Горелочное устройство для сжигания сырой нефти

Авторы патента:

Климов Владислав Юрьевич (RU)

F23G7/05 - отходов нефти или масел

F23D11/10 - с распыливанием с помощью газообразной среды, например водяного пара

Владельцы патента RU 2585334:

Климов Владислав Юрьевич (RU)

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для сжигания сырой нефти с целью ее утилизации. Горелочное устройство для сжигания сырой нефти содержит раму, смесительную головку, закрепленную на раме и включающую в себя блок подачи сжатого воздуха, блок подачи сырой нефти, представляющие собой два кольцевых коллектора, установленные соосно и соединенные между собой двумя глухими патрубками, форсунки, расположенные по концентрическим окружностям и связывающие между собой блок подачи сжатого воздуха и блок подачи сырой нефти, состоящие из наконечника в виде полого цилиндра, соединенного с блоком подачи сырой нефти, причем в его выходной части расположена вставка с профилированным осевым каналом, при этом в ее выходной части выполнены каналы, расположенные под углом к оси форсунки, втулку с цилиндрической внутренней поверхностью, охватывающую с зазором наконечник и соединенную с блоком подачи сжатого воздуха, при этом на торце втулки закреплено сопло, дежурную горелку, расположенную на оси смесительной головки и закрепленную на раме, трубопровод сжатого воздуха и трубопровод сырой нефти, соединенные со смесительной головкой. Форсунки смесительной головки могут быть расположены под углом к ее оси. Технический результат - снижение уровня загрязнения окружающей среды за счет повышения полноты сжигания сырой нефти. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для сжигания сырой нефти с целью ее утилизации.

В настоящее время, при проведении гидродинамических испытаний скважин, образуется значительное количество сырой нефти, которая подлежит утилизации. В случае недостаточно развитой инфраструктуры месторождения, предназначенной для переработки и транспортировки нефти и других углеводородных компонентов, сырую нефть часто утилизируют путем сжигания.

Сжигание сырой нефти сложно обеспечить, поскольку ее 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 сырой нефти.

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 сырой нефти.

Решение указанной задачи достигается тем, что предложенное горелочное устройство для сжигания сырой нефти, согласно изобретению, содержит, как минимум, раму, смесительную головку, закрепленную на раме и включающую в себя блок подачи сжатого воздуха, блок подачи сырой нефти, представляющие собой два кольцевых коллектора, установленные соосно и соединенные между собой двумя глухими патрубками, форсунки, расположенные по концентрическим окружностям и связывающие между собой блок подачи сжатого воздуха и блок подачи сырой нефти, состоящие из наконечника в виде полого цилиндра, соединенного с блоком подачи сырой нефти, причем в его выходной части расположена вставка с профилированным осевым каналом, при этом в ее выходной части выполнены каналы, расположенные под углом к оси форсунки, втулку с цилиндрической внутренней поверхностью, охватывающую с зазором наконечник и соединенную с блоком подачи сжатого воздуха, при этом на торце втулки закреплено сопло, дежурную горелку, расположенную на оси смесительной головки и закрепленную на раме, трубопровод сжатого воздуха и трубопровод сырой нефти, соединенные со смесительной головкой.

В варианте исполнения, форсунки смесительной головки расположены под углом к ее оси.

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

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан вид спереди горелочного устройства для сжигания сырой нефти, на фиг. 2 - вид сверху горелочного устройства для сжигания сырой нефти, на фиг. 3 - вид справа горелочного устройства для сжигания сырой нефти, на фиг. 4 - продольный разрез смесительной головки, на фиг. 5 - продольный разрез форсунки смесительной головки, на фиг. 6 - общий вид горелочного устройства для сжигания сырой нефти в аксонометрии.

Предложенное устройство содержит раму 1, смесительную головку 2, закрепленную на раме 1, дежурную горелку 3, расположенную на оси смесительной головки 2 и закрепленную на раме 1. Смесительная головка 2 соединена с трубопроводом сжатого воздуха 4 и трубопроводом сырой нефти 5.

Смесительная головка 2 включает в себя блок подачи сжатого воздуха 6, блок подачи сырой нефти 7, форсунки 8, связывающие между собой блок подачи сжатого воздуха 6 и блок подачи сырой нефти 7.

Блок подачи сжатого воздуха 6 состоит из кольцевого коллектора 9, кольцевого коллектора 10, установленных соосно и соединенных между собой двумя глухими патрубками 11.

Блок подачи сырой нефти 7 состоит из кольцевого коллектора 12, кольцевого коллектора 13, установленных соосно и соединенных между собой двумя глухими патрубками 14.

Форсунки 8 расположены по концентрическим окружностям и связывают между собой блок подачи сжатого воздуха 6 и блок подачи сырой нефти 7. Форсунки 8 смесительной головки 2 состоят из наконечника 15 в виде полого цилиндра, соединенного с блоком подачи сырой нефти 7, причем в его выходной части расположена вставка 16 с профилированным осевым каналом 17, при этом в ее выходной части выполнены каналы 18, расположенные под углом к оси форсунки 8, втулки 19 с цилиндрической внутренней поверхностью, охватывающей с зазором наконечник 15 и соединенную с блоком подачи сжатого воздуха 6, при этом на торце втулки 19 закреплено сопло 20.

В варианте исполнения форсунки 8 смесительной головки 2 расположены под углом к ее оси.

Предложенное горелочное устройство для сжигания сырой нефти работает следующим образом.

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

После розжига дежурной горелки 3, в сопло 20, форсунки 8 смесительной головки 2 через трубопровод сжатого воздуха 4, глухие патрубки 11, кольцевой коллектор 9, кольцевой коллектор 10 блока подачи сжатого воздуха 6 и каналы 18, выполненные во вставке 16, подается сжатый воздух.

Сырая нефть через трубопровод сырой нефти 5, глухие патрубки 14, кольцевой коллектор 12, кольцевой коллектор 13 блока подачи сырой нефти 7 и наконечник 15, поступает в профилированный осевой канал 17, выполненный во вставке 16 форсунки 8 смесительной головки 2.

В сопле 20 форсунки 8 струя сырой нефти, поступающая из профилированного осевого канала 17, дробится на мельчайшие частицы струями сжатого воздуха, вытекающими из каналов 18. Капли сырой нефти смешиваются с воздухом в сопле 20. При выходе из сопла 20 с высокой скоростью, газожидкостная смесь смешивается с воздухом, образуя горючую смесь. Полученная горючая смесь воспламеняется от факела дежурной горелки 3 и сгорает, при этом вода, содержащаяся в сырой нефти, испаряется в образовавшемся факеле, а несгораемые вещества под действием высокой температуры расщепляются на безвредные составляющие.

В варианте исполнения, газожидкостная смесь, поступающая из сопла 20 форсунки 8, подается под углом к оси смесительной головки 2.

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

1. Горелочное устройство для сжигания сырой нефти, характеризующееся тем, что содержит раму, смесительную головку, закрепленную на раме и включающую в себя блок подачи сжатого воздуха, блок подачи сырой нефти, представляющие собой два кольцевых коллектора, установленные соосно и соединенные между собой двумя глухими патрубками, форсунки, расположенные по концентрическим окружностям и связывающие между собой блок подачи сжатого воздуха и блок подачи сырой нефти, состоящие из наконечника в виде полого цилиндра, соединенного с блоком подачи сырой нефти, причем в его выходной части расположена вставка с профилированным осевым каналом, при этом в ее выходной части выполнены каналы, расположенные под углом к оси форсунки, втулку с цилиндрической внутренней поверхностью, охватывающую с зазором наконечник и соединенную с блоком подачи сжатого воздуха, при этом на торце втулки закреплено сопло, дежурную горелку, расположенную на оси смесительной головки и закрепленную на раме, трубопровод сжатого воздуха и трубопровод сырой нефти, соединенные со смесительной головкой.

2. Горелочное устройство для сжигания сырой нефти по п. 1, характеризующееся тем, что форсунки смесительной головки расположены под углом к ее оси.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в процессе добычи жидких углеводородов, в частности для вынужденного бездымного сжигания жидких углеводородов, в том числе нефти, накапливаемой в период пробной эксплуатации и исследования нефтяных скважин непосредственно на промысле, а также на морских нефтяных платформах.

Реактор для утилизации отработанных масел // 2534421

Изобретение относится к аппаратам, предназначенным для утилизации отработанных масел или других аналогичных жидкостей в процессе их дальнейшей переработки, например при пиролизе отходов отработанных масел, и может быть использовано в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, пищевой и других отраслях производства.

Способ обезвреживания отходов, содержащих углеводороды, с одновременным осаждением растворенных солей металлов и устройство для его осуществления // 2485400

Изобретение относится к способу обезвреживания отходов, содержащих углеводороды, включающему сжатие отходов и окислителя до давления Р>РкрН2О с последующей подачей в реактор.

Устройство для переработки отходов нефти с высоким содержанием кислотосодержащих веществ и тяжелых парафинов в полезную продукцию // 2451039

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано для нагрева поверхностей различных объектов до требуемой температуры методом лучистого теплообмена.

Горелочное устройство // 2450207

Изобретение относится к жидкотопливным горелочным устройствам, использующим для горения перегретый водяной пар, и обеспечивает при его использовании возможность снижения образования отложений кокса на поверхности дна камеры горения при сжигании жидкого топливного сырья, сильно загрязненного твердыми частицами и водой.

Система утилизации мокрых углеродсодержащих отходов // 2385438

Изобретение относится к системам утилизации и может быть использовано при утилизации гидрошламов, нефтешламов и осадков сточных вод. .

Способ сжигания жидкого топлива и жидких горючих отходов и устройство для его осуществления // 2349836

Изобретение относится к технологии сжигания жидких горючих веществ. .

Способ утилизации жидких смазочных отходов с твердотопливными включениями // 2324860

Изобретение относится к технике сжигания топлива и может быть использовано на тепловых электростанциях и котельных. .

Горелка инсинератора // 2265157

Изобретение относится к судостроению, в частности к горелочным устройствам инсинераторов для утилизации нефтеотходов. .

Установка для термической переработки нефтешламов // 2229060

Пневматическая вихревая форсунка // 2551460

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей и растворов и может применяться в двигателестроении, химической и пищевой промышленностях. Пневматическая вихревая форсунка содержит корпус, в который запрессован шнек, и элементы для подвода жидкости и воздуха, корпус состоит из двух соосных, связанных между собой, цилиндрических втулок: втулки большего диаметра и втулки меньшего диаметра, а внутри втулки меньшего диаметра, соосно ей, расположен шнек, жестко связанный с ее внутренней поверхностью, причем внешняя поверхность шнека представляет собой винтовую канавку с правой или левой нарезкой, при этом между внутренней поверхностью втулки меньшего диаметра и внешней поверхностью шнека образована винтовая внешняя полость, соединенная посредством трубки с источником сжатого воздуха, а внутри шнека выполнено отверстие с левой или правой винтовой нарезкой, соединенное с трубкой для подвода жидкости под давлением, при этом направление винтовой нарезки отверстия, выполненного внутри шнека, противоположно направлению внешней винтовой канавки шнека, а во втулке большего диаметра, соосно ей, расположена фасонная втулка, внутренняя поверхность которой образована конической и цилиндрической поверхностями и которая жестко закреплена во втулке большего диаметра через герметизирующую прокладку с образованием цилиндрической камеры, выполняющей функции демпферной емкости для равномерной подачи сжатого воздуха в винтовую внешнюю полость, причем в цилиндрической полости фасонной втулки расположен свободный конец трубки для подвода жидкости, размещенный в коаксиальном упругом кольце, служащем для демпфирования гидравлических ударов в случаях неравномерной подачи жидкости.

Способ и устройство для сжигания жидкого топлива // 2518710

Изобретение относится к области энергетики. Устройство для сжигания жидкого топлива содержит наружную трубу в основном цилиндрической формы, имеющую впускной конец распыляющего газа и выпускной конец распыляющего газа, внутреннюю трубу в основном цилиндрической формы, имеющую впускной конец жидкого топлива и выпускной конец жидкого топлива и расположенную в наружной трубе с образованием канала распыляющего газа между указанными трубами, проходящего от впускного конца распыляющего газа к выпускному концу распыляющего газа, и распылительный наконечник, имеющий впускной конец и выпускной конец, причем впускной конец соединен с выпускным концом распыляющего газа наружной трубы, смесительную камеру для введения жидкого топлива из выпускного конца жидкого топлива внутренней трубы и распыляющего газа из канала распыляющего газа, и отверстие на выпускном конце распылительного наконечника, предназначенное для введения жидкого топлива и распыляющего газа из смесительной камеры и для выпуска жидкого топлива и распыляющего газа из распылительного наконечника в виде распыленного жидкого топлива, при этом внутренняя труба имеет множество наружных ребер на ее выпускном конце жидкого топлива, и, по меньшей мере, некоторые из наружных ребер контактируют с внутренней поверхностью впускного конца распылительного наконечника.

Двухкомпонентная форсунка и способ распыления текучих сред посредством такой форсунки // 2511808

Двухкомпонентная форсунка содержит корпус форсунки, снабженный, по меньшей мере, первым впуском для распыляемой текучей среды, вторым впуском для газообразной текучей среды, смесительной камерой, выпускным отверстием форсунки и кольцевым отверстием в виде зазора, окружающим выпускное отверстие форсунки.

Пневматическая вихревая форсунка // 2509261

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей и растворов и может применяться в двигателестроении, химической и пищевой отраслях промышленности. Пневматическая вихревая форсунка содержит корпус, в который запрессован шнек, элементы для подвода жидкости и воздуха, корпус состоит из двух соосных, связанных между собой, цилиндрических втулок: втулки большего диаметра и втулки меньшего диаметра, а внутри втулки меньшего диаметра, соосно ей, расположен шнек, жестко связанный с ее внутренней поверхностью, например запрессованный в нее, причем внешняя поверхность шнека представляет собой винтовую канавку с правой или левой нарезкой, при этом между внутренней поверхностью втулки меньшего диаметра и внешней поверхностью шнека образована винтовая внешняя полость, соединенная посредством трубки с источником сжатого воздуха, а внутри шнека выполнено отверстие с левой или правой винтовой нарезкой, соединенное с трубкой для подвода жидкости под давлением, при этом направление винтовой нарезки отверстия, выполненного внутри шнека, может быть противоположно направлению внешней винтовой канавки шнека, а во втулке большего диаметра, соосно ей, расположена фасонная втулка, внутренняя поверхность которой образована конической и цилиндрической поверхностями и которая жестко закреплена во втулке большего диаметра, например посредством резьбового соединения, через герметизирующую прокладку с образованием цилиндрической камеры, выполняющей функции демпферной емкости для равномерной подачи сжатого воздуха в винтовую внешнюю полость, причем в цилиндрической полости фасонной втулки расположен свободный конец трубки для подвода жидкости, размещенный в коаксиальном упругом кольце, служащем для демпфирования гидравлических ударов в случаях неравномерной подачи жидкости.

Способ изготовления вихревой распылительной форсунки для распыления жидкого топлива // 2492959

Изобретение относится к способу изготовления вихревой распылительной форсунки для распыления жидкого топлива. Подготавливают заготовку, имеющую полый цилиндр с закрывающим его с одной стороны днищем и открытым с другой стороны продольным концом.

Форсунка // 2472067

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на котлах, утилизирующих жидкотопливные смеси. .

Форсунка // 2468293

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в водогрейных котельных, работающих на мазуте при отсутствии пара. .

Форсунка // 2449216

Изобретение относится к области теплоэнергетики и предназначено для сжигания органических жидких топлив и нефтесодержащих отходив в промышленных печах и топках котлов.

Форсуночный модуль камеры сгорания гтд // 2439430

Изобретение относится к устройствам для подготовки перед сжиганием и подачи топливовоздушной смеси в камеры сгорания газотурбинных двигателей (ГТД) различного назначения.

Форсунка // 2396487

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для сжигания органических жидких топлив и нефтесодержащих отходов в промышленных печах и топках котлов.

Комбинированное горелочное устройство // 2585341

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для совместного сжигания газовых и жидкостных сбросов. Комбинированное горелочное устройство характеризуется тем, что содержит обечайку с профилированным входом и выходом, установленную на раме, дежурную горелку, расположенную внутри обечайки, горелку, расположенную на оси обечайки и представляющую собой полый цилиндрический корпус, соединенный с трубопроводом подачи газовых сбросов, трубу, соосно установленную внутри корпуса и соединяющую трубопровод подачи жидкостных сбросов с пневматической форсункой, установленной в выходной части корпуса и состоящей из полого наконечника для подачи жидкостных сбросов, патрубка, выполненного глухим со стороны его выходной части и охватывающего с зазором наконечник, при этом канал наконечника выполнен закрытым со стороны его выходной части, а на его наружной поверхности выполнены пилоны, взаимодействующие с внутренней поверхностью патрубка и центрирующие наконечник относительной патрубка, причем на торце наконечника выполнены отверстия, расположенные под углом к оси пневматической форсунки, при этом выходной участок внутренней поверхности патрубка выполнен эквидистантно наружной поверхности наконечника, а на торце патрубка выполнены отверстия, расположенные соосно относительно отверстий, выполненных на торце наконечника, несколько трубок, установленных снаружи корпуса с одинаковым угловым шагом и соединенных с внутренней полостью корпуса, при этом на концах трубок установлены форсунки. Изобретение позволяет снизить уровень загрязнения окружающей среды. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.