RU176867U1

RU176867U1 - Flare head

Info

Publication number: RU176867U1
Application number: RU2017103233U
Authority: RU
Inventors: Михаил Михайлович Петров
Original assignee: Михаил Михайлович Петров
Priority date: 2017-01-31
Filing date: 2017-01-31
Publication date: 2018-01-31

Abstract

Полезная модель относится к оголовкам факельных установок для постоянного, периодического или аварийного сброса и последующего сжигания утилизируемых горючих газов и паров и может быть использована в нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической отраслях промышленности.Техническим результатом предлагаемого оголовка факельной установки является повышение эффективности функционирования оголовка.Задача решается тем, что в оголовке факельной установки, содержащей цилиндрическую трубу, с расположенным внутри нее прямоточным струйным затвором, и заслонку, центр тяжести которой в откинутом открытом положении смещен от оси поворота к оси рабочего элемента с обеспечением самопроизвольного возврата заслонки в исходное положение, заслонка установлена внутри трубы, состоит из двух частей, между которыми имеется центральный зазор, причем диаметр заслонок меньше диаметра трубы на 5-10 мм, а прямоточный струйный затвор выполнен в виде усеченного конуса, обращенного меньшим диаметром к выходной части, и является упором для заслонок в закрытом положении.The utility model relates to the heads of flare plants for continuous, periodic or emergency discharge and subsequent burning of utilized combustible gases and vapors and can be used in the oil, refining, petrochemical and chemical industries. The technical result of the proposed head of the flare unit is to increase the efficiency of the head. solved by the fact that in the head of the flare unit containing a cylindrical pipe, located inside a direct-flow jet shutter, and a shutter, the center of gravity of which in the tilted open position is shifted from the axis of rotation to the axis of the working element with the spontaneous return of the shutter to its original position, the shutter is installed inside the pipe, consists of two parts, between which there is a central gap, and the diameter the dampers are 5-10 mm smaller than the pipe diameter, and the direct-flow jet shutter is made in the form of a truncated cone, facing a smaller diameter to the outlet part, and is an emphasis for the dampers in the closed position .

Description

Полезная модель относится к оголовкам факельных установок для постоянного, периодического или аварийного сброса и последующего сжигания утилизируемых горючих газов и паров и может быть использована в нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической отраслях промышленности.The utility model relates to the heads of flare plants for continuous, periodic or emergency discharge and subsequent combustion of utilized combustible gases and vapors and can be used in the oil producing, oil refining, petrochemical and chemical industries.

Известна факельная горелка (RU 2477423, опубл. 10.03.2013 г.), содержащая корпус в виде трубы, снабженной в выходной части рассекателем, размещенным с кольцевым зазором относительно верхнего торца корпуса, при этом внутри трубы установлено, как минимум, одно полое профилированное центральное тело, предпочтительно, два и более, каждое из которых имеет одно минимальное проходное сечение, расположенное в его выходной части, выходной рассекатель выполнен в виде конуса, обращенного вершиной к входной части корпуса горелки, при этом в минимальном сечении, как минимум, одного профилированного центрального тела, предпочтительно входного, установлен с образованием кольцевого зазора дополнительный рассекатель, выполненный преимущественно в виде конуса, обращенного вершиной к входной части корпуса горелки, при этом, как минимум, один рассекатель, предпочтительно все, выполнены с возможностью изменения их геометрических размеров.Known flare burner (RU 2477423, publ. 03/10/2013), containing a casing in the form of a pipe, equipped in the output part with a divider placed with an annular gap relative to the upper end of the casing, while at least one hollow profiled central is installed inside the pipe a body, preferably two or more, each of which has one minimum passage section located in its output part, the output divider is made in the form of a cone facing its apex to the input part of the burner body, while in a minimum section, at least one profiled central body, preferably an inlet, is installed with the formation of an annular gap additional divider, made mainly in the form of a cone facing the apex of the inlet part of the burner, with at least one divider, preferably all, made with the possibility of changing them geometric sizes.

Недостатком такой конструкции является нестабильность работы при перепадах давления, а именно возможны проскоки, либо отрывы пламени, приводящие к аварийным ситуациям либо затуханию пламени с выбросом вредных веществ в атмосферу.The disadvantage of this design is the instability of the work under pressure drops, namely, breakthroughs, or flame tearing, leading to emergency situations or flame attenuation with the release of harmful substances into the atmosphere, are possible.

Известен оголовок факельной установки (патент на изобретение РФ №2046255, опубл. 20.10.1995 г.), содержащий цилиндрическую трубу и установленный в ней осесимметричный затвор в виде пакета диафрагм с отверстиями, герметично прикрепленных к цилиндрической трубе и образующих выходной канал затвора, отверстия диафрагм выполнены кольцевыми с уменьшающимися в направлении потока газа размерами, а кромки диафрагм кольцевого выходного канала затвора в продольных сечениях расположены по лемнискатам, при этом кромки последней на выходе затвора диафрагмы расположены в точках лемнискат с нулевой кривизной.Known tip of the flare unit (patent for the invention of the Russian Federation No. 2046255, publ. 20.10.1995,) containing a cylindrical pipe and mounted in it an axisymmetric shutter in the form of a package of diaphragms with holes that are tightly attached to the cylindrical pipe and form the outlet channel of the shutter, the holes of the diaphragms are made circular with dimensions decreasing in the direction of gas flow, and the edges of the diaphragms of the annular exit channel of the shutter in longitudinal sections are located along lemniscates, while the edges of the latter at the exit of the shutter of the diaphragms s are located at lemniscate points with zero curvature.

Недостатком такого оголовка является низкая технологичность изготовления газового затвора, т.к. для обеспечения герметичности крепления пакета диафрагм к цилиндрической поверхности, каждую диафрагму необходимо крепить в отдельных цилиндрах, а затем соединять их в единую цилиндрическую трубу.The disadvantage of this tip is the low manufacturability of the gas shutter, because to ensure the tightness of the fastening of the package of diaphragms to a cylindrical surface, each diaphragm must be mounted in separate cylinders, and then connect them into a single cylindrical pipe.

Наиболее близким к предлагаемому по своей технической сущности является оголовок сбросной трубы (патент на полезную модель РФ №135382, опубл. 10.12.2013 г.), содержащий прямоточный струйный затвор и крышку, центр тяжести которой в откинутом открытом положении смещен от оси поворота к оси рабочего элемента с обеспечением самопроизвольного возврата крышки в исходное положение, а верхняя часть прямоточного струйного затвора выполнена со скосом.Closest to the proposed in its technical essence is the head of the waste pipe (patent for utility model of the Russian Federation No. 135382, published December 10, 2013), containing a direct-flow jet shutter and a cover, the center of gravity of which in the tilted open position is shifted from the axis of rotation to the axis the working element with the spontaneous return of the cover to its original position, and the upper part of the direct-flow jet shutter is made with a bevel.

Недостатком такой конструкции является низкая эффективность работы при низких давлениях газа, т.к. для открытия цельной крышки требуется большая подъемная сила.The disadvantage of this design is the low efficiency at low gas pressures, because opening a one-piece cover requires a lot of lift.

Техническим результатом предлагаемого оголовка факельной установки является повышение эффективности функционирования оголовка.The technical result of the proposed head of the flare unit is to increase the efficiency of the operation of the head.

Задача решается тем, что в оголовке факельной установки, содержащей цилиндрическую трубу, с расположенным внутри нее прямоточным струйным затвором, и заслонку, центр тяжести которой в откинутом открытом положении смещен от оси поворота к оси рабочего элемента с обеспечением самопроизвольного возврата заслонки в исходное положение, заслонка установлена внутри трубы, состоит из двух частей, между которыми имеется центральный зазор, причем диаметр заслонок меньше диаметра трубы на 5-10 мм, а прямоточный струйный затвор выполнен в виде усеченного конуса, обращенного меньшим диаметром к выходной части, и является упором для заслонок в закрытом положении.The problem is solved in that in the head of the flare unit containing a cylindrical pipe, with a direct-flow jet shutter located inside it, and a damper whose center of gravity in the tilted open position is shifted from the axis of rotation to the axis of the working element, ensuring the spontaneous return of the damper to its original position, the damper installed inside the pipe, consists of two parts, between which there is a central gap, and the diameter of the valves is less than the diameter of the pipe by 5-10 mm, and the direct-flow jet shutter is made in the form of a truncation This cone, facing a smaller diameter to the output part, and is an emphasis for the shutters in the closed position.

На фиг. 1 показан осевой разрез предложенного оголовка факельной установки, на фиг. 2 - оголовок факельной установки, вид сверху.In FIG. 1 shows an axial section of the proposed head of the flare unit; FIG. 2 - flare head, top view.

Оголовок факельной установки включает цилиндрическую трубу 1 и установленный в ней прямоточный струйный затвор 2 в виде усеченного конуса, обращенного меньшим диаметром к выходной части. Внутри цилиндрической трубы 1 по окружности над прямоточным струйным затвором 2 расположены с центральным зазором 3 заслонки 4. Позицией 5 обозначен центр тяжести на заслонках 4. На креплении заслонок 4 находится амортизатор 6, например, пружина.The tip of the flare unit includes a cylindrical pipe 1 and a direct-flow jet shutter 2 installed in it in the form of a truncated cone, facing a smaller diameter to the output part. Inside the cylindrical pipe 1 around the ram above the direct-flow jet shutter 2, the shutters 4 are located with a central clearance 3. Position 5 indicates the center of gravity on the shutters 4. A shock absorber 6 is located on the fastening of the shutters 4, for example a spring.

Оголовок факельной установки работает следующим образом.The head of the flare unit works as follows.

При поступлении сбросного газа (в том числе резком, возникающем при аварийных сбросах) в цилиндрическую трубу 1 оголовка, газ попадает в прямоточный струйный затвор 2. За счет того, что прямоточный струйный затвор 2 выполнен в виде усеченного конуса, обращенного меньшим диаметром к выходной части, на выходе давление газа увеличивается, воздействуя на заслонки 4, поворачивает их до соприкосновения с амортизатором 6. При этом струи газа при открытых заслонках 4, которые в откинутом положении не препятствуют потоку выходящего газа, выбрасываются в атмосферу. Разность диаметра заслонок и диаметра трубы на 5-10 мм обеспечивает возможность свободного поворота заслонок, при этом если разность диаметров будет менее 5 мм, то заслонки при открытии будут упираться в цилиндрическую трубу, что препятствует их открытию. При разности диаметров заслонок и цилиндрической трубы более 10 мм - функция заслонок не эффективна. Чтобы заслонки 4 не соприкасались с трубой 1, заслонки 1 срезаны (вид сверху). При полном открытии верх заслонок 4 находится выше среза трубы 1 не зависимо от их диаметра.Upon receipt of the waste gas (including a sharp one that occurs during emergency discharges) into the cylinder head pipe 1, the gas enters the direct-flow jet shutter 2. Due to the fact that the direct-flow jet shutter 2 is made in the form of a truncated cone with a smaller diameter facing the outlet part , at the outlet, the gas pressure increases, acting on the shutters 4, turns them until they come into contact with the shock absorber 6. At the same time, gas jets with open shutters 4, which in the tilted position do not impede the flow of the outgoing gas, to the atmosphere. The difference between the diameter of the dampers and the diameter of the pipe by 5-10 mm provides the possibility of free rotation of the dampers, and if the difference in diameters is less than 5 mm, then the dampers will abut the cylindrical pipe when opening, which prevents their opening. If the diameter difference between the dampers and the cylindrical pipe is more than 10 mm, the dampers function is not effective. So that the shutters 4 do not come into contact with the pipe 1, the shutters 1 are cut off (top view). When fully open, the top of the shutters 4 is located above the cut of the pipe 1, regardless of their diameter.

При отсутствии же давления газа заслонки 4 за счет того, что в откинутом открытом положении ее центр тяжести 5 смещен от оси поворота к оси затвора 2, самопроизвольно возвращаются в исходное положение (закрываются), опираясь на прямоточный струйный затвор 2 во избежание провисания.In the absence of gas pressure of the shutter 4 due to the fact that its open center of gravity 5 is shifted from the axis of rotation to the axis of the shutter 2, they spontaneously return to their original position (close), relying on the direct-flow jet shutter 2 to avoid sagging.

Незначительные расходы газов (постоянные затворные, технологические продувки и т.д.) могут выходить в зону горения через конструктивные зазоры между цилиндрической трубой 1 оголовка и заслонками 4, а также центральный зазор 3. Струи газов с низкими скоростями, но тонкие или плоские, с высокой удельной поверхностью хорошо смешиваются с воздухом и сгорают бездымно.Insignificant gas flow rates (constant shutter, process purges, etc.) can enter the combustion zone through the structural gaps between the cylinder head pipe 1 and the shutters 4, as well as the central gap 3. Gas jets with low speeds, but thin or flat, with high specific surface mix well with air and burn smokeless.

Таким образом, по сравнению с прототипом, заявляемый оголовок факельной установки обеспечивает высокую эффективность работы, как при высоких давлениях газа, так и при низких.Thus, compared with the prototype, the inventive tip of the flare unit provides high efficiency, both at high gas pressures and at low.

Claims

The tip of the flare unit, containing a cylindrical pipe with a direct-flow jet shutter located inside it, and a damper whose center of gravity in the tilted open position is shifted from the axis of rotation to the axis of the working element with the spontaneous return of the damper to its original position, characterized in that the damper is installed inside pipe, consists of two parts, between which there is a central gap, and the diameter of the valves is less than the diameter of the pipe by 5-10 mm, and the direct-flow jet shutter is made in the form of a truncated o cone, facing a smaller diameter to the output part, and is an emphasis for the shutters in the closed position.