводородных газов, на фиг. 6 - продольный разрез оголовка горелочного устройства.
Предложенная факельная установка для сжигания углеводородных газов содержит сепаратор 1, во внутренней полости которого расположен змеевик 2, теплогенератор 3, циркуляционный насос 4 и горелочное устройство 5, соединенное с помощью газопровода 6 с сепаратором 1.
Вход змеевика 2 соединен теплогенератором 3 с помощью трубопровода подачи теплоносителя 7, а выход змеевика 2 соединен с теплогенератором 3 с помощью всасывающего трубопровода 8 и напорного трубопровода 9 циркуляционного насоса 4.
Теплогенератор 3 состоит из корпуса 10, заполненного теплоносителем, камеры сгорания 11, установленной во входной части корпуса 10, пучка дымогарных труб 12 и дымовой трубы 13, расположенной в выходной части корпуса 10. Внутри камеры сгорания 11 расположена атмосферная горелка 14.
Горелочное устройство 5 включает в себя обечайку 15, установленную на раме 16, дежурную горелку 17, расположенную внутри обечайки 15, оголовок 18, выполненный в виде полой обечайки преимущественно цилиндрической формы, в выходной части которой расположено профилированное днище 19, при этом на цилиндрической поверхности обечайки равномерно по окружности расположены глухие патрубки 20, в которых выполнены отверстия 21. В выходной части обечайки 15 установлен отражатель 22.
Предложенная факельная установка для сжигания углеводородных газов работает следующим образом.
На дежурную горелку 17 горелочного устройства 5 подается топливный газ. Из системы управления подается команда на розжиг дежурной горелки 17.
После розжига дежурной горелки 17 сжиженный углеводородный газ подается в сепаратор 1, где происходит отделение жидкой фазы сжиженного углеводородного газа от газообразной фазы.
В атмосферную горелку 14, установленную в камере сгорания 11 теплогенератора 3,  подается топливный газ. Из системы управления подается команда на розжиг атмосферной горелки 14. Выделившееся тепло от продуктов сгорания передается через стенки дымогарных труб 12, установленных в корпусе 10 теплогенератора 3, теплоносителю, движущемуся в межтрубном пространстве в противоположном направлении. Охлажденные продукты сгорания через дымовую трубу 13, установленную в выходной части корпуса 10, поступают в атмосферу. Нагретый теплоноситель поступает по трубопроводу подачи теплоносителя 7 на вход змеевика 2. Охлажденный теплоноситель из змеевика 2 по всасывающему трубопроводу 8 поступает на вход циркуляционного насоса 4. Из циркуляционного насоса 4 теплоносителя по напорному трубопроводу 9 подается в теплогенератор 3.
Змеевик 2, омываемый в сепараторе 1 жидкой фазой сжиженного углеводородного газа, нагревает и испаряет его, переводя из жидкой фазы в газообразную фазу. Газообразный сжиженный углеводородный газ поступает по газопроводу 6 в оголовок 18, горелочное устройство 5 и далее в глухие патрубки 20, где равномерно распределяются между отверстиями 21. При выходе из отверстий 21 струя газообразного сжиженного газа смешивается с воздухом и образует горючую смесь, которая поджигается пламенем дежурной горелки 17 и бездымно сгорает.
Использование предложенного технического решения позволит снизить уровень загрязнения окружающей среды за счет повышения эффективности и полноты процесса сжигания сжиженных углеводородных газов.