Горелочное устройство для наземной факельной установки

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ

ЬЭ

4Р (Ь>

Ch

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5032»1/оа (22) 13.03.92 (46) 30.10.93 Бюл. Ия 39 — 40 (71) Товарищество с ограниченной ответственностью Научно-производственной компании

"Кедр-89" (72) Дребенцов ВФ; Греков ВН, Баклашов В.Е (73) Товарищество с ограниченной ответственностью Научно-производственной компании

"Кедр-89" (54) ГОРЕЛОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАЗЕМНОЙ ФАКЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ (57) Использование: для сжигания преимущественно сбросных газов, содержащих жидкую фазу, в наземных факельных установках в процессе добычи или переработки нефти и природного газа.

Сущность изобретения: гарелочное устройство для наземной факельной установки содержит соосно расположенные обечайки, кольцевое днище и пат— рубок подвода газа; которые образуют вихревую камеру с центральным воздушным каналом. Вихревая камера выполнена с тангенциально располо(в) ГЙ (и) 2002163 1 (5Ц женным патрубком подвода газа и снабжена перегородкой, установленной соосно между обечайками и с зазором относительно днища и разделяющей вихревую камеру на внутреннюю и внешнюю полости, а в центральном воздушном канапе дополнительно размещена форсунка. осевой канал которой сообщен трубопроводом, транспортирующим жидкую фазу. с зоной вихревой камеры, расположенной ниже уровня торца перегородки, а распыливающий канал сообщен радиальными трубопроводами с внешней полостью вихревой камеры Кроме того. выходной участок вихревой камеры имеет форму кольцевого щелевого сопла и снабжен стабилизатором факела, выполненным в виде торцовых поверхностей, расположенных íà торцах сопла, а форсунка снабжена системой подогрева. Высота вихревой камеры составляет от 0,7 до 0.9 ее внутреннего диаметра. а расстояние между верхними торцами сопла вихревой камеры и форсунки составляет от 02 до 0,4 высоты вихревой камеры. при этом у среза форсунки расположена пилотная горелка. 3 з.п. ф-пы,! ип.

2002163

Изобретение относится к области топ- водами с внешней полостью вихревойкамеливосжигающей аппаратуры и может быть ры, использовано для сжигания преимущест- Кроме того. выходной участок вихревой венно сбросных газов, содержащих жидкую камеры имеет форму кольцевого щелевого фазу, в наземных факельных установках в 5 сопла и снабжен стабилизатором факела, процессе добычи или переработки нефти и выполненным в виде торцовых поверхноприродного газа. стей. размещенных на торцах сопла, а форИзвестны установки для наземного сунка снабжена системой подогрева. сжигания сбросных газов в факелах, содер- При этом высота вихревой камеры сожащие камерусгорания, блок факельных га- 10 ставляет от 0,7 до 0,9 ее внутреннего диарелок,плотные(дежурные)горелки,систему метра, а расстояние между верхними трубопроводов. эапорно-регулирующую. ар- торцами сопла вихревой камеры и форсунки матуру. Используемые в известных назем- составляет от 0,2 да 0,4 высоты вихревой ных факельных установках паровые горелки камеры. Гарелочное устройство может быть функционируют в широкомдиапазоне изме- 15 также снабжено пилотной горелкой, распонения нагрузки- расхода газа, на так же как ложенной у среза форсунки и обеспечиваюи известные горелки других типов: эжекци- щей дополнительную стабилизацию факела онные, с.ñoï oì "коанда" и т.п., не абеспе; и роэжиг горелочнага устройства. чивают надежного сжигания сбросных Наличие дополнительной перегородки газов, содержащих жидкую фазу, и резкого 20 в вихревой камере обеспечивает сепарацию перехода с больших расходов сброса на ма- жидкой фазы из поступающего в камеру лый, сбросного газа, которая по трубопроводу

Наиболее близкой к изобретению паса- поступает в форсунку, где смешивается с вакупности признаков является горелка. со- воздухом и сгорает, что исключает "захледержащая вихревую камеру с центральным 25 бывание" основной горелки и повышает ставоздушным каналом, которые образованы бильность ее работы. соосна расположенными обечайками с Выбранные геометрические параметры внутренним завихрителем и патрубкам под- обеспечивают полное сжигание сбросного вода газа (11. газа при снижении производительности 0Т

Наличиевихревойкамерыповышаетус- 30 номинального. (расчетного).значениявплоть тойчивость.рабаты горелки на йереходных до нулевого расхода. режимах, но не. исключает eе "эахлебыва- Наличие стабилизатора в виде торовых ния" при наличии жидкой фазы(конденсата) поверхностей на торцах щелевога сопла гов сбросных газах. релки улучшает процесс горения, особенно

Данное изобретение направлено на ре- 3S при малых расходах, а подогрев форсунки шение задачи па обеспечению надежной исключает замерзание конденсата при ниэ-. работы горелачнага устройства для назем- ких температурах и обеспечивает более бынай факельной установки как при резком строе смешение с воздухом. изменении расхода сбросного газа, так и, На чертеже изображена схема гарелочприсодержаниивнемжидкойфазы(газово- "0 ного устройства для наземной факельной го конденсата). установки.

Решение. поставленной задачи обеспе- Устройство содержит вихревую камеру чивается тем, что в горелочнам устройстве, 1, образованную соосными обечайками 2 и содержащем соосно расположенные обе- 3, между которыми установлена саосно с чайки, кольцевое днище и патрубак подвода 45 обечайками 2 и 3 перегородка 4; разделяюгаза, которые образуют вихревую камеру с щая вихревую камеру 1 на внутреннюю поцентральным воздушным каналом, вихре- лость 5 и вешнюю полость б. Вихревая вая камера выполнена стангенциально рас- камера 1 снабжена тангенциально распоположенным патрубком подвода газа и ложенным патрубком 7 подвода газа. В снабжена перегородкой, установленной со- 50 центральном воздушном канале 8 допалниосно между обечайками и с зазором относи- тельно размещена форсунка 9, осевой канал тельно днища и разделяющей вихревую 10 которой сообщен трубопроводом 11 с камеру на внутреннююи внешнюю полости, нижней зоной вихревой камеры 1, располоа в центральном воздушном канале допол- женнай между ее кольцевым днищем 12 и нительно размещена форсунка, осевой ка- 55 торцом перегородки 4, а распыливающий нал которой сообщен трубопроводом, канал.33 сообщен радиальными трубопратранспортирующим жидкую фазу. с зоной водами. 14 с внешней полостью 6. Выход вихревой камеры, расположенной ниже вихревой камеры 1 выполнен s виде кольцеуравня торца перегородки, а распыливаю- ваго щелевого сопла 15; которое снабжена щий канал сообщен рздиальнымитрубопро- стабилизаторам факела в виде торавых по2002163 верхностей 16. У среза форсунки 9 расположена пилотная горелка 17, а дно 18 форсунки 9 выполнено обогреваемым. (паром или электронагревателем), Высота Н вихревой камеры 1 составляет от 0,7 до 0,9 ее внут- 5 реннего диаметра О. а расстояние 8 между верхними торцами сопла вихревой камеры

1 и форсунки 9 составляет от 0,2 до 0,4 высоты Н вихревой камеры 1.

Горелочное устройство монтируется в камере сгорания наземной факельной установки и работает следующим образом.

Сбросной газ. предназначенный для сжигания 8 наземном факеле, подается через 15 тангенциальный патрубок 7 в вихревую камеру t, где он закручивается in. огибая перегородку 4 и совершая петлеобразное движение с поворотом на 180О. поступает иэ внешней полости б во внутреннюю по ость. 20

5 и через щелевое сопло 15 в зону образования газовоздушной горючей смеси. При этом в вихревой камере происходит. сепарация жидкой фазы (конденсата). которая мо. жет содержаться в сбросном газе. 25

Отсепарированная жидкая фаза собирается и нижней зоне вихревой камеры t и по трубопроводу 11 передавливается напором сбросного rasa в осевой канал 10 форсунки

Формула изобретения

1. ГОРЕЛОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

НАЗЕМНОЙ ФАКЕЛ6ИОЙ УСТАНОВКИ, . содержащее соосно расположенные обе- 35 чайки, кольцевое днище и патрубок подвода газа, образующие вихревую камеру с центральным воздушным каналом, отличающееся тем, что вихревая камера выполнена с тамгенциальным патрубком подвода 40 газа и снабжена перегородкой, установленной соосно между обечайками и с зазором относительно днища и разделяющей вихревую камеру на внутреннюю и внешнюю полости, а в центральном воздушном 45 канале дополнительно размещена форсунка, осевой канал которой сообщен трубопроводом, транспортирующим жидкую фазу, с зоной вихревой камеры, расположенной ниже уровня торца перегородки, 9. По центральному каналу 8 в горелочное . устройство поступает воздух в количестве, необходимом для сжигания всего объема выходящего иэ щелевого сопла 15 сбросного газа и конденсата без предварительного смешения. В распыливающий канал 13 форсунки 9, которая может быть вихревой, по радиальным трубопроводам.14 поступает гаэ, который отбирается из внешней полости вихревой камеры 1 и распыляет жидкую фазу в поток воздуха. Розжиг горелочного устройства осуществляется посредством пилотной горелки t7. которая может быть, например, инжекционного типа с дистанционным электророзжигом. В результате вихревого движения основного газового потока в предложенном устройстве осуществляется сепарация жидкой фазы, ее вывод иэ вихревой камеры с последующим распылением в форсунке, что обеспечивает эффективное и надежное сжигание сбросного газа, содержащего жидкую фазу, как при номинальных расходах, так и при резком снижении нагрузки, а выбор геометрических параметров обуславливает стабилизацию факела и полноту сжигания. (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1060883, кл. F 23 О 11/34, опублик, 1985 причем распыливающий канал сообщен радиальными трубопроводами с внешней полостью вихревой камеры.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выходной участок вихревой камеры имеет форму кольцевого щелевого сопла. и снабжен стабилизатором факела, выполненным в виде торовых поверхностей, расположенных на торцах сопла, а форсунка снабжена системой подогрева.

3. Устройство по пп.1 - 3, отличающееся.тем, что высота вихревой камеры составляет 0,7- 0,9 ее внутреннего диаметра, а расстояние между верхними торцами сопла вихревой камеры и форсунки составляет 0,2 - 0,4 высоты вихревой камеры, 4. Устройство по пп.1 - 3, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит пилотную гОрелку, расположенную у среза форсунки.

2002163

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101

Редактор Н,Цалихина

Заказ 3167

Составитель В.Дребенцов

Техред М,Моргентал Корректор M.Ïåòðoâà

Тираж Подписное

НПО" Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5