ФАКЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА СФ-1М Российский патент 2003 года по МПК F23D14/62 

Изобретение относится к устройствам для бессажевого сжигания в атмосфере углеводородного горючего и может быть использовано в факельных установках для сброса попутного нефтяного газа и эмульсий, не пригодных к транспорту, и др.

Известна, факельная система, содержащая газовый коллектор с соединенной с ним группой газовых труб, установленных вертикально, каждая из которых содержит сопло в виде конфузора на выходе и смесительную камеру, сообщенную с атмосферой, трубы соединены в ферму с растяжками и снабжены стабилизатором в виде завихрителя, являющимся общим для всех труб и содержащим на выходе запальное устройство (см. патент РФ 2059155, МКИ6 F 23 D 14/62, 14/04, Бюл. 12, 1996).

Недостатками факельной системы является сложность и большие габариты стабилизатора, приводящие к росту ее стоимости и возможности сажеобразования при воздействии на факел с развитой боковой поверхностью ветровой нагрузки, недостаточная надежность запального устройства при проливах нефти, сопровождающихся пожарами.

Известен эжектор, содержащий газовое сопло в виде набора нескольких параллельных сопел, позволяющее вдвое сократить за счет увеличения боковой поверхности эжектирующей газовой струи длину смесительной камеры (см. книгу Г. Н. Абрамовича "Прикладная газовая динамика", М.: "Наука, 1976, стр.559).

Недостатком известного эжектора является сложность конструкции газового сопла.

Известна горелка, содержащая газовое сопло в виде конфузора, примыкающее к смесителю, выходной диффузорно-конфузорный насадок с кольцевым коллектором, подключенным к газовой магистрали низкого давления для дополнительной подачи газа в насадок через отверстия в боковой стенке диффузора (см. авт. св. СССР 1574994, МКИ6 F 23 D 14/04. Бюл. 24, 1990). Прототип.

Недостатком известной горелки при использовании ее в качестве факельной установки является возможность сажеобразования в атмосфере, обусловленная незавершенностью процессов смесеобразования в диффузорно-конфузорном насадке из-за ограниченности его длины. Сущность изобретения состоит в том, что выходное сечение газового сопла выполнено в форме лепестков, например, путем обжатия цилиндрической обечайки на оправке. Длина смесителя сокращена до четырех калибров. Насадок выполнен в виде набора сопел с косыми срезами, направленными к центру смесителя с общей площадью поперечных сечений до 0,30 от площади поперечного сечения смесителя, сопла размещены на периферии днища, установленного на выходе из смесителя.

В центре днища размещен коллектор для дополнительной подачи газа низкого давления, содержащий конфузорное газовое сопло и смесительную камеру, сообщенную с внутренним объемом смесителя. Камера снабжена выходным конфузором и запальным устройством в виде спирали накаливания, установленном на входе в конфузор коллектора.

На фиг. 1 представлен общий вид факельной установки сбоку в разрезе.

На фиг. 2 - вид по стрелке А-А.

На фиг. 3 - вид по стрелке Б-Б.

Факельная установка содержит трубу 1 для сброса газа, на которой установлено с помощью фланца газовое сопло 2 с пилонами 3 на его периферии, пилоны 3 снабжены фланцем, на который установлен смеситель 4. На выходе смесителя 4 размещен насадок, содержащий набор сопел с косыми срезами 5, направленными к центру смесителя 4, который установлен в днище 6 на его периферии. Выходные сечения сопел 5 сформированы обжатием на оправке. В центре днища 6 размещен коллектор для дополнительной подачи газа низкого давления, содержащий конфузорное газовое сопло 7, смесительную камеру 8, сообщенную с внутренним объемом смесителя 4, и выходной конфузор 9 с запальным устройством в виде электрической спирали накаливания 10, установленную на входе в конфузор 9. Газовое сопло 7 соединено с магистралью низкого давления 11. Один конец спирали накаливания 10 подключен на корпус установки, а второй к шине 12, закрепленной в изоляторах 13 на ее корпус. Корпус установки и шина 12 подключены к источнику тока напряжением до 36 В (на чертеже не показан). Сопло 7, смесительная камера 8, конфузор 9 с запальным устройством 10 в совокупности с магистралью 11 и шиной 12 образуют дежурную горелку. При сокращенной длине смесителя 4 магистраль 11 и шина 12 могут быть размещены внутри него.

Факельная установка может работать постоянно или в дежурном режиме. При запуске газ низкого давления по магистрали 11 подают в сопло 7, а запальное устройство 10 подключают к источнику тока. После поджига дежурной горелки сбросный газ подают в трубопровод 1, который после смешения в смесителе 4 поступает в сопла 5 и воспламеняется на выходе из него от дежурной горелки. В косых срезах сопел 5 факельные струи фокусируются к центру насадка с дополнительным эжектированием воздуха, экранирующим факел и снижающим температуру горения с целью исключения образования окислов азота.

При постоянной работе факельной установки газ низкого давления и запальное устройство 10 отключают. В дежурном режиме подачу газа низкого давления в сопло 7 сохраняют, а подключение запального устройства 10 при необходимости производят автоматически по сигналам системы контроля или оператором.

Изобретение относится к устройствам для бессажевого сжигания в атмосфере углеводородного горючего и обеспечивает улучшение смесеобразования путем дополнительной подачи газа низкого давления в насадок. Устройство содержит конфузорное газовое сопло с выходным сечением, выполненным в форме лепестков, примыкающее к смесителю длиной до четырех калибров, снабженному выходным насадком в виде набора сопел с косыми срезами, направленными к центру смесителя. Внутри насадка соосно с ним на пилонах установлен коллектор для дополнительной подачи в насадок газа низкого давления, содержащий конфузорное газовое сопло и смесительную камеру, сообщенную с внутренним объемом насадка и снабженную запальным устройством на выходе и конфузором. 3 ил.

Факельная установка, содержащая газовое сопло в виде конфузора, примыкающее к смесителю, выходной конфузорный насадок с коллектором для дополнительной подачи в него газа низкого давления и запальное устройство, отличающаяся тем, что газовое сопло выполнено с выходным сечением в форме лепестков, длина смесителя сокращена до четырех калибров, насадок выполнен в виде набора сопел с косыми срезами, направленными к центру смесителя, размещенных на периферии днища, установленного на выходе смесителя, коллектор для дополнительной подачи газа низкого давления в насадок установлен соосно с ним и выполнен в виде конфузорного газового сопла, смесительной камеры, сообщенной с внутренним объемом смесителя и снабженной запальным устройством на выходе и конфузором.