Факельная горелка

 

Изобретение относится к газогорелочным устройствам факельного типа, в частности к факельным горелкам, предназначенным для сжигания сборочных сероводородсодержащих газов. Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности путем стабилизации розжига. Это достигается тем, что горелка дополнительно содержит цилиндрическую обечайку для подачи воздуха, установленную по оси газоподводящего ствола, и конусную обечайку, размещенную вокруг цилиндрической обечайки с образованием с ней вихревой камеры, в которой установлен завихритель, образующий с газоподводящим стволом торцовый зазор, при этом воздухозаборное устройство выполнено в виде крестообразной перегородки, установленной на торцовом срезе ствола и равной по высоте указанному торцовому зазору, причем на ветрозащитной и конусной обечайках в месте ввода электрозапальника выполнены соответственно козырек и выемка, образующие зону стабильного розжига. 2 ил.

Изобретение относится к газогорелочным устройствам факельного типа, в частности к факельным горелкам, предназначенным для сжигания сборочных сероводородсодержащих газов на нефтегазодобывающих промыслах.

Известна горелка, содержащая корпус и обечайку, образующую с корпусом кольцевой канал, в котором размещен топливный узел, выполненный в виде кольцевой группы труб, газовыпускные отверстия которых сообщены с полостью канала, а также рассекатель в виде тела Коанда, выполненный кольцевым, общим для всех труб, с зазором между торцом обечайки [1] Недостатком данной конструкции является то, что образованный зазор между торцом обечайки и рассекателем не обеспечивает достаточного подсоса воздуха в зону сгорания вследствие плотного прилегания газа к стенкам рассекателя. Кроме того, такая конструкция не предусматривает ветроотражатель и работоспособна только при больших производительностях подаваемого газа и в исключительных погодных условиях.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является факельная горелка, состоящая из цилиндрической камеры сгорания, на верхней и нижней частях которой установлены перфорированные воздухозаборные устройства [2] В перфорированном воздухозаборном устройстве, расположенном на нижней части камеры сгорания, установлено запальное устройство, а на проходе установлено вихревое устройство для завихрения потока воздуха.

Такая факельная горелка не в состоянии обеспечить эффективное сгорание газа в широком диапазоне изменений производительности поступающего газа, так как при малых производительностях пламя смещается вниз по цилиндрической камере сгорания, в которой происходит сгорание продукта, а при больших производительностях происходит срыв пламени. Конструкция двух воздухозаборных устройств и цилиндрической камеры сгорания, расположенной между ними, данной факельной горелки обеспечивает эффективное сгорание только при определенных или заданных расходах газа.

Целью изобретения является устойчивость розжига и стабильности горения как при малых, так и при больших производительностях по сероводородсодержащему газу и при сильном ветре за счет обеспечения достаточного количества всасываемого воздуха в зону сгорания продукта при полном отражении ветра по всей окружности ветроотражателя.

Цель достигается тем, что факельная горелка, содержащая газоподводящий ствол и последовательно установленные над ним воздухозаборное устройство, завихритель и ветрозащитную обечайку с размещенным в ее полости электрозапальником, дополнительно содержит цилиндрическую обечайку для подачи воздуха, установленную по оси газоподводящего ствола, и конусную обечайку, размещенную вокруг цилиндрической обечайки с образованием в ней вихревой камеры, в которой установлен указанный завихритель, образующий с газоподводящим стволом торцовый зазор, при этом воздухозаборное устройство выполнено в виде крестообразной перегородки, установленной на торцовом срезе ствола и равной по высоте указанному торцовому зазору, причем на ветрозащитной и конусной обечайках выполнены соответственно козырек и выемка, образующие зону стабильного розжига.

На фиг. 1 показана факельная горелка, продольный разрез; на фиг. 2 представлен вид А на фиг. 1.

Факельная горелка содержит газоподводящий ствол 1, соединенный газопроводящими трубами 2 с вихревой камерой 3, образованной стенками конусной обечайки 4 и цилиндрического канала 5 подвода воздуха, где установлены вихревые лопатки 6 по всей окружности канала подвода воздуха. На торцовой части газоподводящего ствола установлено воздухозаборное устройство, состоящее из крестообразной перегородки 7, между сторонами которой проходят газоподводящие трубы. Стороны крестообразной перегородки равны по высоте зазору a между дном вихревой камеры и торцом газоподводящего столба, а боковая площадь зазора должна быть в четыре раза больше поперечного сечения цилиндрического канала подвода воздуха. В верхней части вихревой камеры установлена ветроотражательная обечайка 8 с учетом щелевого отверстия b между ними по всей окружности вихревой камеры. На торцовой части вихревой камеры выполнена выемка 9 напротив козырька 10 под установку электродного воспламенителя 11.

Факельная горелка работает следующим образом.

Газ на сжигание поступает из газоподводящего ствола 1 по газоподводящим трубам 2 в вихревую камеру 3. Коническая форма вихревой камеры, образованной за счет конусной обечайки 4 и наружной стенкой цилиндрического канала 5, и вихревые лопатки 6 создают высокоскоростное спиральное вращение газового потока.

При прохождении газа со спиральным вращением в полости вихревой камеры образуется эффект разрежения и создается дополнительный подсос воздуха как через щелевое отверстие b, так и через зазор a.

При ветровых условиях поток воздуха направлен в одну из сторон зазора a, соприкасаясь с разделительными стенками крестообразной перегородки 7, поток воздуха направляется вверх по цилиндрическому каналу 5 подвода воздуха в зону образования газовоздушной горючей смеси. В выемке 9 напротив козырька 10 ветроотражателя 8 установлен электродный воспламенитель 11.

Таким образом, на выход вихревой камеры 3 поступает достаточное количество всасываемого воздуха для эффективного сгорания газовоздушной смеси при полном боковом отражении ветра по всей окружности ветроотражательной обечайки 8.

В зоне установки запального электрода воспламенителя создаются благоприятные условия для моментального розжига и стабильности горения, так как выемка 9 и козырек 10 обеспечивают доступ стабильной горючей газовоздушной смеси в этой зоне.

Факельная горелка повышает надежность работы всей траппофакельной установки, обеспечивает безопасность обслуживающего персонала и защиту окружающей среды (предотвращая попадание значительного количества сероводорода в атмосферу).

Формула изобретения

ФАКЕЛЬНАЯ ГОРЕЛКА, содержащая газоподводящий ствол и последовательно установленные над ним воздухозаборное устройство, завихритель и ветрозащитную обечайку с размещенным в ее полости электрозапальником, отличающаяся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности путем стабилизации розжига, горелка дополнительно содержит цилиндрическую обечайку для подачи воздуха, установленную по оси газоподводящего ствола, и конусную обечайку, размещенную вокруг цилиндрической обечайки с образованием с ней вихревой камеры, в которой установлен указанный завихритель, образующий с газоподводящим стволом торцевой зазор, а воздухозаборное устройство выполнено в виде крестообразной перегородки, установленной на торцевом срезе ствола и равной по высоте торцевому зазору, причем на ветрозащитной и конусной обечайках в месте ввода электрозапальника выполнены соответственно козырек и выемка, образующие зону стабильного розжига.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2