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

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для полного сжигания углеводородов в атмосфере, и может быть использовано для безотходной утилизации попутных газов на нефтепромыслах и производствах.

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, являющегося общим для всех труб и содержащего на выходе запальное устройство (см. патент РФ 2059155, кл. 6 F 23 D 14/62, 14/04 Бюл. 12, 1996). Прототип.

Недостатком факельной системы ФС-1 являются:
1. Привязанность геометрии факела к составу и количеству утилизируемого газа.

2. Сложность и большие габариты стабилизатора, приводящие к росту стоимости.

3. Возможность образования сажи при частичных и переменных нагрузках, а также и при ветре.

4. Недостаточная надежность искрового запального устройства в связи с загрязнением оборудования при выбросах нефти, сопровождающихся пожарами.

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

Недостатком эжектора является сложность конструкции газового сопла.

Известна горелка, содержащая газовое сопло в виде конфузора, примыкающего 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, кл. 6 F 23 D 14/04, Бюл. 24, 1990).

Недостатком известной горелки при использовании ее в качестве факельной установки является образования сажи в атмосфере в случае незавершенности процессов образования смеси в диффузорно-конфузорном насадке из-за ограниченности его длины.

Техническая задача состоит в том, чтобы исключить недостатки факельной системы СФ-1 на базе эжектора и горелки.

Технический результат достигается тем, что факельная установка СФ-1М-1, содержащая газовое сопло в виде конфузора, примыкающего к смесителю, выходной конфузорный оголовок с дежурной горелкой, дополнительной подачи в нее газа низкого давления и запальное устройство, отличающаяся тем, что выходные сечения оголовка и газовое сопло выполнены переменными в форме лепестков, длина смесителя сокращается до четырех его калибров, горелка для дополнительной подачи газа низкого давления в оголовок установлена соосно с ним и выполнена в виде конфузорного газового сопла смесительной камеры в виде стакана, сообщенного с внутренним объемом оголовка боковыми отверстиями внизу и снабженного запальным устройством на выходе из стакана.

Внутри оголовка по центру на пилонах размещается горелка дежурного огня, в которую дополнительно подается газ низкого давления. Горелка содержит конфузорное газовое сопло и смесительную камеру в виде стакана, сообщенную с внутренним объемом оголовка боковыми отверстиями, расположенными внизу стакана и снабженную запальным устройством в виде спирали накаливания, установленной на выходе из стакана.

Пилоны внутри оголовка служат при этом одновременно завихрителем и огнепреградительной решеткой на входе в смеситель.

На фиг. 1 представлен общий вид факельной установки СФ-1М-1 в разрезе.

На фиг. 2 представлены варианты выполнения выходных сечений газовой смеси оголовка по стрелке А-А и газа по стрелке Б-Б.

Факельная установка СФ-1М-1 устанавливается на фланец трубы факельного ствола с помощью переходного устройства 1, состоящего из нижнего фланца 2, на котором установлено газовое сопло 3 с пилонами 4, предназначенными для крепления верхнего фланца 5 переходного устройства.

На верхний фланец 5 переходного устройства устанавливается эжекционный смеситель 6, который выполнен в виде трубы 7, ограниченной нижним фланцем 8 и верхним фланцем 9. Нижним фланцем 8 смеситель крепиться к верхнему фланцу 5 переходного устройства 1.

К верхнему фланцу смесителя 9 крепится оголовок факела 10, который состоит из обечайки с отбойным козырьком 11, предназначенным для исключения задувания огня, лепестковых сопел 12, горелки дежурного огня 13 и запального устройства 14.

Горелка дежурного огня 13 выполнена в виде стакана 15 с отверстиями внизу по периметру вертикальной стенки стакана. В донышке стакана устанавливается конфузорное сопло 16 системы газа низкого давления 17, берущей начало от газового сопла 3. Стакан устанавливается на пилонах 18 оголовка, одновременно выполняющих роль огнепреградительной решетки. Запальное устройство 14 содержит электрическую спираль накаливания, один конец которой подсоединен к корпусу установки, а другой конец к шине 19, закрепленной на ее корпусе в керамических изоляторах 20.

Корпус факельной установки и шина 19 подключаются к источнику тока напряжением до 36 В (на фиг. 1 не показан).

Факельная установка СФ-1М-1 бессажевого горения может работать постоянно или в дежурном режиме.

При запуске газ по магистрали низкого давления 17 подают в сопло 16, а запальное устройство 14 подключают к источнику электрического тока.

После поджига дежурной горелки утилизируемый газ подают в трубопровод ствола факела, который после смешения в смесителе 6 и оголовке 10 воспламеняется на выходе из оголовка от дежурной горелки и горит в атмосфере в отрыве от оголовка в виде узконаправленного факела.

Захлопка 21 на газовом сопле 3 служит для подачи газа в магистраль низкого давления при малых расходах газа и обеспечения надежности розжига.

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для полного сжигания углеводородов в атмосфере, и может быть использовано для безотходной утилизации попутных газов на нефтепромыслах и производствах. Данный технический результат достигается тем, что в факельной установке, содержащей газовое сопло в виде конфузора, примыкающего к смесителю, выходной конфузорный оголовок с дежурной горелкой дополнительной подачи в нее газа низкого давления и запальное устройство, согласно изобретению выходные сечения оголовка и газовое сопло выполнены переменными в форме лепестков, длина смесителя сокращается до четырех его калибров, горелка для дополнительной подачи газа низкого давления в оголовок установлена соосно с ним и выполнена в виде конфузорного газового сопла смесительной камеры в виде стакана, сообщенного с внутренним объемом оголовка боковыми отверстиями внизу и снабженного запальным устройством на выходе из стакана. 2 ил.

Факельная установка, содержащая газовое сопло в виде конфузора, примыкающего к смесителю, выходной конфузорный оголовок с дежурной горелкой дополнительной подачи в нее газа низкого давления и запальное устройство, отличающаяся тем, что выходные сечения оголовка и газовое сопло выполнены переменными в форме лепестков, длина смесителя сокращается до четырех его калибров, горелка для дополнительной подачи газа низкого давления в оголовок установлена соосно с ним и выполнена в виде конфузорного газового сопла смесительной камеры в виде стакана, сообщенного с внутренним объемом оголовка боковыми отверстиями внизу и снабженного запальным устройством на выходе из стакана.