Факельная установка бездымная парфенова

Изобретение относится к устройству факельных установок и может быть использовано в нефтегазовой, нефтехимической, химической, коксохимической и других отраслях промышленности для полного сжигания сбросов факельных горючих газов. Оголовок бездымной факельной установки снабжен дополнительной обечайкой вокруг или/и внутри оголовка, в пространство между которыми принудительно подают воздух с его выходом сверху для ограждения оголовка от наложения ветром пламени горящих газов на оголовок, и для охлаждения их теплонапряженных поверхностей, и для обеспечения бездымного сжигания сбросов газов, при этом воздух подают от вентиляторов снаружи факельных стволов факельных установок или подают сжатый воздух со стороны или от воздуходувок. Изобретение позволяет обеспечить длительное сжигание всех видов сбросных газов, повысить сроки эксплуатации между ремонтами. 6 ил.

 

Изобретение относится к устройству факельных установок бездымного сжигания сбросов факельных газов без применения водяного пара и может быть использовано в нефтегазовой, нефтехимической, химической, коксохимической и других отраслях промышленности для полного термического обезвреживания горючих: углеводородов (до углекислого газа СО2 и воды Н2О), H2S (до окислов серы и воды) при их сбросе в атмосферу.

Факельные установки (далее - ФУ) представляют собой сооружения различных типов: вертикальные, горизонтальные, наземные закрытые, коаксиальные и другие для сжигания сбросов горючих газов или горючих примесей (в сточных водах) окружающим воздухом. В факельных установках самыми уязвимыми являются оголовки, называемые также факельными горелками (далее - оголовки). Из оголовков большинства ФУ сбросные газы выходят со скоростью прямо пропорциональной их объемному расходу. Недостатком таких ФУ является что при низкой скорости выхлопа газов, что происходит 99% времени эксплуатации, факел пламени с температурой 800-2200°C от ветра накрывает обечайку оголовка. Аустенитный металл оголовков, допускаемый для кратковременной работы при температуре до 1000-1100°C, не выдерживает длительно высокую температуру, т.е. конструкции оголовков теряют устойчивость с деформацией формы и коррозией. При длительной меньшей температуре происходит высокотемпературная коррозия, которая через несколько месяцев повреждает оголовок с необходимостью ремонта или замены. Футеровка оголовков жаростойким бетоном не решает проблемы ресурса работы, так как бетон не выдерживает резких изменений температур при увеличении сбросов, охлаждения от осадков или изменений направления ветра.

Существуют ФУ с принудительной подачей воздуха в оголовки воздуходувками, установленными у основания ФУ. Воздух от воздуходувки поступает в оголовок по вертикальной трубе факельного ствола. Температура горения газов от таких оголовков бывает также выше критической для применяемых материалов, поэтому и они работают незначительное время между ремонтами. Стоимость таких сооружений в разы превосходит стоимость типовых ФУ, они распространены в развитых странах, в России их всего несколько ед.

Наиболее близким по технической сущности является оголовок по патенту США №5846068. В описании и формуле изобретения этого патента указано, что цель изобретения - защита оголовков от разрушений при горении газов внутри и улучшение сжигания подачей воздуха в газы на выходе из оголовка. Для улучшения горения сбросов увеличением подачи воздуха указывают размеры проходов для воздуха, в несколько раз превышающие размеры проходов для газов, а воздух подают внутрь выхлопов газов. Такая организация полного сжигания создает возможность любой температуры до 2200°C включительно с разрушением оголовка. В патенте США №5846068 критикуют прототип без принудительной подачи воздуха указанием возможности сгорания газов внутри оголовка. Это обоснование надуманно, т.к. атмосферный воздух, случайно и в каком-то незначительном количестве поступивший в оголовок, сжигает в 16 раз меньшее количество газов, практически не повреждает оголовок. По патенту №5846068 выполняется сжигание газов в принудительно подаваемом воздухе непосредственно над оголовком, в зоне горения создается температура выше температуры в мартеновской печи, плавящей все металлы, кроме вольфрама.

Задача - создание ФУ для длительной работы оголовков.

Задача решается тем, что выполняют отвод пламени от оголовков и охлаждение оголовков воздухом от вентиляторов или сжатым воздухом со стороны или от воздуходувок или от других типов подаваемому в пространство между предлагаемой обечайкой и оголовком. Обечайки могут быть снаружи или/и внутри оголовка. Воздух нагнетают по воздуховодам в пространство между собственно оголовком и обечайкой, герметично прилегающей к оголовку во всех частях, но имеющей щелевой (или другой формы) проход для воздуха рядом с оголовком. Выход воздуха выполнен через проход между стенкой верха оголовка и верхом предлагаемой обечайки. Выходящий из указанного зазора воздух с расчетной скоростью обтекает верхнюю часть оголовка и охлаждает его, одновременно отводя пламя от оголовка вверх. Воздух из пространства обечаек в меньшем количестве, чем нужно для сжигания значительного количества газов, высокой скоростью "сдувает" струю последних от оголовка. Существующие оголовки коаксиальных ФУ с воздуходувками можно реконструировать, чтобы направлять воздух не внутрь оголовков, а для отвода вверх газов и охлаждения поверхности реконструируемых оголовков. Обечайки для прохода воздуха рядом с прочной частью оголовков могут быть снаружи или/и изнутри оголовков.

На Фиг. 1 - пример принципиальной конструкции оголовка предлагаемой вертикальной ФУ - факела вертикального, работающего следующим образом. Сбросы газов 1 из факельной системы поступают через факельный ствол 2 в оголовок 3, на выходе из которого происходит горение 4 газа 1 в атмосферном воздухе. Снаружи вокруг оголовка 3 выполнена обечайка 5, в пространство между которыми через воздуховоды 6 нагнетают воздух 9, откуда воздух 9 выходит с необходимой скоростью через щелевой зазор 10, отклоняя газы 1 от оголовка 3. С увеличением расхода сбросов газов влияние ветра 11 на форму пламени уменьшается, пламя само стабилизируется вертикально от оголовка. При этом устраняется конвекционный нагрев оголовка, одновременно охлаждаемого изнутри повышенным расходом сбросного газа. Тепловое излучение пламени 4 газов во все стороны составляет 13-30% от всей энергии сгорания, а малый угол падения теплового излучения на обечайки 5 и оголовок 3 уменьшает поглощение тепла и нагрев металла оголовка.

На Фиг. 2 - пример наземной закрытой ФУ (ЗФУ) - факел наземный закрытый, который может иметь много оголовков. В примере показан один оголовок 3, в который подают сжигаемый газ 1 по трубе 2 и из оголовка 3 сгорающий 4 сверху. Оголовок 3 имеет обечайку 5, через щель 10 которой выходит охлаждающий воздух 9, поступающий со стороны по трубе 6 в факел наземный закрытый.

На Фиг. 3 - пример горизонтальной ФУ (ГФУ) - факел горизонтальный, состоящий из основного корпуса 2, оголовка 3, обечайки 5 вокруг оголовка 3 с полостью для протока охлаждающего воздуха 9, подаваемого по воздуховоду 6. В основной корпус 2 подают горючий газ 1 и подают по трубе 14 жидкость с органическими загрязнителями 13, выходящую затем вместе с газом 1 через оголовок 3 для горения 4 со сжиганием горючих примесей 13 к воде в окружающем воздухе. Охлаждающий воздух 9 высокой скорости из прохода 10 наружной обечайки 5 охлаждает оголовок 3 и отводит пламя 4, налагаемое ветром, от оголовка 3.

На Фиг. 4 - пример коаксиальной ФУ - факела коаксиального, реконструируемого по предлагаемому изобретению с наружным стволом 6 для воздуха 9 снаружи оголовка 3 и обечайкой 5, где проходит воздух 9 от воздуходувки 7. Воздух 9 с расчетной скоростью обтекает оголовок 3, в который по внутреннему (коаксиальному) стволу 2 поступает горючий газ 1, выходящий из оголовка 3 и сгорающий 4 в окружающем воздухе. Из полости между обечайкой 5 и прочной стенкой оголовка 3 воздух 9 выходит через проход 10, отводя пламя 4 вверх от оголовка 3, и охлаждает последний.

На Фиг. 5 - пример конструкции предлагаемого оголовка вертикальной ФУ - факела вертикального. Сбросы газов 1 факельной системы поступают через факельный ствол 2 в оголовок 3, на выходе из которого происходит горение 4 газа 1 в атмосферном воздухе. Снаружи вокруг прочной части оголовка 3 и с участком внутри прочной части оголовка 3 выполнена обечайка 5, в которую выполнены воздуховоды 6. В прочной части оголовка 3 между наружной и внутренней частями обечайки 5 для воздуха 9 выполнены проходы 12. Воздух 9 нагнетают от вентиляторов 7 в начальные части воздуховодов 6 через обратные клапаны 8. Воздух 9 проходит в пространство между внутренней частью обечайки 5 и оголовком 3, откуда воздух 9 выходит с необходимой скоростью через щелевой зазор 10, отклоняя газы 1 от оголовка 3. С увеличением расхода сбросов газов влияние ветра 11 на форму пламени уменьшается, пламя 4 стабилизируется вертикально от оголовка. Устраняется конвекционный нагрев оголовка 3, одновременно охлаждаемого изнутри сбросным газом 1. Тепловые излучения пламени 4 имеют значительно меньшие величины, а малый угол падения теплового излучения на обечайки 5 и оголовок 3 снижают восприятие тепла и нагрев металла оголовка.

На Фиг. 6 показана принципиальная конструкция оголовка вертикальной ФУ - факела вертикального, работающего следующим образом. Сбросы газов 1 из факельной системы поступают через факельный ствол 2 в оголовок 3, на выходе из которого происходит горение 4 газа 1 в атмосферном воздухе. Снаружи прочной части оголовка 3 и с участком внутри прочной части оголовка 3 выполнена обечайка 5, в которую выполнены воздуховоды 6. В прочной части оголовка 3 между наружной и внутренней частями обечайки 5 для воздуха 9 выполнены проходы 12. В начальные части воздуховодов 6 от известных источников нагнетают воздух 9, проходящий далее в пространстве между обечайкой 5 и оголовком 3, откуда воздух 9 выходит с необходимой скоростью через щелевые проходы 10, отклоняя газы 1 от оголовка 3. С увеличением расхода сбросов газов влияние ветра 11 на форму пламени уменьшается, пламя 4 стабилизируется вертикально от оголовка. Прекращается конвекционный нагрев оголовка 3, а малый угол падения теплового излучения на обечайку 5 и оголовок 3 снижают поглощение тепла и нагрев металла оголовка.

Бездымная факельная установка, отличающаяся тем, что ее оголовок снабжен дополнительной обечайкой вокруг или/и внутри оголовка, в пространство между которыми принудительно подают воздух с его выходом сверху для ограждения оголовка от наложения ветром пламени горящих газов на оголовок, и для охлаждения их теплонапряженных поверхностей, и для обеспечения бездымного сжигания сбросов газов, при этом воздух подают от вентиляторов снаружи факельных стволов факельных установок или подают сжатый воздух со стороны или от воздуходувок.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к оголовкам факельной установки для сжигания аварийных выбросов газа и может быть использовано в нефтегазодобывающей и других отраслях промышленности, связанных с аварийным сжиганием газа.

Предлагаемое техническое решение относится к газогорелочным устройствам и может применяться для сжигания топлива любой степени насыщенности. Универсальная факельная установка содержит выполненные цилиндрическими и расположенные соосно основание, оголовок с множеством боковых форсуночных отверстий на его боковой поверхности и кожух, расположенный со сквозным радиальным зазором вокруг оголовка.

Группа изобретений относится к энергетике. Факельная горелка содержит полый корпус в виде трубы, снабженной в выходной части рассекателем, размещенным с кольцевым зазором относительно верхнего торца корпуса.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в технологиях автономного отопления и горячего водоснабжения индивидуальных домов, промышленных зданий и сооружений.

Предложенное изобретение относится к устройствам для сжигания газового топлива на внутренней поверхности обмуровки печи, ее разогрев и передачу лучистой энергии к продуктовому змеевику и может найти применение, в частности, в высокотемпературных трубчатых печах.

Изобретение относится к производству ацетилена. Горелка для получения ацетилена методом термоокислительного пиролиза метана содержит блочное газораспределительное устройство с каналами для подачи газовой смеси и каналами для подачи стабилизирующего кислорода, соединенными с коллектором подачи стабилизирующего кислорода, газораспределительное устройство выполнено в виде совокупно направляющего газораспределительного моноблока с цельно выфрезированными в нем каналами для подачи газовой смеси, стабилизирующего кислорода и коллектора подачи стабилизирующего кислорода; входы в газовые каналы выполнены плавно сужающимися.

Изобретение относится к газогорелочным устройствам и может быть применено в газовой промышленности для создания способов сжигания попутных и продувочных газов, особенно содержащих конденсат и сероводородные соединения.

Изобретение относится к газогорелочным устройствам и может быть применено в газовой промышленности для сжигания попутных и продувочных газов, особенно содержащих конденсат и сероводородные соединения.

Изобретение относится к устройству факельных установок закрытых и может быть использовано в нефтегазовой, нефтехимической, химической, коксохимической и других отраслях промышленности для полного термического обезвреживания горючих углеводородных газов (до углекислого газа CO2 и воды H2 O) при их сбросе в атмосферу.

Изобретение относится к газогорелочным устройствам и может быть применено в газовой промышленности для сжигания попутных и продувочных газов, особенно содержащих конденсат и сероводородные соединения.

Изобретение относится к газогорелочным устройствам и может найти применение при сжигании попутных нефтяных газов. Труба факельная включает опору, корпус и штуцер ввода газа. Опора выполнена конической. На стыке опоры и корпуса размещено эллиптическое днище, снабженное в нижней части трубкой с вентилем. Снаружи корпус и опора снабжены подогревателем в виде змеевика с началом змеевика, расположенным ниже эллиптического днища, и концом змеевика, расположенным выше штуцера ввода газа. Технический результат - выведение оседающих примесей и конденсата из факельной трубы. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для сжигания сбросных газов с целью их утилизации. Факельный оголовок содержит газоподводящий патрубок, установленный на входе в смеситель, представляющий собой полую обечайку с профилированным входом и выходом, при этом на смесителе закреплены два кольцевых коллектора, расположенных на одной оси и соединенных между собой с помощью пневматических форсунок, расположенных равномерно по окружности, причем один коллектор соединен с системой подачи сбросного газа, а другой коллектор соединен с системой подачи воды, в варианте исполнения пневматические форсунки расположены под углом к оси смесителя. Изобретение позволяет повысить полноту сжигания сбросных газов. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области энергетики, в частности к агрегатам для увлажнения снежной массы при поточном строительстве снеголедовых дорог и грунтовых аэродромов в Северных районах. Газовая горелка содержит газовую камеру с газовыми соплами, патрубок подачи газа в газовую камеру и патрубок воздухоподводящего потока с включениями разрыхленного снега. Газовая камера выполнена многосекционной в виде кольцевых перегородок из труб (3, 4 и 5), расположенных в патрубке воздухоподводящего потока (2), а патрубок подачи газа (1) выполнен в виде распределительного коллектора, ось которого расположена параллельно оси патрубка воздухоподводящего потока с внешней его стороны. Кольцевые перегородки (3, 4 и 5), образующие секции газовой камеры, выполнены с разными наружными диаметрами и установлены в патрубке воздухоподводящего потока (2) коаксиально, на разных уровнях, с нижним расположением перегородки меньшего диаметра. В нижней части кольцевых перегородок установлены газовые сопла (12), расположенные ярусными рядами, образующими для каждой кольцевой перегородки уширенную зону горения из внутреннего, среднего и наружного рядов газовых сопел. При этом в среднем ряду газовые сопла установлены с вертикальным расположением осей, параллельно оси патрубка воздухоподводящего потока (2). В наружном и во внутреннем рядах оси газовых сопел отклонены в разные стороны от вертикального положения в радиальном направлении на угол, не превышающий 45°. Сопла (12) в указанных рядах установлены в чередующемся порядке, с расположением сопла среднего ряда между соплами внутреннего и наружного рядов. Кроме того, каждое сопло снабжено насадкой (14), имеющей отверстие (18) переменного сечения сужающейся и расширяющейся формы, и дисковым завихрителем (13), сопряженным с отверстием (18) насадки. При этом дисковый завихритель снабжен углублением (15) в центре и по меньшей мере тремя сквозными отверстиями (16), соединенными пазами (17) с углублением, имеющим выход в отверстие (18) переменного сечения насадки сопла. Технический результат заключается в повышении температуры проходящего потока снега, в более эффективной отдаче тепла по всему объему и в повышении КПД газовой горелки. 4 ил.

Изобретение относится к двухтрубным щелевым горелкам с принудительной подачей воздуха, предназначенным для сжигания газа. Щелевая горелка с принудительной подачей воздуха содержит воздухораспределительный короб с воздухоподающим патрубком, соединенным с дутьевым вентилятором, щелевой канал, образованный блоками из огнеупорного материала и соединенный с воздухоподводящим каналом, направляющие стенки, установленные в воздухоподводящем канале, и двухтрубный коллектор, расположенный в воздухоподводящем канале под блоками из огнеупорных материалов, каждая трубка которого содержит один ряд газовыпускных отверстий, каждый из которых повернут под углом 45° по отношению к поперечному потоку воздуха, дополнительно снабжена щелевым коробом с параллельными направляющими стенками, облицованными внутри монолитными плитами из огнеупорного материала, на выходе воздухораспределительного короба установлена стальная воздухораспределительная решетка, вставленная между двумя стальными пластинами, расстояние между которыми равно ширине щелевого канала, причем площадь живого сечения отверстий воздухораспределительной решетки больше площади сечения воздухоподающего патрубка воздухораспределительного короба в 0,4-0,7 раз, а боковые поверхности воздухораспределительного короба выполнены клиновидными. Технический результат изобретения заключается в повышении равномерности и скорости протекания процессов смесеобразования по длине щелевого канала горелки, ускоряющих процессы горения газа, снижении содержания в продуктах сгорания химического недожога и вредных веществ. 3 ил.

Изобретение относится к горелочным устройствам, предназначенным для сжигания топлива в печах и других теплотехнических устройствах различного назначения. Горелка факельная содержит цилиндрический корпус с патрубком для устройства розжига и контроля факела пилотной горелки, установленный в полости корпуса коаксиально и защищенный экраном кольцевой газовый коллектор со сменными соплами, оси каналов трубок которых направлены под острым углом к плоскости оси горелки, трубопровод подачи газа, регулируемый воздуховод, образованный центральным отверстием кольцевого газового коллектора и управляемым завихрителем в нем, в цилиндрическом корпусе, в месте расположения запального патрубка, установлен дополнительный патрубок, соединенный с контролирующим соплом, корпус которого соединен трубкой через игольчатый вентиль с кольцевым газовым коллектором и трубопроводом подачи газа, а на выходе из торцевого отверстия корпуса контролирующего сопла, размещенного в дополнительном патрубке, установлен датчик контроля пламени, не реагирующий на факел пилотной горелки, причем на боковой поверхности корпуса контролирующего сопла выполнены инжекционные отверстия для воздуха и установлена поворотная заслонка. Изобретение обеспечивает безопасное сжигание топлива. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области энергетики. Блок горелки (100) для сжигания низкокалорийных газов, протекающих через первую цилиндрическую трубу, содержит трубу (102) горелки, расположенную вдоль по оси (104) трубы горелки, причем труба (102) горелки содержит расширительную трубу (112), соединенную с первой трубой, причем площадь поперечного сечения расширительной трубы, проходящая по существу перпендикулярно оси (104) трубы горелки, больше площади поперечного сечения первой трубы; распределительный узел (120), расположенный внутри нижней по потоку части расширительной трубы (112), распределительный узел (120) имеет верхний по потоку конец (122), обращенный к верхней по потоку части расширительной трубы (112) и нижний по потоку конец (124) распределительного узла, причем распределительный узел (120) определяет максимальную площадь поперечного сечения распределительного узла, проходящую по существу перпендикулярно к оси (104) трубы горелки, причем максимальная площадь поперечного сечения распределительного узла составляет приблизительно от 30% до 50% площади поперечного сечения расширительной трубы; множество направляющих лопаток (130), соединяющих расширительную трубу (112) и распределительный узел (120), каждая из множества направляющих лопаток (130) содержит верхнюю по потоку поверхность (132), обращенную к верхней по потоку части расширительной трубы (112), и ориентированную под углом направляющей лопатки, который составляет приблизительно от 20 до 45 градусов, относительно оси (104) трубы горелки; и дефлектор (140) соединенный с распределительным узлом (120), причем внешняя поверхность дефлектора (146) имеет по существу форму усеченного конуса, проходящую радиально наружу от оси (104) трубы горелки и в осевом направлении ниже по потоку от нижнего по потоку конца (124) распределительного узла, внешняя поверхность (146) дефлектора ориентирована под углом, который составляет приблизительно от 20 до 45 градусов, относительно оси (104) трубы горелки. Технический результат – эффективное сжигание низкокалорийного газа при различных давлениях, повышение стабильности горения, уменьшение вероятности затухания пламени. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к газогорелочным устройствам и может быть применено в газовой промышленности для сжигания попутных и продувочных газов, особенно содержащих конденсат и сероводородные соединения. Совмещенный факельный оголовок состоит из оголовка высокого давления, оголовка низкого давления и оголовка кислых газов, размещенных в непосредственной близости друг от друга, предпочтительно на одной раме, и установленных в общем дефлекторе. Каждый оголовок высокого и низкого давления содержит полый профилированный корпус в виде трубы с коническим расширением в ее выходной части, внутри которого с кольцевым зазором относительно верхнего торца корпуса размещен выходной рассекатель, выполненный в виде конуса, обращенного вершиной к входной части корпуса. Внутри корпуса установлено полое профилированное центральное тело, имеющее минимальное проходное сечение, расположенное в его выходной части. В кольцевом зазоре между выходной частью рассекателя и выходной конической частью корпуса, установлены рассекатели, выполненные преимущественно в виде кронштейнов V-образного профиля, обращенных вершиной к входной части корпуса. В стенке выходной части конического расширения, между упомянутыми рассекателями, выполнены сквозные пазы. На коническое расширение полого корпуса установлена с профилированным кольцевым зазором наружная обечайка. Полость упомянутого кольцевого зазора соединена с коллектором подачи воздуха, расположенным на полом профилированном корпусе, преимущественно в месте перехода цилиндрической части корпуса в коническую, при помощи патрубков, полость которых соединена с полостью коллектора, установленных предпочтительно вертикально, при этом один конец указанных патрубков установлен на коллекторе, а другой конец размещен в непосредственной близости от входной части кольцевого зазора. Оголовок кислых газов расположен между оголовками высокого и низкого давления и выполнен в виде трубы, выходное сечение которой установлено под углом к продольной оси горелки и направлено в сторону упомянутых оголовков. Изобретение позволяет улучшить смесеобразование, увеличить полноту сгорания газов, снизить шум и вибрации при работе. 4 ил.

Изобретение относится к устройству факельных установок и может быть использовано в нефтегазовой, нефтехимической, химической, коксохимической и других отраслях промышленности для полного сжигания сбросов факельных горючих газов. Оголовок бездымной факельной установки снабжен дополнительной обечайкой вокруг илии внутри оголовка, в пространство между которыми принудительно подают воздух с его выходом сверху для ограждения оголовка от наложения ветром пламени горящих газов на оголовок, и для охлаждения их теплонапряженных поверхностей, и для обеспечения бездымного сжигания сбросов газов, при этом воздух подают от вентиляторов снаружи факельных стволов факельных установок или подают сжатый воздух со стороны или от воздуходувок. Изобретение позволяет обеспечить длительное сжигание всех видов сбросных газов, повысить сроки эксплуатации между ремонтами. 6 ил.

Наверх