RU2594905C1

RU2594905C1 - Flare facility for burning liquefied hydrocarbon gases

Info

Publication number: RU2594905C1
Application number: RU2015128460/03A
Authority: RU
Inventors: Владислав Юрьевич Климов
Original assignee: Владислав Юрьевич Климов
Priority date: 2015-07-13
Filing date: 2015-07-13
Publication date: 2016-08-20

Abstract

FIELD: recycling.

SUBSTANCE: invention relates to devices intended for burning liquefied hydrocarbon gases for their recycling. Flare facility for burning liquefied hydrocarbon gases includes at least, a separator, inside which there is a coil, heat generator, consisting of a housing filled with heat carrier, combustion chamber installed in inlet part of the housing, at that inside combustion chamber is atmospheric burner, beam of flame tubes and flue pipe located in outlet part of the housing. Input of the coil is connected to a heat generator with the help of heat carrier supply pipeline, and the output of the coil is connected to a heat generator with the help of suction and discharge pipeline of circulation pump, burner device, connected by pipeline to the separator and including shell with shaped inlet and outlet, mounted on the frame, pilot-light burner located inside the shell head made up of hollow shell mainly of cylindrical shape, in outlet part of which there is a shaped bottom, note here that on the ring cylindrical surface, evenly arranged in circumferential direction, there are blind tubes with openings made therein.

EFFECT: technical result is high efficiency and completeness of liquefied hydrocarbon gas combustion.

1 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для сжигания сжиженных углеводородных газов с целью их утилизации.The invention relates to devices for burning liquefied petroleum gases with a view to their disposal.

В настоящее время при полном освобождении изотермических хранилищ и магистральных трубопроводов образуется значительное количество сжиженных углеводородных газов, которые подлежат утилизации. Часто сжиженные углеводородные газы утилизируют путем сжигания.At present, with the complete emptying of isothermal storages and trunk pipelines, a significant amount of liquefied hydrocarbon gases is formed, which must be disposed of. Often liquefied hydrocarbon gases are disposed of by burning.

Сжигание сжиженных углеводородных газов сложно обеспечить, поскольку исходя из условий и режима опорожнения сжиженные углеводородные газы поступают из изотермических хранилищ и магистральных трубопроводов в разных фазах (газ, жидкость, газожидкостная смесь). Также сжигание сжиженных углеводородных газов сопровождается выделением значительного количества сажи, что негативно влияет на окружающую среду и условия труда персонала.The burning of liquefied hydrocarbon gases is difficult to achieve, because, based on the conditions and the mode of emptying, liquefied hydrocarbon gases come from isothermal storages and main pipelines in different phases (gas, liquid, gas-liquid mixture). Also, the combustion of liquefied petroleum gases is accompanied by the release of a significant amount of soot, which negatively affects the environment and working conditions of personnel.

Известна горелка, содержащая корпус с соосно установленной трубой, снабженной по периферии участка, выведенного за пределы корпуса, рассекателем в виде тела Коанда, размещенным с зазором относительно верхнего торца корпуса, при этом в трубе дополнительно установлена отсасывающая трубка, нижний конец которой выведен в корпус, и на участке трубы, размещенном в корпусе, выполнено уширение с отверстиями по его образующей, при этом отношение площади зазора к площади выходного сечения трубы составляет 0,75-1,3, участок трубы, выведенный за пределы корпуса, выполнен в виде сопла Лаваля, а верхний торец отсасывающей трубки размещен на входе в указанное сопло (А.с. СССР №937888 от 01.10.80, дополнительное к а.с. №643719, МКИ F23D 13/20 - прототип).A burner is known that contains a housing with a coaxially mounted pipe, provided on the periphery of a portion outside the housing, with a Koanda body divider placed with a gap relative to the upper end of the housing, while a suction tube is additionally installed in the pipe, the lower end of which is brought into the housing, and in the pipe section located in the casing, broadening was made with holes along its generatrix, while the ratio of the gap to the output section of the pipe is 0.75-1.3, the pipe section exceeded the housing is formed as a Laval nozzle, and the upper end of the suction tube placed at the inlet of said nozzle (AS USSR №937888 from 01.10.80 complementary to AS №643719, MKI F23D 13/20 - prototype).

Указанная горелка работает следующим образом.The specified burner operates as follows.

Сбрасываемый из скважины газ подается к трубе и разделяется на два потока. Первый поток газа поступает к соплу Лаваля, а второй поток - через отверстия трубы - в корпус горелки. При выходе из отверстий газ в начальный момент времени движется в направлении нижней части корпуса, а затем изменяет направление движения на противоположное и движется к боковому кольцевому зазору. При изменении направления движения газ отделяется от жидкой фазы (конденсата), которая собирается в нижней части корпуса. Очищенный поток газа, выходя из бокового кольцевого зазора, вследствие возникающего эффекта Коанда, прилипает к поверхности рассекателя и создает вокруг него зону пониженного давления, в которую вовлекается окружающий воздух. Воздух смешивается с поступающим газом и полученная газовоздушная смесь движется в направлении образующей конического участка рассекателя к выходу первого потока газа.The gas discharged from the well is supplied to the pipe and is divided into two streams. The first gas stream enters the Laval nozzle, and the second stream through the pipe openings enters the burner body. At the exit from the holes, the gas at the initial time moves in the direction of the lower part of the housing, and then changes the direction of movement to the opposite and moves to the lateral ring gap. When the direction of movement changes, the gas is separated from the liquid phase (condensate), which is collected in the lower part of the housing. The purified gas stream, leaving the lateral annular gap, due to the arising Coanda effect, adheres to the surface of the divider and creates a zone of reduced pressure around it, into which the surrounding air is drawn. The air is mixed with the incoming gas and the resulting air-gas mixture moves in the direction of the generatrix of the conical section of the divider to the outlet of the first gas stream.

Первый поток газа, выходя по трубе из сопла Лаваля, подсасывает из корпуса, при помощи отсасывающей трубки, конденсат. Поток конденсата, за счет повышенной скорости газа в узком сечении сопла Лаваля, дробится на мелкодисперсные капли, смешивается с первым потоком газа и вторым газовоздушным потоком. Полученная смесь газа, воздуха и конденсата бездымно сгорает.The first gas stream, exiting through the pipe from the Laval nozzle, draws condensate from the housing, using a suction tube. The condensate stream, due to the increased gas velocity in a narrow section of the Laval nozzle, is crushed into fine droplets, mixed with the first gas stream and the second gas-air stream. The resulting mixture of gas, air and condensate burns smokeless.

Основными недостатками данной горелки является низкая полнота сгорания газа и большой объем вредных выбросов в атмосферу.The main disadvantages of this burner are the low completeness of gas combustion and a large amount of harmful emissions into the atmosphere.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков и снижение уровня загрязнения окружающей среды за счет повышения эффективности и полноты процесса сжигания сжиженных углеводородных газов.The objective of the invention is to eliminate these disadvantages and reduce environmental pollution by improving the efficiency and completeness of the process of burning liquefied petroleum gases.

Решение указанной задачи достигается тем, что предложенная факельная установка для сжигания сжиженных углеводородных газов, согласно изобретению, содержит, как минимум, сепаратор, во внутренней полости которого расположен змеевик, теплогенератор, состоящий из корпуса, заполненного теплоносителем, камеры сгорания, установленной во входной части корпуса, при этом внутри камера сгорания расположена атмосферная горелка, пучка дымогарных труб и дымовой трубы, расположенной в выходной части корпуса, причем вход змеевика соединен с корпусом теплогенератора с помощью трубопровода подачи теплоносителя, а выход змеевика соединен с корпусом теплогенератора с помощью всасывающего и напорного трубопровода циркуляционного насоса, горелочное устройство, соединенное с помощью газопровода с сепаратором и включающее в себя обечайку с профилированным входом и выходом, установленную на раме, дежурную горелку, расположенную внутри обечайки, оголовок, выполненный в виде полой обечайки преимущественно цилиндрической формы, в выходной части которой расположено профилированное днище, при этом на цилиндрической поверхности обечайки равномерно по окружности расположены глухие патрубки, в которых выполнены отверстия.The solution to this problem is achieved by the fact that the proposed flare installation for burning liquefied petroleum gases, according to the invention, contains at least a separator, in the inner cavity of which there is a coil, a heat generator, consisting of a housing filled with a coolant, a combustion chamber installed in the input part of the housing while the inside of the combustion chamber is an atmospheric burner, a beam of smoke tubes and a chimney located in the output part of the housing, and the inlet of the coil is connected to the housing a heat generator using a coolant supply pipe, and the coil output is connected to a heat generator case using a suction and pressure pipe of a circulation pump, a burner connected via a gas pipeline to a separator and including a shell with a profiled input and output mounted on the frame, a standby burner, located inside the shell, the head made in the form of a hollow shell of predominantly cylindrical shape, in the output part of which there is a profiled bottom, however, on the cylindrical surface of the shell evenly around the circumference are deaf nozzles in which openings are made.

Предлагаемая факельная установка для сжигания сжиженных углеводородных газов за счет своих отличительных признаков обеспечивает решение поставленной технической задачи - снижение уровня загрязнения окружавшей среды за счет повышения эффективности и полноты процесса сжигания сжиженных углеводородных газов.The proposed flare unit for burning liquefied petroleum gases due to its distinguishing features provides a solution to the technical problem - reducing the level of environmental pollution by increasing the efficiency and completeness of the process of burning liquefied petroleum gases.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показана схема факельной установки для сжигания сжиженных углеводородных газов, на фиг. 2 - продольный разрез теплогенератора, на фиг. 3 - вид спереди горелочного устройства факельной установки для сжигания сжиженных углеводородных газов, на фиг. 4 - вид сверху горелочного устройства факельной установки для сжигания сжиженных углеводородных газов, на фиг. 5 - вид справа горелочного устройства факельной установки для сжигания сжиженных углеводородных газов, на фиг. 6 - продольный разрез оголовка горелочного устройства.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a diagram of a flare unit for burning liquefied petroleum gases, FIG. 2 is a longitudinal section through a heat generator; FIG. 3 is a front view of a burner device of a flare unit for burning liquefied petroleum gases, FIG. 4 is a plan view of a burner device of a flare unit for burning liquefied petroleum gases, FIG. 5 is a right side view of a burner device of a flare unit for burning liquefied petroleum gases, FIG. 6 is a longitudinal section through the tip of the burner device.

Предложенная факельная установка для сжигания углеводородных газов содержит сепаратор 1, во внутренней полости которого расположен змеевик 2, теплогенератор 3, циркуляционный насос 4 и горелочное устройство 5, соединенное с помощью газопровода 6 с сепаратором 1.The proposed flare installation for burning hydrocarbon gases contains a separator 1, in the inner cavity of which is located a coil 2, a heat generator 3, a circulation pump 4 and a burner device 5 connected via a gas pipeline 6 to a separator 1.

Вход змеевика 2 соединен теплогенератором 3 с помощью трубопровода подачи теплоносителя 7, а выход змеевика 2 соединен с теплогенератором 3 с помощью всасывающего трубопровода 8 и напорного трубопровода 9 циркуляционного насоса 4.The input of the coil 2 is connected to the heat generator 3 by means of the coolant supply pipe 7, and the output of the coil 2 is connected to the heat generator 3 by means of the suction pipe 8 and pressure pipe 9 of the circulation pump 4.

Теплогенератор 3 состоит из корпуса 10, заполненного теплоносителем, камеры сгорания 11, установленной во входной части корпуса 10, пучка дымогарных труб 12 и дымовой трубы 13, расположенной в выходной части корпуса 10. Внутри камеры сгорания 11 расположена атмосферная горелка 14.The heat generator 3 consists of a housing 10 filled with a coolant, a combustion chamber 11 installed in the inlet of the housing 10, a bundle of smoke tubes 12 and a chimney 13 located in the outlet of the housing 10. An atmospheric burner 14 is located inside the combustion chamber 11.

Горелочное устройство 5 включает в себя обечайку 15, установленную на раме 16, дежурную горелку 17, расположенную внутри обечайки 15, оголовок 18, выполненный в виде полой обечайки преимущественно цилиндрической формы, в выходной части которой расположено профилированное днище 19, при этом на цилиндрической поверхности обечайки равномерно по окружности расположены глухие патрубки 20, в которых выполнены отверстия 21. В выходной части обечайки 15 установлен отражатель 22.The burner device 5 includes a shell 15 mounted on the frame 16, a standby burner 17 located inside the shell 15, a head 18 made in the form of a hollow shell of a predominantly cylindrical shape, in the output part of which there is a profiled bottom 19, while on the cylindrical surface of the shell uniformly around the circumference there are blind nozzles 20 in which holes 21 are made. A reflector 22 is installed in the output part of the shell 15.

Предложенная факельная установка для сжигания углеводородных газов работает следующим образом.The proposed flare installation for the combustion of hydrocarbon gases works as follows.

На дежурную горелку 17 горелочного устройства 5 подается топливный газ. Из системы управления подается команда на розжиг дежурной горелки 17.Fuel gas is supplied to the standby burner 17 of the burner 5. A command is issued from the control system to ignite the standby burner 17.

После розжига дежурной горелки 17 сжиженный углеводородный газ подается в сепаратор 1, где происходит отделение жидкой фазы сжиженного углеводородного газа от газообразной фазы.After ignition of the standby burner 17, the liquefied petroleum gas is fed to a separator 1, where the liquid phase of the liquefied petroleum gas is separated from the gaseous phase.

В атмосферную горелку 14, установленную в камере сгорания 11 теплогенератора 3, подается топливный газ. Из системы управления подается команда на розжиг атмосферной горелки 14. Выделившееся тепло от продуктов сгорания передается через стенки дымогарных труб 12, установленных в корпусе 10 теплогенератора 3, теплоносителю, движущемуся в межтрубном пространстве в противоположном направлении. Охлажденные продукты сгорания через дымовую трубу 13, установленную в выходной части корпуса 10, поступают в атмосферу. Нагретый теплоноситель поступает по трубопроводу подачи теплоносителя 7 на вход змеевика 2. Охлажденный теплоноситель из змеевика 2 по всасывающему трубопроводу 8 поступает на вход циркуляционного насоса 4. Из циркуляционного насоса 4 теплоносителя по напорному трубопроводу 9 подается в теплогенератор 3.Fuel gas is supplied to the atmospheric burner 14 installed in the combustion chamber 11 of the heat generator 3. A command is issued from the control system to ignite the atmospheric burner 14. The released heat from the combustion products is transmitted through the walls of the smoke tubes 12 installed in the housing 10 of the heat generator 3 to the heat carrier moving in the opposite direction in the annulus. Cooled products of combustion through the chimney 13 installed in the output part of the housing 10 enter the atmosphere. Heated coolant flows through the coolant supply pipe 7 to the inlet of the coil 2. The cooled coolant from the coil 2 through the suction pipe 8 enters the inlet of the circulation pump 4. From the circulation pump 4, the coolant through the pressure pipe 9 is supplied to the heat generator 3.

Змеевик 2, омываемый в сепараторе 1 жидкой фазой сжиженного углеводородного газа, нагревает и испаряет его, переводя из жидкой фазы в газообразную фазу. Газообразный сжиженный углеводородный газ поступает по газопроводу 6 в оголовок 18, горелочное устройство 5 и далее в глухие патрубки 20, где равномерно распределяются между отверстиями 21. При выходе из отверстий 21 струя газообразного сжиженного газа смешивается с воздухом и образует горючую смесь, которая поджигается пламенем дежурной горелки 17 и бездымно сгорает.The coil 2, washed in the separator 1 by the liquid phase of the liquefied petroleum gas, heats and evaporates it, transferring from the liquid phase to the gaseous phase. Gaseous liquefied hydrocarbon gas enters through the gas pipe 6 to the head 18, the burner device 5 and then to the blind nozzles 20, where they are evenly distributed between the openings 21. When leaving the openings 21, a stream of gaseous liquefied gas is mixed with air and forms a combustible mixture, which is ignited by the standby flame burner 17 and burns smokeless.

Использование предложенного технического решения позволит снизить уровень загрязнения окружающей среды за счет повышения эффективности и полноты процесса сжигания сжиженных углеводородных газов.Using the proposed technical solution will reduce environmental pollution by increasing the efficiency and completeness of the process of burning liquefied petroleum gases.

Claims

A flare installation for burning liquefied hydrocarbon gases, characterized in that it contains a separator in the inner cavity of which there is a coil, a heat generator consisting of a housing filled with coolant, a combustion chamber installed in the inlet of the housing, while an atmospheric burner, a beam is located inside the combustion chamber smoke pipes and a chimney located in the output part of the housing, and the inlet of the coil is connected to the housing of the heat generator using a coolant supply pipe, and the outlet One coil is connected to the heat generator body using the suction and pressure pipelines of the circulation pump, a burner connected via a gas pipeline to the separator and including a shell with a profiled inlet and outlet mounted on the frame is a pilot burner located inside the shell, a head made in the form the hollow shell is predominantly cylindrical in shape, in the output part of which there is a profiled bottom, while on the cylindrical surface of the shell evenly around zhnosti blind tubes arranged in which openings.