RU2324111C1 - System for remote firing of torch gases - Google Patents
System for remote firing of torch gases Download PDFInfo
- Publication number
- RU2324111C1 RU2324111C1 RU2007111275/06A RU2007111275A RU2324111C1 RU 2324111 C1 RU2324111 C1 RU 2324111C1 RU 2007111275/06 A RU2007111275/06 A RU 2007111275/06A RU 2007111275 A RU2007111275 A RU 2007111275A RU 2324111 C1 RU2324111 C1 RU 2324111C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- gases
- mixture
- ignition
- torch
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области нефтегазовой, нефтехимической и других отраслей промышленности и может быть использовано с целью повышения надежности розжига газовых горелок факельных установок и снижения энергозатрат при термической утилизации токсичных продуктов производства.The invention relates to the field of oil and gas, petrochemical and other industries and can be used to improve the reliability of ignition of gas burners of flare plants and reduce energy consumption during thermal utilization of toxic products.
На газовых и нефтяных месторождениях, на многих крупных предприятиях нефтяной, химической и нефтехимический отраслей промышленности эксплуатируются факельные установки высотного и наземного типов. Они предназначены для сжигания сбросных газов и многофазных систем промстоков, которые образуются в процессе производства.At gas and oil fields, at many large enterprises of the oil, chemical and petrochemical industries, flare installations of high-altitude and ground types are operated. They are intended for the combustion of waste gases and multiphase systems of industrial waste, which are formed in the production process.
Термическая утилизация горючих газов и токсичных жидкостей позволяет предотвратить загрязнение окружающей среды и дает возможность осуществлять эффективную эксплуатацию скважин и переработку продуктов добычи углеводородов. Кроме того, на факел направляют горючие и горючетоксичные газы и пары в аварийных случаях, в период пуска оборудования в работу, при остановке оборудования на ремонт и наладке технологического режима.Thermal disposal of combustible gases and toxic liquids helps prevent environmental pollution and makes it possible to efficiently operate wells and process hydrocarbon production products. In addition, flammable and flammable toxic gases and vapors are sent to the torch in emergency cases, during the period when the equipment is put into operation, when equipment is stopped for repairs and the process mode is set up.
Анализ устройств термической утилизации сбросных газов на факельных установках показывает, что розжиг газовых горелок осуществляется в основном путем создания смеси топлива (природного газа) и воздуха и инициирования горения этой смеси высоковольтным электрическим разрядом.An analysis of thermal waste gas utilization devices in flare plants shows that gas burners are ignited mainly by creating a mixture of fuel (natural gas) and air and initiating combustion of this mixture with a high-voltage electric discharge.
Условием успешного розжига является формирование стехиометрической смеси природного газа и воздуха в отношении 1:10 и полное ее сгорание в зоне химической реакции, следующей за ударной волной, возникающей при подрыве этой смеси высоковольтной искрой.A prerequisite for successful ignition is the formation of a stoichiometric mixture of natural gas and air in a ratio of 1:10 and its complete combustion in the chemical reaction zone following the shock wave that occurs when this mixture is blown up by a high-voltage spark.
Применяемые системы розжига, как отечественные, так и зарубежные обладают недостаточной надежностью и имеют ограничения по климатическим условиям эксплуатации. Основной причиной указанных недостатков известных устройств является проблема формирования стехиометрической смеси газов и устойчивой детонационной волны в линии розжига.The ignition systems used, both domestic and foreign, have insufficient reliability and have limitations on climatic operating conditions. The main reason for these disadvantages of the known devices is the problem of the formation of a stoichiometric mixture of gases and a stable detonation wave in the ignition line.
Известно, например, устройство для зажигания факела, состоящее из двух труб. Одна из них имеет прорезь или отверстия по всей высоте, другая, по которой поступает горючий газ, через определенные промежутки соединена маленькими трубочками с трубой с прорезью. В трубе с прорезью образуется горючая смесь из газа и подсасываемого воздуха. Для зажигания газовой горелки смесь поджигают электрозапалом в нижней части трубы (см., например, И.И.Стрижевский, А.И.Эльнатанов. Факельные установки. - Москва, Химия, 1979, с.184) [1]. Известное устройство обладает недостаточной стабильностью и низкой надежностью розжига газовых горелок в связи с тем, что стехиометрическая смесь топливного газа и воздуха, необходимая для химической реакции горения, формируется случайным образом.It is known, for example, a device for igniting a torch, consisting of two pipes. One of them has a slot or holes along the entire height, the other, through which combustible gas enters, is connected at certain intervals by small tubes with a pipe with a slot. In a pipe with a slot, a combustible mixture of gas and intake air is formed. To ignite a gas burner, the mixture is ignited with an electric fuse in the lower part of the pipe (see, for example, I.I. Strizhevsky, A.I. Elnatanov. Flare units. - Moscow, Chemistry, 1979, p.184) [1]. The known device has insufficient stability and low reliability of the ignition of gas burners due to the fact that the stoichiometric mixture of fuel gas and air, necessary for the chemical reaction of combustion, is formed randomly.
Задачей изобретения является утилизация сбросных газов и многофазных систем промстоков посредством термического воздействия с помощью факельных устройств.The objective of the invention is the disposal of waste gases and multiphase systems of industrial wastewater through thermal exposure using flare devices.
Технический результат изобретения состоит в повышении надежности розжига газовых горелок факельных устройств при снижении энергозатрат для формировании стехиометрической газовой смеси.The technical result of the invention is to increase the reliability of ignition of gas burners of flare devices while reducing energy consumption to form a stoichiometric gas mixture.
Указанный технический результат достигается тем, что предлагается устройство дистанционного розжига факельных газов, включающее генератор постоянного тока, высоковольтный генератор, электролизер для автоматического создания стехиометрической смеси газов путем электролиза водного раствора гидроксида щелочного металла, снабженный электровводом, сепаратор для исключения попадания электролита в линию розжига со сливным вентилем в его нижней части, соединенный с электролизером трубкой для подачи стехиометрической смеси газов (водорода и кислорода) и их детонационного горения и газопроводной трубкой - с полостью высоковольтного электроразрядника, в котором установлены обратный клапан и свеча, а сам электроразрядник трубкой соединен с линией розжига.The specified technical result is achieved by the fact that the proposed device for remote ignition of flare gases, including a direct current generator, a high voltage generator, an electrolyzer for automatically creating a stoichiometric gas mixture by electrolysis of an aqueous solution of alkali metal hydroxide, equipped with an electric input, a separator to prevent electrolyte from entering the ignition line with a drain a valve in its lower part, connected to the electrolyzer with a tube for supplying a stoichiometric mixture of gases (hydrogen and oxygen) and their detonation combustion and gas pipe - with a cavity of a high-voltage electric discharge, in which a check valve and spark plug are installed, and the electric discharge is connected to the ignition line by a tube.
Схема предлагаемого устройства представлена на чертеже.A diagram of the proposed device is presented in the drawing.
Устройство дистанционного розжига факельных газов включает генератор 1 постоянного тока, высоковольтный генератор 2, электролизер 3, снабженный электровводом 4, сепаратор 5, соединенный с электролизером 3 трубкой 6. В нижней части сепаратора 5 установлен сливной вентиль 7. Сепаратор 5 соединен газопроводной трубкой 8 с высоковольтным электроразрядником 9, в котором установлены обратный клапан 10 и свеча 11. Высоковольтный электроразрядник 9 трубкой 12 соединен с линией 13 розжига.The device for remote ignition of flare gases includes a DC generator 1, a high voltage generator 2, an electrolyzer 3 equipped with an electric input 4, a separator 5 connected to the electrolyzer 3 by a pipe 6. A drain valve 7 is installed at the bottom of the separator 5. The separator 5 is connected by a gas pipe 8 to a high voltage an electric discharge 9, in which a check valve 10 and a candle 11 are installed. The high-voltage electric discharge 9 is connected by a tube 12 to the ignition line 13.
Устройство функционирует следующим образом. В электролизере 3 размещают водный раствор гидроксида щелочного металла, например калия. На электроды электролизера 3 с генератора 1 постоянного тока подается ток порядка 40 А. В процессе электролиза раствора создается стехиометрическая смесь водорода и кислорода, которая по трубке 6 поступает в сепаратор 5, из него, преодолевая сопротивление обратного клапана 10, смесь газов по газопроводной трубке 8 поступает в полость высоковольтного электроразрядника 9 и по трубке 12 - в линию 13 розжига. При полном заполнении этой линии 13 розжига смесью водорода и кислорода высоковольтным импульсом с высоковольтного генератора 2 посредством свечи 11 инициируют детонационное горение этой смеси, пламенем которого поджигают топливо, поступающее в газовую горелку по отдельной трубе.The device operates as follows. An electrolytic cell 3 contains an aqueous solution of an alkali metal hydroxide, for example, potassium. A current of the order of 40 A is supplied to the electrodes of the electrolyzer 3 from the DC generator 1. During the electrolysis of the solution, a stoichiometric mixture of hydrogen and oxygen is created, which through the pipe 6 enters the separator 5, from it, overcoming the resistance of the check valve 10, the gas mixture through the gas pipe 8 enters the cavity of the high voltage electric discharge 9 and through the tube 12 into the ignition line 13. When this ignition line 13 is completely filled with a mixture of hydrogen and oxygen with a high-voltage pulse from a high-voltage generator 2, a detonation combustion of this mixture is initiated by means of a candle 11, the flame of which ignites the fuel entering a gas burner through a separate pipe.
В отличие от известных устройств розжига факельных газов, в которых стехиометрическая смесь газов готовится подбором расходов воздуха и природного газа и в этой связи требующего и времени, и значительных энергозатрат, в предлагаемом устройстве стехиометрическая смесь кислорода и водорода формируется автоматически в результате электролиза водного раствора гидроксида щелочных металлов (см., например, Краткая химическая энциклопедия, т.4 - Москва, Советская Энциклопедия, 1967, с.1065).In contrast to the known devices for ignition of flare gases, in which a stoichiometric gas mixture is prepared by selecting air and natural gas consumption and, in this regard, requiring both time and significant energy consumption, the stoichiometric mixture of oxygen and hydrogen is automatically generated in the proposed device as a result of electrolysis of an aqueous alkaline hydroxide solution metals (see, for example, Brief Chemical Encyclopedia, v.4 - Moscow, Soviet Encyclopedia, 1967, p.1065).
Известно, что для любой стехиометрической смеси существуют определенные концентрационные пределы, при которых обеспечивается стационарный режим детонации. При выходе за эти пределы устойчивая детонация нарушается. В предлагаемом устройстве устойчивая детонация смеси водорода и кислорода имеет место в интервале концентраций от 20 до 90%, что в три раза превышает концентрационные пределы устойчивой детонации смеси метана и воздуха, используемой в известном устройстве [1]. Скорость детонационной волны смеси водорода и кислорода, равная 2800 м/с, значительно, в 1.6 раза, превышает скорость детонационной волны для смеси метана и воздуха (1720 м/с), что также увеличивает устойчивость детонации предлагаемой смеси вследствие меньшего снижения энергии горения путем теплопередачи стенкам трубы. Поэтому применение в предлагаемом устройстве стехиометрической смеси водорода и кислорода значительно повышает надежность розжига газовых горелок. Кроме того, сравнение параметров детонации гремучего газа и детонации смеси метана и воздуха, взятых в стехиометрических соотношениях, показывает, что температура детонации гремучего газа почти в 1,5 раза выше температуры детонации смеси метана и воздуха, (см., например, Ф.А.Баум, К.П.Станюкович, Б.И.Шихтер. Физика взрыва. Москва, ГИФМЛ, 1959, с.240-260). Это также увеличивает надежность розжига газовых горелок.It is known that for any stoichiometric mixture there are certain concentration limits at which a stationary detonation regime is ensured. When going beyond these limits, stable detonation is violated. In the proposed device, stable detonation of a mixture of hydrogen and oxygen takes place in the concentration range from 20 to 90%, which is three times higher than the concentration limits of stable detonation of a mixture of methane and air used in the known device [1]. The speed of the detonation wave of a mixture of hydrogen and oxygen, equal to 2800 m / s, is significantly, 1.6 times higher than the speed of the detonation wave for a mixture of methane and air (1720 m / s), which also increases the stability of the detonation of the proposed mixture due to a smaller decrease in combustion energy by heat transfer the walls of the pipe. Therefore, the use in the proposed device of a stoichiometric mixture of hydrogen and oxygen significantly increases the reliability of the ignition of gas burners. In addition, a comparison of the detonation parameters of detonating gas and the detonation of a mixture of methane and air taken in stoichiometric ratios shows that the detonation temperature of an explosive gas is almost 1.5 times higher than the detonation temperature of a mixture of methane and air (see, e.g., F.A .Baum, K.P. Stanyukovich, B.I. Shikhter, Explosion Physics, Moscow, GIFFL, 1959, pp. 240-260). It also increases the reliability of gas burner ignition.
Использование в качестве электролита водного раствора гидроксида щелочного металла, например калия, относящегося к симметричным электролитам, в которых в результате электролитической диссоциации возникает одинаковое количество анионов и катионов, снижает электрическое сопротивление электролита, что уменьшает энергопотребление при реализации предлагаемого способа. Кроме того, применение в качестве электролита водного раствора гидроксида щелочного металла, например калия, застывающего (при определенных концентрациях) при температуре минус 30°С, значительно расширяет температурный диапазон применения предлагаемого способа.Using as an electrolyte an aqueous solution of an alkali metal hydroxide, for example, potassium, belonging to symmetric electrolytes, in which the same number of anions and cations result from electrolytic dissociation, reduces the electrical resistance of the electrolyte, which reduces energy consumption when implementing the proposed method. In addition, the use as an electrolyte of an aqueous solution of an alkali metal hydroxide, for example potassium, congealing (at certain concentrations) at a temperature of minus 30 ° C, significantly expands the temperature range of application of the proposed method.
Устройство дистанционного розжига факельных газов успешно прошло предварительные и приемочные испытания в широком диапазоне температур: от минус 30 до плюс 28°С, которые показали его высокую надежность, низкую энергозатратность и климатическую устойчивость.The device for remote ignition of flare gases has successfully passed preliminary and acceptance tests in a wide temperature range: from minus 30 to plus 28 ° C, which showed its high reliability, low energy consumption and climate stability.
Устройство дистанционного розжига факельных газов внедрено на Заполярном НГДУ ООО «Ямбурггаздобыча» и на Экспериментальном заводе ООО «ТюменНИИгипрогаз».A device for remote ignition of flare gases was introduced at the Zapolyarnoye OGPD of LLC Yamburggazdobycha and at the Experimental Plant of LLC TyumenNIIgiprogaz.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007111275/06A RU2324111C1 (en) | 2007-03-27 | 2007-03-27 | System for remote firing of torch gases |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007111275/06A RU2324111C1 (en) | 2007-03-27 | 2007-03-27 | System for remote firing of torch gases |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2324111C1 true RU2324111C1 (en) | 2008-05-10 |
Family
ID=39799995
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007111275/06A RU2324111C1 (en) | 2007-03-27 | 2007-03-27 | System for remote firing of torch gases |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2324111C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2463521C1 (en) * | 2011-06-08 | 2012-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ТюменНИИгипрогаз" | Device for remote ignition of flare gases |
-
2007
- 2007-03-27 RU RU2007111275/06A patent/RU2324111C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2463521C1 (en) * | 2011-06-08 | 2012-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ТюменНИИгипрогаз" | Device for remote ignition of flare gases |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102928466A (en) | Oil-gas explosive critical parameter testing device and method | |
CN104791811B (en) | A kind of flare system | |
PT107973B (en) | METHOD FOR INCREASING THE EFFICIENCY OF COMBUSTION ENGINES | |
RU2324111C1 (en) | System for remote firing of torch gases | |
RU2375635C1 (en) | Device for remote flare gases ignition | |
CA2822319A1 (en) | Combustible gas composition | |
CN103134391B (en) | High frequency multi-pulse detonation initiation igniter | |
RU2463521C1 (en) | Device for remote ignition of flare gases | |
RU2294485C1 (en) | Method of gas dynamic kindling of gas burners | |
CN204786541U (en) | Plasma dodges and explodes some firearms | |
CN205447825U (en) | Plasma shot point firelock | |
RU2389947C1 (en) | Ignition method of flare devices | |
CN203656943U (en) | Separator exhaust automatic ignition control device | |
CN205560840U (en) | Long -range flame jet formula ignition | |
KR101663460B1 (en) | Hydrogen and oxygen generator | |
JPH10253017A (en) | Hydrogen gas combustion apparatus and burner for heating combustion used therefor | |
RU139074U1 (en) | REMOTE TORCH REMOTE DEVICE | |
CN208154480U (en) | A kind of hydrogen and oxygen mixture burner that can be explosion-proof | |
CN204329065U (en) | For the gas igniter of Industrial Stoves hemi-closure space | |
KR20170004047A (en) | Emulsion Fuel Plasma Combustor | |
RU205623U1 (en) | Flare gas remote ignition device | |
CN106062481A (en) | Apparatus for firing and combustion of syngas | |
CN1142324C (en) | Efficient electrolyzer and its water-burning unit | |
CN201209881Y (en) | High energy igniting means | |
CN205619378U (en) | Plasma lightning burning torch |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20101018 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110328 |
|
RZ4A | Other changes in the information about an invention | ||
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20171228 |