RU2213302C1

RU2213302C1 - Torch

Info

Publication number: RU2213302C1
Application number: RU2002108700A
Authority: RU
Inventors: А.Г. Зимин; Н.А. Крашакова; В.Г. Никифоров; В.Н. Ульянов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Независимый центр экологии человека "ЭКСИ"
Priority date: 2002-04-08
Filing date: 2002-04-08
Publication date: 2003-09-27

Abstract

FIELD: units for complete combustion of hydrocarbons in atmosphere; waste-free utilization of associated petroleum gases in oil fields. SUBSTANCE: proposed torch includes gas nozzle made in form of contraction which adjoins mixer, outlet contraction cap with pilot burner for additional supply of low-pressure gas and igniter unit ; outlet sections of cap and gas nozzle are varying; they are made in form of lugs; length of mixer reduces to four calibers; burner for additional supply of low-pressure gas to cap is mounted coaxially and is made in form of contraction gas nozzle of mixing chamber communicated with interior of cap through side holes; it is provided with igniter unit at sleeve outlet. EFFECT: enhanced efficiency. 2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для полного сжигания углеводородов в атмосфере, и может быть использовано для безотходной утилизации попутных газов на нефтепромыслах и производствах. The invention relates to devices designed for complete combustion of hydrocarbons in the atmosphere, and can be used for waste-free utilization of associated gases in oil fields and industries.

Известна факельная система, содержащая газовый коллектор с соединенной с ним группой газовых труб, установленных вертикально, каждая из которых содержит сопло в виде конфузора на выходе и смесительную камеру, сообщенную с атмосферой, трубы соединены в ферму с растяжками и снабжены стабилизатором в виде завихрителя, являющегося общим для всех труб и содержащего на выходе запальное устройство (см. патент РФ 2059155, кл. 6 F 23 D 14/62, 14/04 Бюл. 12, 1996). Прототип. Known flare system containing a gas manifold with a group of gas pipes mounted vertically, each of which contains a nozzle in the form of a confuser at the outlet and a mixing chamber in communication with the atmosphere, the pipes are connected to a truss with extensions and equipped with a stabilizer in the form of a swirler, which is common to all pipes and containing an ignition device at the outlet (see RF patent 2059155, CL 6 F 23 D 14/62, 14/04 Bull. 12, 1996). Prototype.

Недостатком факельной системы ФС-1 являются:
1. Привязанность геометрии факела к составу и количеству утилизируемого газа.The disadvantage of the flare system FS-1 are:
1. Attachment of the torch geometry to the composition and amount of utilized gas.

2. Сложность и большие габариты стабилизатора, приводящие к росту стоимости. 2. The complexity and large dimensions of the stabilizer, leading to an increase in cost.

3. Возможность образования сажи при частичных и переменных нагрузках, а также и при ветре. 3. The possibility of soot formation under partial and variable loads, as well as in wind.

4. Недостаточная надежность искрового запального устройства в связи с загрязнением оборудования при выбросах нефти, сопровождающихся пожарами. 4. The lack of reliability of the spark ignition device due to contamination of equipment during oil emissions, followed by fires.

Известен эжектор, содержащий газовое сопло в виде набора нескольких параллельных сопел, позволяющих сократить за счет увеличения боковой поверхности эжектирующей газовой струи длину смесительной камеры (см. книгу Г.Н. Абрамовича. "Прикладная газовая динамика". - М.: Наука, 1976, с. 559). Known ejector containing a gas nozzle in the form of a set of several parallel nozzles, allowing to reduce due to the increase in the lateral surface of the ejecting gas jet the length of the mixing chamber (see the book by GN Abramovich. "Applied gas dynamics". - M .: Nauka, 1976, p. 559).

Недостатком эжектора является сложность конструкции газового сопла. The disadvantage of the ejector is the complexity of the design of the gas nozzle.

Известна горелка, содержащая газовое сопло в виде конфузора, примыкающего к смесителю, выходной диффузорно-конфузорный насадок с кольцевым коллектором, подключенным к газовой магистрали низкого давления для дополнительной подачи газа в насадок через отверстия в боковой стенке диффузора (см. авт. св. СССР 1574994, кл. 6 F 23 D 14/04, Бюл. 24, 1990). A known burner containing a gas nozzle in the form of a confuser adjacent to the mixer, an outlet diffuser-confuser nozzle with an annular manifold connected to a low-pressure gas line for additional gas supply to the nozzles through openings in the side wall of the diffuser (see ed. St. USSR 1574994 Cl 6 F 23 D 14/04, Bull. 24, 1990).

Недостатком известной горелки при использовании ее в качестве факельной установки является образования сажи в атмосфере в случае незавершенности процессов образования смеси в диффузорно-конфузорном насадке из-за ограниченности его длины. A disadvantage of the known burner when using it as a flare unit is the formation of soot in the atmosphere in the case of incomplete formation of the mixture in the diffuser-confuser nozzle due to the limited length.

Техническая задача состоит в том, чтобы исключить недостатки факельной системы СФ-1 на базе эжектора и горелки. The technical task is to eliminate the disadvantages of the flare system SF-1 based on the ejector and burner.

Технический результат достигается тем, что факельная установка СФ-1М-1, содержащая газовое сопло в виде конфузора, примыкающего к смесителю, выходной конфузорный оголовок с дежурной горелкой, дополнительной подачи в нее газа низкого давления и запальное устройство, отличающаяся тем, что выходные сечения оголовка и газовое сопло выполнены переменными в форме лепестков, длина смесителя сокращается до четырех его калибров, горелка для дополнительной подачи газа низкого давления в оголовок установлена соосно с ним и выполнена в виде конфузорного газового сопла смесительной камеры в виде стакана, сообщенного с внутренним объемом оголовка боковыми отверстиями внизу и снабженного запальным устройством на выходе из стакана. The technical result is achieved in that the flare unit SF-1M-1, containing a gas nozzle in the form of a confuser adjacent to the mixer, an outlet confuser head with a standby burner, an additional low-pressure gas supply into it and an ignition device, characterized in that the outlet sections of the head and the gas nozzle is made in the form of petals, the length of the mixer is reduced to four of its calibers, the burner for additional low-pressure gas supply to the head is installed coaxially with it and is made in the form of embarrassment a gas nozzle of the mixing chamber in the form of a cup communicated with the inner volume of the head with side openings below and provided with an ignition device at the outlet of the cup.

Внутри оголовка по центру на пилонах размещается горелка дежурного огня, в которую дополнительно подается газ низкого давления. Горелка содержит конфузорное газовое сопло и смесительную камеру в виде стакана, сообщенную с внутренним объемом оголовка боковыми отверстиями, расположенными внизу стакана и снабженную запальным устройством в виде спирали накаливания, установленной на выходе из стакана. In the center of the head, on the pylons, a standby burner is placed, in which an additional low-pressure gas is supplied. The burner contains a confuser gas nozzle and a mixing chamber in the form of a cup communicated with the inner volume of the head with side openings located at the bottom of the cup and equipped with an ignition device in the form of an incandescent spiral mounted at the outlet of the cup.

Пилоны внутри оголовка служат при этом одновременно завихрителем и огнепреградительной решеткой на входе в смеситель. At the same time, the pylons inside the head serve simultaneously as a swirler and a fire barrier at the inlet to the mixer.

На фиг. 1 представлен общий вид факельной установки СФ-1М-1 в разрезе. In FIG. 1 shows a General view in section of the flare unit SF-1M-1.

На фиг. 2 представлены варианты выполнения выходных сечений газовой смеси оголовка по стрелке А-А и газа по стрелке Б-Б. In FIG. 2 shows the options for the implementation of the output sections of the gas mixture of the head in the direction of arrow AA and gas in the direction of BB.

Факельная установка СФ-1М-1 устанавливается на фланец трубы факельного ствола с помощью переходного устройства 1, состоящего из нижнего фланца 2, на котором установлено газовое сопло 3 с пилонами 4, предназначенными для крепления верхнего фланца 5 переходного устройства. The flare unit SF-1M-1 is installed on the flange of the flare barrel pipe using a transition device 1, consisting of a lower flange 2, on which a gas nozzle 3 with pylons 4, designed to mount the upper flange 5 of the transition device, is installed.

На верхний фланец 5 переходного устройства устанавливается эжекционный смеситель 6, который выполнен в виде трубы 7, ограниченной нижним фланцем 8 и верхним фланцем 9. Нижним фланцем 8 смеситель крепиться к верхнему фланцу 5 переходного устройства 1. An ejection mixer 6 is installed on the upper flange 5 of the adapter, which is made in the form of a pipe 7 bounded by the lower flange 8 and the upper flange 9. The mixer is attached to the upper flange 5 of the adapter 1 by the lower flange 8.

К верхнему фланцу смесителя 9 крепится оголовок факела 10, который состоит из обечайки с отбойным козырьком 11, предназначенным для исключения задувания огня, лепестковых сопел 12, горелки дежурного огня 13 и запального устройства 14. The tip of the torch 10 is attached to the upper flange of the mixer 9, which consists of a shell with a bump visor 11, designed to prevent blowing out of the fire, petal nozzles 12, the standby burner 13, and the ignition device 14.

Горелка дежурного огня 13 выполнена в виде стакана 15 с отверстиями внизу по периметру вертикальной стенки стакана. В донышке стакана устанавливается конфузорное сопло 16 системы газа низкого давления 17, берущей начало от газового сопла 3. Стакан устанавливается на пилонах 18 оголовка, одновременно выполняющих роль огнепреградительной решетки. Запальное устройство 14 содержит электрическую спираль накаливания, один конец которой подсоединен к корпусу установки, а другой конец к шине 19, закрепленной на ее корпусе в керамических изоляторах 20. The burner on duty 13 is made in the form of a glass 15 with holes below the perimeter of the vertical wall of the glass. A confuser nozzle 16 of the low-pressure gas system 17, originating from the gas nozzle 3, is installed at the bottom of the glass. The glass is mounted on the pylons 18 of the head, which at the same time act as a fire barrier. The ignition device 14 contains an electric incandescent spiral, one end of which is connected to the casing of the installation, and the other end to the bus 19, mounted on its casing in ceramic insulators 20.

Корпус факельной установки и шина 19 подключаются к источнику тока напряжением до 36 В (на фиг. 1 не показан). The flare casing and bus 19 are connected to a current source of voltage up to 36 V (not shown in Fig. 1).

Факельная установка СФ-1М-1 бессажевого горения может работать постоянно или в дежурном режиме. Flare unit SF-1M-1 of soot-free burning can work continuously or in standby mode.

При запуске газ по магистрали низкого давления 17 подают в сопло 16, а запальное устройство 14 подключают к источнику электрического тока. When starting gas through the low pressure line 17 is fed into the nozzle 16, and the ignition device 14 is connected to an electric current source.

После поджига дежурной горелки утилизируемый газ подают в трубопровод ствола факела, который после смешения в смесителе 6 и оголовке 10 воспламеняется на выходе из оголовка от дежурной горелки и горит в атмосфере в отрыве от оголовка в виде узконаправленного факела. After ignition of the standby burner, the utilized gas is fed into the pipeline of the torch barrel, which, after mixing in the mixer 6 and head 10, is ignited at the outlet of the head of the standby burner and burns in the atmosphere in isolation from the head in the form of a narrowly directed torch.

Захлопка 21 на газовом сопле 3 служит для подачи газа в магистраль низкого давления при малых расходах газа и обеспечения надежности розжига. The flap 21 on the gas nozzle 3 serves to supply gas to the low-pressure line at low gas flow rates and ensure reliability of the ignition.

Claims

A flare unit containing a gas nozzle in the form of a confuser adjacent to the mixer, an outlet confuser head with a standby burner for additional low pressure gas supply to it, and an ignition device, characterized in that the outlet sections of the head and gas nozzle are made in the form of petals, the length of the mixer is reduced up to four calibers, the burner for additional low-pressure gas supply to the head is mounted coaxially with it and is made in the form of a confuser gas nozzle of the mixing chamber in the form of Akana communicated with the interior of tip side hole at the bottom and provided with an ignition device at the outlet of the nozzle.