Устройство для сжигания углеводородного флюида

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для сжигания углеводородного флюида с целью их утилизации. Техническим результатом является повышение эффективности и полноты процесса сжигания углеводородного флюида. Устройство содержит обечайку с профилированным входом и выходом, установленную на раме, дежурную горелку, расположенную внутри обечайки, смесительную головку, представляющую собой два торообразных коллектора, расположенных на одной оси, в которых установлены соединяющие их пневматические форсунки, при этом один коллектор соединен с системой подачи сжатого воздуха или пара, а другой коллектор соединен с системой подачи углеводородного флюида. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для сжигания углеводородного флюида с целью его утилизации.

В настоящее время, при проведении гидродинамических испытаний скважин, образуется значительное количество загрязненного углеводородного флюида, который подлежит утилизации. Такой загрязненный углеводородный флюид обычно включает смесь нефти, углеводородного газа и воды, при этом он может содержать мелкие частицы, токсичные газы, такие как сероводород, а также присадки к буровому раствору и жидкости для очистки скважин. В случае недостаточно развитой инфраструктуры месторождения, предназначенной для переработки и транспортировки нефти и других углеводородных компонентов, углеводородный флюид часто утилизируют путем сжигания. Сжигание углеводородного флюида сложно обеспечить, поскольку его горение сопровождается выделением значительного количества опасных химических веществ, сильным шумом, а также выделением большого количества тепла, что негативно влияет на окружающую среду и условия труда персонала. Уровень загрязнения окружающей среды непосредственно связан с эффективностью и полнотой протекания процесса сжигания углеводородного флюида.

Известна горелка, предназначенная для сжигания сырой нефти с целью ее утилизации, содержащая раму, на стойках которой закреплены передний и задний конус, установленные с кольцевым зазором по отношению друг к другу, причем в упомянутом кольцевом зазоре и на срезе переднего конуса расположены коллекторы подачи сжатого горючего газ, при этом во входной части заднего конуса расположены факельная и пилотная горелка (патент US 3995985 - прототип).

Указанная горелка работает следующим образом.

Сжатый воздух и сырая нефть подаются в факельную горелку, расположенную во входной части заднего конуса. В факельной горелке сырая нефть дробится на мельчайшие частицы и смешивается с воздухом, образуя горючую смесь. Поджиг полученной горючей смеси осуществляется от факела пилотной горелки, закрепленной во входной части заднего конуса. Воздух, необходимый для горения, поступает из входной части заднего конуса. Горючий газ под высоким давлением поступает из коллекторов, расположенных в кольцевом зазоре между конусами и на срезе переднего конуса. Введение горючего газа под высоким давлением придает вихревое движение пламени, а также обеспечивает приток дополнительного количества воздуха.

Основным недостатком указанной горелки являются значительная сложность смесеобразования при недостаточно высокой эффективности сжигания сырой нефти в горелке.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков и снижение уровня загрязнения окружающей среды за счет повышения эффективности и полноты процесса сжигания углеводородного флюида.

Решение указанной задачи достигается тем, что предложенное устройство для сжигания углеводородного флюида согласно изобретению содержит, как минимум, обечайку с профилированным входом и выходом, установленную на раме, дежурную горелку, расположенную внутри обечайки, смесительную головку, представляющую собой два торообразных коллектора, расположенных на одной оси, в которых установлены соединяющие их пневматические форсунки, при этом один коллектор соединен с системой подачи сжатого воздуха или пара, а другой коллектор соединен с системой подачи углеводородного флюида.

В варианте исполнения в смесительную головку для распыления углеводородного флюида подается пар.

Предлагаемая конструкция устройства для сжигания углеводородного флюида за счет своих отличительных признаков обеспечивает решение поставленной технической задачи - снижение уровня загрязнения окружавшей среды за счет повышения эффективности и полноты процесса сжигания углеводородного флюида.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан вид спереди устройства для сжигания углеводородного флюида, на фиг. 2 - вид сверху устройства для сжигания углеводородного флюида, на фиг. 3 - вид справа устройства для сжигания углеводородного флюида, на фиг. 4 - разрез А-А - продольный разрез смесительной головки.

Предложенное устройство содержит корпус 1, отражатель 2, установленный в выходной части корпуса 1, дежурную горелку 3, расположенную внутри корпуса 1, смесительную головку 4, расположенную в выходной части отражателя 2 и состоящую из торообразного коллектора подачи углеводородного флюида 5, торообразного коллектора подачи сжатого воздуха или пара 6, подсоединенных к пневматическим форсункам 7, расположенных равномерно по окружности, трубопровода подачи сжатого воздуха 8, трубопровода подачи углеводородного флюида 9, закрепленных на корпусе 1 и соединенных со смесительной головкой 4.

Пневматическая форсунка 7 смесительной головки 4 включает в себя внутреннюю трубку 10, приваренную к торообразному коллектору подачи сжатого воздуха или пара 6, проходящую сквозь торообразный коллектор подачи углеводородного флюида 5 и оканчивающуюся резьбой, на которую навинчено сопло 11, и наружную трубку 12, приваренную к торообразному коллектору подачи углеводородного флюида 5 и оканчивающуюся резьбой, на которую навинчен диффузор 13.

В варианте исполнения в смесительную головку 4 для распыления углеводородного флюида подается пар.

Предложенное устройство для сжигания углеводородного флюида работает следующим образом.

На дежурную горелку 3 подается топливный газ. Из системы управления подается команда на розжиг дежурной горелки.

После розжига дежурной горелки 3 в сопло 11, пневматические форсунки 7 смесительной головки 4 через трубопровод подачи сжатого воздуха 8, торообразный коллектор подачи сжатого воздуха или пара 6, внутреннюю трубку 10 подается сжатый воздух.

Углеводородный флюид через трубопровод подачи углеводородного флюида 9, торообразный коллектор подачи углеводородного флюида 5, поступают в диффузор 13 пневматической форсунки 7 смесительной головки 4.

В пневматических форсунках 7 смесительной головки 4 углеводородный флюид дробится на мельчайшие частицы и смешивается с воздухом. При выходе из диффузоров 13 с высокой скоростью газожидкостная смесь смешивается с воздухом, образуя горючую смесь. Полученная горючая смесь сгорает, при этом вода, содержащаяся в углеводородном флюиде, испаряется в образовавшемся факеле, а несгораемые вещества под действием высокой температуры расщепляются на безвредные составляющие.

В варианте исполнения углеводородный флюид распыляются паром. Подача пара в смесительную головку 4 обеспечивает бездымное сжигание углеводородного флюида.

Использование предложенного технического решения позволит снизить уровень загрязнения окружавшей среды за счет повышения эффективности и полноты процесса сжигания углеводородного флюида.

1. Устройство для сжигания углеводородного флюида, характеризующееся тем, что содержит обечайку с профилированным входом и выходом, установленную на раме, дежурную горелку, расположенную внутри обечайки, смесительную головку, представляющую собой два торообразных коллектора, расположенных на одной оси, в которых установлены соединяющие их пневматические форсунки, при этом один коллектор соединен с системой подачи сжатого воздуха или пара, а другой коллектор соединен с системой подачи углеводородного флюида.

2. Устройство для сжигания углеводородного флюида по п. 1, отличающееся тем, что в смесительную головку для распыления углеводородного флюида подается пар.



 

Похожие патенты:

Топливная трубка для горелки, в частности для горелки газовой турбины, содержит конец, который имеет поверхность под форсунки, а также, по меньшей мере, две топливные форсунки.

Изобретение относится к устройствам для перемешивания и распыливания компонентов топлива жидкостного ракетного двигателя. Двухкомпонентная газожидкостная форсунка, преимущественно для камеры жидкостного ракетного двигателя, содержит корпус с наконечником для подачи горючего, при этом наконечник форсунки установлен внутри корпуса на пилонах, а его канал соединен с полостью горючего при помощи отверстий, выполненных в пилонах, втулку, установленную с кольцевым зазором на корпус и образующую кольцевой канал для подачи газообразного окислителя, соединенный с полостью окислителя при помощи каналов, выполненных в корпусе между его стенкой и пилонами для подачи горючего, при этом канал наконечника выполнен закрытым со стороны его входной части, а его внутренняя полость соединена с кольцевым зазором между наконечником и втулкой при помощи отверстий, предпочтительно, радиальных, выполненных в его выходной части, при этом в выходной части втулки выполнено ступенчатое расширение, полость которого соединена с полостью горючего при помощи тангенциальных каналов, выполненных в стенке втулки.

Изобретение относится к устройствам распыла жидких сред и может применяться для диспергирования жидких топлив в камерах сгорания газотурбинных установок, системах жизнеобеспечения, различных технологических процессах.

Изобретение относится к газификации углеродсодержащих материалов, например угля или нефтяного кокса. .

Изобретение относится к области энергетических установок, а именно к устройствам для перемешивания и распыливания компонентов топлива, и может быть использовано при разработке форсунок и смесительных головок жидкостных ракетных двигателей.

Изобретение относится к устройствам для распыления жидкого топлива, преимущественно мазута, и может быть использовано при его сжигании в печах тепловых агрегатов химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, в том числе в трубчатых и шатровых печах нефтеперерабатывающих заводов, в установках по перегонке нефти и другого углеводородного сырья.

Изобретение относится к технике распыливания жидкостей, преимущественно вязких и содержащих абразивные включения, и может использоваться в различных направлениях производственной деятельности, в частности в топливосжигающих агрегатах для повышения эффективности работы путем улучшения качества распыливания и регулирования геометрии распыла в широком диапазоне расхода распыливаемой жидкости.

Изобретение относится к технике распыливания жидкости и может быть использовано в горелках, работающих на жидком топливе и предназначенных для проведения кровельных работ, а также для подогрева битума в битумовозах и автогудронаторах.

Форсунка // 2218521
Изобретение относится к энергетике, а именно к технике распыления текучих сред сжатым воздухом или паром в технологических камерах для сжигания жидкого (газообразного) топлива в котлоагрегатах и для распыления жидкостей, в частности пульп, растворов, суспензий.

Изобретение относится к технологии генерации газокапельных струй повышенной дальнобойности и может использоваться в противопожарной технике, в сельском хозяйстве при орошении земель и других отраслях, связанных с необходимостью создания дальнобойных газожидкостных струй. Пневматическая форсунка содержит системы подачи жидкости и газа и сопло, система подачи жидкости осуществляется по двум направлениям, включающим осевую подачу жидкости через подводящий патрубок и, последовательно соединенные и соосные с ним, конфузор и цилиндрическое сопло, а тангенциальная подача жидкости осуществляется через коаксиальный с цилиндрическим соплом корпус в виде цилиндро-конической гильзы, на цилиндрической части которой закреплена вихревая кольцевая камера с патрубком для подачи жидкости, при этом по краям кольцевой камеры выполнены два ряда подводящих жидкость тангенциальных каналов, при этом в каждом ряду имеется, по крайней мере, три тангенциальных канала, соединяющих кольцевую камеру с цилиндрической полостью корпуса, к которой соосно прикреплена круглая пластина, расположенная перпендикулярно оси вихревой кольцевой камеры и жестко соединенная с цилиндрической полостью корпуса, в ее концевом сечении, а перпендикулярно круглой пластине прикреплено щелевое сопло. Щелевое сопло выполнено комбинированным и состоящим из двух взаимно перпендикулярных прямоугольных параллелепипедов с дроссельными сквозными отверстиями прямоугольного сечения, соединенными с полостью корпуса, а соосно круглой пластине, к ее периферийной части, прикреплен рассекатель двухфазного потока, выполненный в виде перфорированной конической поверхности, охватывающей щелевое сопло с дроссельными сквозными отверстиями прямоугольного сечения, соединенными с полостью корпуса. Технический результат - повышение эффективности образования газокапельной струи и расширения зоны ее подачи. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области энергетики. Горелка (30) для камеры (16) сгорания газовой турбины, при этом горелка (30) содержит тело (53), имеющее поверхность (64) и ось (50) горелки, топливную трубку (56), воспламенитель (58) и проход (62) или проходы (62) для основного воздушного потока, при этом проход (62) или проходы (62) основного воздушного потока наклонены относительно оси (50) горелки и создают основной вихрь вокруг оси (50) горелки в первом направлении вращения, при этом основной вихрь перемещается в направлении вдоль оси (50) горелки и от поверхности (64), при этом воспламенитель (58) расположен по потоку после топливной трубки (56) относительно первого направления вращения основного вихря, так что часть основного воздушного потока (34А) проходит над топливной трубкой (56) и затем над воспламенителем (58), при этом топливная трубка (56) содержит ось топливной трубки, наконечник для жидкого топлива, имеющий выход для топлива, и решетку проходов вспомогательного воздуха, имеющих выходы, расположенные вокруг топливного выхода, причем проходы вспомогательного воздуха наклонены относительно оси топливной трубки для создания вихря вспомогательного воздуха вокруг оси топливной трубки в том же направлении вращения относительно первого направления вращения. Проходы вспомогательного воздуха радиально наклонены под углом относительно оси топливной трубки. Изобретение позволяет предотвратить образование отложений на деталях горелки, повысить надежность воспламенения топлива в камере сгорания и качество распыления жидкого топлива. 14 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для сжигания углеводородного флюида с целью их утилизации. Техническим результатом является повышение эффективности и полноты процесса сжигания углеводородного флюида. Устройство содержит обечайку с профилированным входом и выходом, установленную на раме, дежурную горелку, расположенную внутри обечайки, смесительную головку, представляющую собой два торообразных коллектора, расположенных на одной оси, в которых установлены соединяющие их пневматические форсунки, при этом один коллектор соединен с системой подачи сжатого воздуха или пара, а другой коллектор соединен с системой подачи углеводородного флюида. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Наверх