Факельная горелка

 

Изобретение относится к энергетике и предназначено, преимущественно для ежи-, гания продувочных газов ремонтируемых скважин, сжигания жидких и газообразных отходов скважин. Цель изобретения - повышение полноты сгорания топлива. Факельная горелка содержит факельную трубу 1 с выходным срезом 2, на входе которой размещен улиточный завихритель 3. На срезе 2 трубы 1 установлена кольцевая перегородка 4, в которой закреплены аксиальные топли

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1746134 А2 (19) (11) (51)5 F 23 0 14/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1627782 (21) 4838494/06 (22) 13.06.90 (46) 07,07.92, Бюл. № 25 (71) Алма-Атинский городской центр научнотехнического творчества молодежи "Контакт" (72) А.M.Äîñòèÿðîâ, Б.Б.Аспандияров и К Б.Аспандияров (53) 662.951.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР.

¹ 1627782, кл. F 23 О 14/20, 1989. (54) ФАКЕЛЬНАЯ ГОРЕЛКА (57) Изобретение относится к энергетике и предназначено, преимущественно для.сжи-, гания продувочных газов ремонтируемых скважин, сжигания жидких и газообразных отходов скважин. Цель изобретения — повышение полноты. сгорания топлива, Факельная горелка содержит факельную трубу 1 с выходным срезом 2, на входе которой размещен улиточный завихритель 3. На срезе 2 трубы 1 установлена кольцевая перегородка

4, в которой закреплены аксиальные топли1746134 вораэдающие патрубки 5, а в трубе 1 с примыканием к кольцевой перегородке 4 размещен делитель газового потока, выполненный в виде конической обечайки 6. Горелка дополнительно содержит патрубки 7 подвода воздуха, проходящие через кольцевую перегородку 4 и размещенные соосно с кольцевым зазором 8 внутри каждого аксиального топливораздающего патрубка 5.

Причем выходные торцы воздушных патрубков 7 снабжены сопловыми насадками 9, а, Изобретение относится к энергетике, предназначено преимущественно для сжигания продувочных газов ремонтируемых скважин, сжигания жидких и газообразных отходов скважин и является усовершенствованием факельной горелки по авт.св. N. 1627782.

Известная факельная горелка содержит факельную трубу с выходным срезом, на входе которой размещен улиточный завихритель, причем на срезе трубы расположена кольцевая перегородка, в которой закреплены аксиальные топливораэдающие патрубки, а в трубе с примыканием к кольцевой перегородке установлен делитель газообразного потока в виде конической обечайки.

Недостатком этой факельной горелки является невысокая полнота сгорания топлива вследствие того, что подвод воздуха в периферийную часть топливного потока затруднен, так как в аксиальные топливораздающие патрубки он поступает лишь на выходе из них. Последнее снижает полноту сгорания тяжелых фракций топлива из-за отсутствия предварительного смешения этих тяжелых фракций топлива с воздухом внутри аксиальных топливораэдающих патрубков. Кроме того, легкие фракции топлива,. проходящие внутри конической обечайки, в центральной части горелки слабо турбулизированы вследствие плавного расширения сечения конической обечайки, что также понижает полноту сгорания топ,лива, Цель изобретения — повышение полноты сгорания топлива.

Поставленная цель достигается тем, что факельная горелка по авт.св. М 1627782, содержащая факельную трубу с выходным срезом, на входе котооой размещен улиточный завихритель, на срезе трубы установлена кольцевая перегородка, в которой закреплены аксиальные топливораэдающие патрубки, а в трубе с примыканием к кольцевой перегородке размещен делитель входные торцы 10 закреплены на боковой стенке факельной трубы 1 в зоне выходного среза 2. При этом патрубки 7 для подвода воздуха и аксиальные топливораздающие патрубки 5 выполнены суживающимися по ходу движения газового потока, а на выходном срезе 11 конической обечайки 6 дополнительно установлен гофрированный конусный патрубок 12, скрепленный с ней большим основанием 13. 1 ил. газового потока, выполненный в виде конической обечайки, снабженные дополнительно патрубками подвода воздуха, проходящими через кольцевую перегородку

5 и размещенным соосно с кольцевым зазором внутри каждого аксиального топливо. раздающего патрубка, причем выходные торцы воздушных патрубков снабжены сопловыми насадками, а входные торцы за10 креплены на боковой стенке факельной трубы в зоне выходного среза, при этом патрубки для подвода воздуха и топливораздающие патрубки выполнены суживающимися по ходу движения газового потока, 15 а на входном срезе конической обечайки дополнительно установлен гофрированный конусный патрубок, скрепленный с ней большим основанием.

Новым в заявляемой факельной горелке

20 в сравнении с факельной горелкой по основ; ному авт.св. М 1627782, является то, что факельная горелка содержит дополнительно патрубки подвода воздуха, проходящие через кольцевую перегородку и размещен25 ные соосно с кольцевым зазором внутри каждого аксиального топливораэдающего патрубка, причем выходные торцы воздушных патрубков снабжены сопловыми насадками, а входные торцы закреплены на

30 боковой стенке факельной трубы в зоне выходного среза, при этом патрубки для . подвода воздуха и топливораздающие патрубки выполнены суживающимися по ходу движения газового потока, а на входном

35 срезе конической обечайки дополнительно установлен гофрированный конусный патрубек, скрепленный с ней большим основанием;

Эти новые признаки позволяют осуще40 ствить подвод воздуха внутрь аксиальных топливораздающих патрубков. что позволяет осуществить процесс смешения воздуха с газовым потоком иэ тяжелых фракций газообразного топлива до первоначального

45 момента его горения. Кроме того, выполне1746134

10

20

50 ние патрубков подвода воздуха и топливораздающих патрубков суживающимися по ходу движения газового потока преобразует последние в струйный насос, работающий в инжекционно-эжекционном режиме работы в зависимости от характера истечения и горения в факеле горелки, что в еще большей мере повышает полноту сгорания иэ-за сбалансированности подачи топлива и окислителя, тому количеству, которое необходимо для полного сгорания топлива.

Кроме того, для повышения полноты сгорания центрального потока — легкой фракции газообразного топлива служит размещение гофрированного конусного патрубка на входном срезе конической обечайки, скрепленного с ней большим основанием, Это позволяет создавать турбулентные срывы струй газового потока с поверхности гофрированного конического патрубка, а также приводить к ускорению или замедлению потока легкой фракции топлива в нем вследствие наличйя периодически чередующихся между собой сужений и расширений. При этом происходит изменение параметров, в частности удельных объемов легкой фракции топлива по длине конической обечайки, что способствует турбулиэации потока, выходящего из центральной части горелки при истечении.

На чертеже представлена описываемая факельная горелка, продольный разрез, Заявляемая факельная горелка содержит факельную трубу 1 с выходным срезом

2, на входе которой размещен улиточный завихритель 3. На срезе 2 трубы 1 установлена кольцевая перегородка 4, в которой закреплены аксиальные .. топливораздающие патрубки 5, а в трубе 1 с примыканием к кольцевой перегородке 4 размещен делитель газового потока, выполненный в виде конической обечайки 6.

Горелка дополнительно содержит патрубки 7 подвода воздуха, проходящие через кольцевую перегородку 4 и размещенные соосно с кольцевым зазором 8 внутри каждого аксиального топливораэдающего патрубка 5, Причем выходные торцы воздушных патрубков 7 снабжены сопловыми насадками 9, а входные торцы 10 закреплены на боковой стенке факельной трубы 1 в зоне выходного среза 2. При этом патрубки

7 подвода возду"а и топливораздающие аксиальные патрубки 5 выполнены суживающимися по, ходу движения газового

: потока, а на выходном срезе 11 конической обечайки 6 дополнительно установлен гофрированный конусный патрубок

12, скрепленный с ней большим основанием 13.

Факельная горелка работает следующим образом.

Газообразное топливо, поступающее в улиточный завихритель 3, завихряется и центробежными силами, обечайкой 6 разделяется на две фракции: легкую и тяжелую.

Легкая фракция газообразного топлива проходит по центральной области вблизи оси кольцевой перегородки 4, где происходит ее горение в виде факела. Тепло этого факела подогревают аксиальные топливораздающие патрубки 5, размещенные по периферии горелки, в которые поступают тяжелая фракции газообразного топлива, сжигаемого в виде микрофакелов на выходе из аксиальных патрубков 5, одновременно в каждый аксиальный топливораздающий патрубок 5 через дополнительные патрубки 7 подвода воздуха, через входные торцы 10, закрепленные на боковой поверхности. факельной трубы 1.

Процесс смешения воздуха с тяжелыми фракциями газообразного топлива происходит после истечейия воздуха через сопловые насадки 9 внутри аксиального топливораздающего патрубка 5. Поскольку патрубок ? подвода воздуха и топливораздающий патрубок 5 выполнены суживающимися, снабженными кольцевым зазором 8 и сопловым насадком 9, то этот узел работает как струйный насос, подсасывающий атмосферный воздух при его истечении через сопловой насадок 9 с помощью тяжелой фракции топлива, являющейся активной средой и движущейся в кольцевом зазоре 8, Это значит, что количество воздуха равно требуемому достаточному с точки зрения полноты сгорания топлива.

Кроме того, в зону микрофакела поступает также вторичный воздух из окружающего аксиальный патрубок 5 пространства.

Это значит, что в аксиальные патрубки 5 воздух поступает по двухстадийной схеме: . сначала первичный внутрь патрубка 5 для смешения его с топливом, а затем для сжигания (вторичный) при истечении рабочей смеси топлива с первичным воздухом. Это создает условия для высокой полноты сгорания тяжелых фракций оплива.

Следует отметить, что через просветы между аксиальными топливораздающими патрубками 5 воздух поступает для сжигания.легкой фракции топлива, выходящей в процессе истечения из конической обечайки 6. Так как на входном срезе.11 конической обечайки 6 установлен гофрированный конусный патрубок 12, то это означает, что у центрального потока легких фракций топлива есть турбулизатор в виде острых вершин и впадин с Сужениями и расширени1746134 кольцевой перегородки 4 вследствие высокой турбулиэации в острых кромках, расширениях и сужениях гофрированного конусного патрубка 12, Это вызывает увеличение полноты сгорания легкой фракции газообразного топлива в факельной горелке.

Готовность к использованию заявляемой факельной горелки высока, об этом свидетельствует осуществляемая в настоящее время подготовка технической документации в виде рабочих чертежей, на основе которой будет проведено изготовление опытного образца факельной горелки.

Формула изобретения

Составитель А.Достияров

Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор М.Керецман

Редактор Е,Савина

Заказ 2383 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ями, связанными с гофрированным выполнением патрубка 12, скрепленного большим основанием 13 с конической обечайкой 6.

Таким образом тяжелая и легкая фракции газообразного топлива интенсивно пе- 5 ремешиваются, что создает хорошие условия для смешения с воздухом еще до выхода из факельной горелки. Это увеличивает полноту сгорания газообразного топлива. При этом факел легкой фракции 10 топлива ввиду его более низкого по уровню расположения микрофакелов аксиальных топливораэдающих патрубков 5 подогревает рабочую смесь тяжелой фракции топлива с воздухом при их смешении внутри акси- 15 ального патрубка 5, одновременно подогревая эту смесь.

Технико-экономические преимущества заявляемой факельной горелки по сравнению с изобретением поосновному авт.св. М 20

1627782 состоят в повышении полноты сго-, рания газообразного топлива за счет двухстадийной подачи первичного воздуха в тяжелую фракцию топлива, движущегося внутри аксиального топливораздающего 25 патрубка 5, вторичного при горении микрофакела сразу же после выхода рабочей смеси тяжелых фракций газообразного топлива с первичным воздухом с торца аксиального патрубка 5, подогрева рабочей смеси — тя- 30 желой фракции газообразного топлива с первичным воздухом внутри аксиального топливораздающего патрубка 5 факелом горящей легкой фракции топлива.

Высокой эффективностью перемешива- 35 ния легкой фракции топлива до ее выхода из

Факельная горелка по авт.св, N

1627782, о т "л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения полноты сгорания, горелка дополнительно содержит патрубки подвода воздуха, проходящие через кольцевую перегородку и размещенные соосно с кольцевым зазором внутри каждого аксиального топливораздающего патрубка, причем выходные торцы воздушных патрубков снабжены сопловыми насадками, а входные торцы закреплены на боковой стенке факельной трубы в зоне выходного среза, при этом патрубки для подвода воздуха и топливораэдающие патрубки выполнены суживающимися по ходу движения газового потока, а на входном срезе конической обечайки дополнительно установлен гофрированный конусный патрубок, скрепленный с ней большим основанием,,