RU2386897C2 - Parfyonov flame device - Google Patents
Parfyonov flame device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2386897C2 RU2386897C2 RU2007123194/06A RU2007123194A RU2386897C2 RU 2386897 C2 RU2386897 C2 RU 2386897C2 RU 2007123194/06 A RU2007123194/06 A RU 2007123194/06A RU 2007123194 A RU2007123194 A RU 2007123194A RU 2386897 C2 RU2386897 C2 RU 2386897C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- gases
- head
- flare
- combustion
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
- F23G7/06—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases
- F23G7/08—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases using flares, e.g. in stacks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Incineration Of Waste (AREA)
- Feeding And Controlling Fuel (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройству факельных установок и может быть использовано в нефтегазовой, нефтехимической, химической, коксохимической и других отраслях промышленности для термического обезвреживания газов при невозможности их утилизации в технологических процессах и/или аварийном их сбросе в атмосферу.The invention relates to a device for flare installations and can be used in the oil and gas, petrochemical, chemical, coke and other industries for the thermal neutralization of gases when it is impossible to utilize them in technological processes and / or their emergency discharge into the atmosphere.
Законодательство по охране окружающей среды требует, чтобы сжигание газов производилось бездымно (без образования сажи) и с минимальным содержанием окиси углерода (СО) в продуктах сгорания.Environmental legislation requires that gases be burned smokeless (without soot) and with a minimum content of carbon monoxide (CO) in the products of combustion.
Распространены конструкции оголовков факельных установок, представляющие собой обрез круглой факельной трубы, по окружности которой размещены дежурные горелки. На оголовках могут быть устройства для подачи пара и/или воздуха, и/или воды.The designs of the flare head are widespread, which are a sawn-off shotgun of a round flare pipe, on the circumference of which stand-by burners are placed. On the heads may be devices for supplying steam and / or air and / or water.
Недостатком конструкции является то, что для получения бездымного сгорания сбросного газа к факельной горелке должны принудительно подавать в большом количестве воздух или/и водяной пар, или/и воду (И.И.Стрижевский, А.И.Эльнатанов. «Факельные установки». - М: Химия, 1979, стр.38-41). Однако водяной пар или вода, испаряющаяся в пламени, подавляют горение (являются инертными как азот, гелий, углекислый газ и т.п.), снижают температуру в факеле пламени ниже температуры крекинга, что прекращает образование сажи, но факельные газы уже не сгорают.The design flaw is that in order to obtain smokeless combustion of the exhaust gas, a large quantity of air or / and water vapor or / and water must be forced to supply a large amount of smoke to the flare burner (II Strizhevsky, AI Elnatanov. “Flare units”. - M: Chemistry, 1979, pp. 38-41). However, water vapor or water that evaporates in a flame suppresses combustion (they are inert like nitrogen, helium, carbon dioxide, etc.), reduce the temperature in the flame plume below the cracking temperature, which stops the formation of soot, but the flame gases no longer burn.
Наиболее близкой к заявке по технической сути является конструкция факельного оголовка для бездымного сжигания газов (патент на ПМ RU №36876), состоящего из корпуса и подвижного газового затвора в виде перевернутого «стакана». При аварийных сбросах с увеличением давления газов до расчетной величины, «стакан» начинает приподниматься и выпускать факельные газы в верхнюю часть оголовка.Closest to the application, in technical essence, is the design of a flare head for smokeless combustion of gases (patent for ПМ RU No. 36876), consisting of a housing and a movable gas shutter in the form of an inverted “glass”. In case of emergency discharges with increasing gas pressure to the calculated value, the “glass” begins to rise and release flare gases to the upper part of the head.
Недостатком конструкции является то, что большие и аварийные сбросы газов не удается сжигать полностью, так как оголовок формирует факельные газы в струю, имеющую в поперечном сечении замкнутую круглую форму с пониженным давлением внутри и стягивающуюся к центральной оси, с минимальной поверхностью контакта с воздухом. Кроме того, дно «стакана» создает большое газодинамическое сопротивление при аварийных сбросах, которое препятствует применению таких оголовков на специальных факельных системах (низкого давления) и приводит к неоправданному увеличению его габаритов.The design drawback is that large and emergency gas discharges cannot be completely burned, since the head forms flare gases in a jet having a closed circular cross-section in cross section with reduced pressure inside and contracting to the central axis, with a minimum contact surface with air. In addition, the bottom of the "glass" creates a large gas-dynamic resistance during emergency discharges, which prevents the use of such heads on special flare systems (low pressure) and leads to an unjustified increase in its dimensions.
Задача изобретения - создание конструкций факельных установок бездымного (полного) сжигания газов во всем расчетном диапазоне расходов факельных газов без принудительной подачи воздуха или/и водяного пара, или/и воды увеличением удельной поверхности контакта с окружающим воздухом/газом и достижения их смешения (до стехиометрического коэффициента и более).The objective of the invention is the creation of designs of flare plants smokeless (complete) combustion of gases in the entire estimated range of flow rates of flare gases without forced supply of air and / or water vapor, and / or water by increasing the specific surface area of contact with ambient air / gas and achieve their mixing (up to stoichiometric coefficient and more).
Задача решается тем, что факельная установка бездымного сжигания газов, содержащая оголовок, подвижный газовый затвор в виде тела обтекания, который способен менять проходное сечение оголовка при изменении расхода газа и создающий газовые струи, проходы в зону горения между корпусом оголовка и газовым затвором в зону горения для газов низких давлений или других давлений, постоянных или других расходов. Согласно изобретению, газовый(вые) затвор(ы) выполнен подъемным(и) и/или поворотным(и) в количестве от 1+n (где n от 0 до 10000 и более), имеет(ют) форму(ы) в виде или стержня, или пластины, или конуса, или призмы, или тела обтекания с длиной, превышающей ширину, или сферы, с возможностью поддержания расчетной(ых) скорости(ей) истечения факельных газов из оголовков, и создания газовых струй, в том числе или плоских, и/или разомкнутых, и/или расходящихся в разных направлениях и контактирующих с воздухом с двух сторон, в поперечном сечении минимальной толщины - максимального периметра, которые получаются при обтекании подвижных газовых затворов (далее затворов). Подвижные затворы обеспечивают расчетные скорости истечения газов из оголовков. Для уменьшения габаритов оголовков для больших расходов газов, затворы в виде пластин, расположение граней многогранников могут быть выполнены таким образом, чтобы струи газов не были замкнутыми по периметру полости, а были разомкнутыми, обеспечивая контакт струй с окружающим воздухом с двух сторон (струи газов и их сочетания должны иметь поперечное сечение, например, в виде S, Е, W, II, Н, П, X, звездообразными и т.д.). Эти струи газов могут расходиться по разным направлениям (под углом к осям оголовков и факельного ствола), что увеличивает сечение захвата окружающего воздуха и обеспечивает полноту сгорания.The problem is solved in that the flare installation of smokeless combustion of gases, containing a head, a movable gas shutter in the form of a flow body, which is able to change the cross-section of the head when the gas flow rate changes and creates gas jets, passages into the combustion zone between the head body and the gas shutter into the combustion zone for low pressure gases or other pressures, fixed or other flows. According to the invention, the gas (s) shutter (s) is made of lifting (s) and / or rotary (s) in an amount of from 1 + n (where n is from 0 to 10,000 or more), has (s) shape (s) in the form or a rod, or a plate, or a cone, or a prism, or a streamline body with a length exceeding the width, or a sphere, with the possibility of maintaining the calculated velocity (s) of the outflow of flare gases from the heads and creating gas jets, including or flat and / or open and / or diverging in different directions and in contact with air on both sides, in a cross section of a minimum thickness s - maximum perimeter which are obtained at a flow of gas moving the gate (hereinafter gates). Movable shutters provide the estimated velocity of the flow of gases from the heads. To reduce the dimensions of the heads for high gas flows, the gates in the form of plates, the arrangement of the faces of the polyhedra can be made so that the gas jets are not closed along the perimeter of the cavity, but are open, providing contact of the jets with the surrounding air on both sides (gas jets and their combinations should have a cross section, for example, in the form of S, E, W, II, H, P, X, star-shaped, etc.). These jets of gases can diverge in different directions (at an angle to the axes of the heads and flare barrel), which increases the cross-section of the capture of ambient air and ensures complete combustion.
Когда газовый затвор находится в нижнем (закрытом) положении, создаются проблемы эксплуатации от подпора давления из факельной системы в оборудование при подготовке к ремонту, поэтому, предпочтительно, чтобы оголовки имели проходы в зону горения для газов низких давлений, постоянных или других незначительных расходов. Незначительные расходы газов (постоянные затворные, технологические продувки и т.д.) могут выходить в зону горения через конструктивные зазоры между корпусом оголовка и газовым затвором. Струи газов с низкими скоростями, но тонкие или плоские, с высокой удельной поверхностью хорошо смешиваются с воздухом и сгорают бездымно.When the gas shutter is in the lower (closed) position, operation problems arise from pressure back-up from the flare system to the equipment in preparation for repair, therefore, it is preferable that the heads have openings in the combustion zone for low-pressure gases, constant or other minor costs. Minor gas consumption (constant shutter, process purge, etc.) can enter the combustion zone through the design gaps between the head body and the gas shutter. Jets of gases with low speeds, but thin or flat, with a high specific surface mix well with air and burn smokeless.
Возможна подача газов в зону горения от других различных факельных систем.It is possible to supply gases to the combustion zone from various other flare systems.
Каждая конфигурация сочетания затворов предназначена для своего диапазона расходов и давлений газов. На промышленном предприятии может быть до нескольких тысяч предохранительных клапанов (ПК) от различных технологических установок, имеющих выхлопы в одну факельную систему. При срабатывании одного или нескольких ПК давление в факельной системе должно увеличиваться незначительно, что обеспечивается открытием на оголовке(ах) одного или нескольких затворов минимальной пропускной способности (стержневые и/или сферические, и/или конические). С увеличением расходов газов и увеличением давления в факельной системе, на оголовке(ах) открываются затворы (пластинчатые, и/или призматические, и/или тела обтекания и т.д.), рассчитанные на большие: пропускные способности и давления. В зависимости от расчетных расходов газов затворы могут иметь длину большую, чем ширина. Возможна эжекция газами высоких скоростей в зону горения газов от других факельных систем с меньшим давлением (от параллельных и/или коаксиальных факельных стволов).Each valve combination configuration is designed for its own range of gas flow rates and pressures. An industrial enterprise can have up to several thousand safety valves (PCs) from various process units that have exhausts into one flare system. When one or more PCs are triggered, the pressure in the flare system should increase slightly, which is ensured by opening on the head (s) of one or more gates of the minimum throughput (rod and / or spherical and / or conical). With an increase in gas consumption and an increase in pressure in the flare system, gates (lamellar, and / or prismatic, and / or flow bodies, etc.) open on the head (s), designed for large: throughputs and pressures. Depending on the calculated gas flow rates, the gates may have a length greater than the width. It is possible to eject gases of high speeds into the combustion zone of gases from other flare systems with lower pressure (from parallel and / or coaxial flare shafts).
Подвижные поворотные затворы могут иметь различные конструкции, самые простые из которых - сферы или цилиндры со сквозными отверстиями, которые в закрытом положении перекрыты обечайками оголовков. Повышение давления газа в факельном стволе (известным приводом, например поршнем с уравновешивающей пружиной) перемещает поршень и через механическую тягу с рычагом передает усилие на поворотные затворы, которые поворачиваются и открывают проходные отверстия. При уменьшении давления газа пружина возвращает поршень и затворы в исходное закрытое положение.Movable butterfly valves can have various designs, the simplest of which are spheres or cylinders with through holes, which in the closed position are covered by the shells of the heads. The increase in gas pressure in the flare barrel (by a known actuator, for example, a piston with a balancing spring) moves the piston and, through a mechanical rod with a lever, transfers force to the butterfly valves, which rotate and open the passage openings. When the gas pressure decreases, the spring returns the piston and the valves to their original closed position.
Более сложные поворотные затворы могут быть пластинчатыми, в виде жалюзи, также изменяющих проходные сечения верхних обрезов оголовков ФУ. На одной ФУ одновременно могут быть оголовки, имеющие в конструкции подъемные и поворотные затворы.More complex butterfly valves can be lamellar, in the form of blinds, which also change the bore sections of the upper ends of the FU heads. On one FU at the same time there may be heads with the design of lifting and butterfly valves.
Приводы затворов могут быть пневматические, соленоидные, пружинные, гравитационные и любые известные, включая их сочетания.Gate actuators can be pneumatic, solenoidal, spring, gravity and any known, including combinations thereof.
На чертеже показана работа факельной установки, на которой осуществляется способ бездымного сжигания газов переменных составов, расходов и давлений факельных систем различных давлений без принудительной подачи воздуха и/или пара, и/или воды в зону сжигания газов.The drawing shows the operation of the flare unit, which implements a method of smokeless burning of gases of variable compositions, flow rates and pressures of flare systems of various pressures without forced supply of air and / or steam and / or water to the gas combustion zone.
В коаксиальную ФУ 1 по отдельному проходу 2 из факельной системы поступают сжигаемые газы высокого давления 5. Газы из факельных систем низкого давления поступают на сжигание по отдельным проходам 3, 4, (…N). Верхняя часть прохода 2 ФУ 1 имеет оголовок(и) 6 совместно с затвором 8, направляющий и формирующий плоские струи сжигаемых газов 7. Выход газов через оголовок(и) 6 закрывается (при отсутствии протока газов 5 из факельной установки) подвижным газовым затвором (регулирующим устройством подъемным и/или поворотным) 8. На чертеже показан простейший частный случай, когда выполнен подъемный затвор. При увеличении расхода газов 5 давление под затвором 8 увеличивается и он приподнимается с увеличением зазора между оголовком 6 и подвижной частью - затвором (нижнее положение показано пунктиром). Повышение давления газов приводит к увеличению геометрических размеров газовой струи, поверхности соприкосновения газов с окружающим воздухом и турбулентности. Струи газов 7 высокого давления взаимодействуют со струями газов низкого давления 9.10 (…N), эжектируют их и выбрасывают последние с высокой скоростью в зону смешения с окружающим воздухом и горения. Регулирование давления под затвором производится грузом 11 (гравитационным способом) с тягой 12 (или любым другим известным приводом). Для возможности сжигания газов с незначительными расходами (например, постоянные расходы и постоянные технологические сбросы) и незначительными давлениями, предусмотрены проходы 13 мимо затвора 8 (в нижнем положении) в зону горения.
Таким образом, обеспечивается бездымное сжигание газа на факельной установке без принудительной подачи воздуха или/и водяного пара, или/и воды.Thus, smokeless gas burning is ensured in a flare unit without forced supply of air and / or water vapor and / or water.
Claims (1)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007123194/06A RU2386897C2 (en) | 2007-06-13 | 2007-06-13 | Parfyonov flame device |
PCT/RU2008/000365 WO2008153444A2 (en) | 2007-06-13 | 2008-06-09 | Flare device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007123194/06A RU2386897C2 (en) | 2007-06-13 | 2007-06-13 | Parfyonov flame device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007123194A RU2007123194A (en) | 2008-12-20 |
RU2386897C2 true RU2386897C2 (en) | 2010-04-20 |
Family
ID=40130340
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007123194/06A RU2386897C2 (en) | 2007-06-13 | 2007-06-13 | Parfyonov flame device |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2386897C2 (en) |
WO (1) | WO2008153444A2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2485399C2 (en) * | 2011-04-18 | 2013-06-20 | Леонид Николаевич Парфенов | Parfyonov closed smokeless flame |
RU186013U1 (en) * | 2018-02-14 | 2018-12-26 | Виктор Александрович Крюков | TORCH INSTALLATION |
RU188634U1 (en) * | 2019-01-09 | 2019-04-18 | Общество с ограниченной ответственностью "НПП "ПРОМСАЛФ" | HEADLINK TORCH INSTALLATION |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105588144B (en) * | 2016-03-02 | 2018-01-26 | 上海电气燃气轮机有限公司 | Flame smooth combustion apparatus and flame smooth burning method for gas-turbine combustion chamber |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3022717A (en) * | 1958-08-08 | 1962-02-27 | Gen Motors Corp | Closures for upright pipes or stacks |
SU995805A1 (en) * | 1981-04-03 | 1983-02-15 | Предприятие П/Я Р-6603 | Device for preventing air getting into discharge and flame pipes |
DE10037967C1 (en) * | 2000-08-04 | 2001-12-20 | Ct Therm Abgassystemtechnik Gm | Back-flow prevention device, for exhaust gas line, has floating body with central section and outer section raised in succession dependent on power range |
RU2248502C2 (en) * | 2002-08-29 | 2005-03-20 | Парфёнов Леонид Николаевич | Method of smokeless combustion of gas |
RU2289755C1 (en) * | 2005-04-08 | 2006-12-20 | Леонид Николаевич Парфенов | Method for smoke-free gas combustion in flare unit |
-
2007
- 2007-06-13 RU RU2007123194/06A patent/RU2386897C2/en active
-
2008
- 2008-06-09 WO PCT/RU2008/000365 patent/WO2008153444A2/en active Application Filing
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2485399C2 (en) * | 2011-04-18 | 2013-06-20 | Леонид Николаевич Парфенов | Parfyonov closed smokeless flame |
RU186013U1 (en) * | 2018-02-14 | 2018-12-26 | Виктор Александрович Крюков | TORCH INSTALLATION |
RU188634U1 (en) * | 2019-01-09 | 2019-04-18 | Общество с ограниченной ответственностью "НПП "ПРОМСАЛФ" | HEADLINK TORCH INSTALLATION |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2008153444A3 (en) | 2009-04-09 |
WO2008153444A2 (en) | 2008-12-18 |
RU2007123194A (en) | 2008-12-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2386897C2 (en) | Parfyonov flame device | |
JP2006145197A (en) | Linear coanda flare method and apparatus | |
CN101153711A (en) | Partial pre-mix flare burner and method | |
KR20060052396A (en) | After-air nozzle for two-stage combustion boiler, and a two-stage combustion boiler, boiler and combustion method using the same | |
CN109724093B (en) | Burner and combustion method for treating high-water-content low-calorific-value organic wastewater | |
JPS6217507A (en) | Fuel combustion equipment | |
HRP20170208T4 (en) | Burner | |
RU2289755C1 (en) | Method for smoke-free gas combustion in flare unit | |
CN104566366B (en) | Heating furnace and burner pipe-line system thereof | |
US10837636B2 (en) | Staged steam injection system | |
US3822984A (en) | Flare gas burner | |
US3133731A (en) | Apparatus for heating gases | |
JP5014294B2 (en) | Operation method of multi-fuel coaxial combustion burner system | |
CN215723197U (en) | Blade-adjustable cyclone burner and flue gas denitration system | |
CN204438115U (en) | Heating furnace and burner pipe-line system thereof | |
CN101983304A (en) | Combustor casing | |
CN113606577A (en) | Blade-adjustable cyclone burner and flue gas denitration system | |
RU2248502C2 (en) | Method of smokeless combustion of gas | |
KR101595678B1 (en) | Tubular flame burner | |
JP2007232328A (en) | Air port for dual-stage combustion, its operation method, and boiler | |
RU2447362C1 (en) | Injector | |
JP5078030B2 (en) | Operation method of multi-fuel coaxial combustion burner system | |
US20190368729A1 (en) | Post-combustion device and method | |
CN217464466U (en) | Ultralow-emission internal combustion type waste gas incineration system | |
KR100584180B1 (en) | Device for opening and closing fuel injection nozzle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20150429 |