RU61843U1

RU61843U1 - GAS BURNING DEVICE

Info

Publication number: RU61843U1
Application number: RU2006136715/22U
Authority: RU
Inventors: Марина Николаевна Ильина; Дмитрий Михайлович Старшинов; Александр Сергеевич Заворин
Priority date: 2006-10-16
Filing date: 2006-10-16
Publication date: 2007-03-10

Abstract

Полезная модель направлена на создание газогорелочного устройства с возможностью сжигания газообразного топлива, обогащенного тяжелыми углеводородами, в частности, нефтяного попутного газа. Указанный технический результат достигается тем, что газогорелочные устройство содержит воздуховоды, установленные между пористой и непористой цилиндрическими поверхностями, к которым присоединен раздающий газовый коллектор, образованный цилиндрическими поверхностями. Газовый коллектор с установленным перед ним сменным цеолитовым фильтром, представляющим собой съемную металлическую кассету, две противоположные стенки которой изготовлены в виде сетчатых крышек, по крайней мере одна из которых выполнена съемной, при этом кассета заполнена порошкообразным цеолитом, присоединен к газопроводу. К непористой цилиндрической поверхности присоединен диффузор, который подключен к воздуховоду. 4 ил.The utility model is aimed at creating a gas burner device with the possibility of burning gaseous fuels enriched with heavy hydrocarbons, in particular, associated petroleum gas. The specified technical result is achieved in that the gas burner device comprises air ducts installed between porous and non-porous cylindrical surfaces, to which a distributing gas manifold formed by cylindrical surfaces is connected. The gas manifold with a removable zeolite filter installed in front of it, which is a removable metal cassette, the two opposite walls of which are made in the form of mesh covers, at least one of which is removable, while the cassette is filled with powdered zeolite, attached to the gas pipeline. A diffuser is connected to the non-porous cylindrical surface, which is connected to the duct. 4 ill.

Description

Полезная модель относится к горелочным устройствам для сжигания газа, а именно к горелкам без предварительного смешивания газообразного топлива с воздухом, и может найти применение при сжигании в энергетических установках газообразного топлива, содержащего тяжелые углеводороды, в частности, нефтяного попутного газа.The utility model relates to burner devices for burning gas, namely, burners without prior mixing of gaseous fuels with air, and may find application in the burning of gaseous fuels containing heavy hydrocarbons, in particular, associated petroleum gas, in power plants.

Известно устройство для подготовки и подачи топливовоздушной смеси в камеру сгорания газотурбинной установки [Патент РФ №2143642, МПК 6 F23 R 3/34, опубл. 1999.12.27], содержащее коаксиально размещенные центральную топливную форсунку, воздушный канал с осевым завихрителем и кольцевым козырьком на выходе, топливовоздушный канал с топливоподводящим устройством в районе его входа и завихрителем и наружный канал с воздушным подводом.A device is known for preparing and supplying a fuel-air mixture to a combustion chamber of a gas turbine installation [RF Patent No. 2143642, IPC 6 F23 R 3/34, publ. 1999.12.27], containing a coaxially placed central fuel nozzle, an air channel with an axial swirler and an annular visor at the outlet, an air-fuel channel with a fuel supply device at its inlet and a swirl, and an external channel with an air supply.

Недостатком этого устройства является низкая эффективность сжигания газообразного топлива, содержащего тяжелые углеводороды.The disadvantage of this device is the low efficiency of burning gaseous fuels containing heavy hydrocarbons.

Известно газогорелочное устройство [Авторское свидетельство СССР №817386, МПК 5 F23 D 14/02, опубл. 1981.03.30], содержащее коаксиально установленные внутренний воздухоподающий и внешний топливный каналы, последний из которых на входе подключен к кольцевой циклонной камере, образованной улиткообразной обечайкой, смолоотделительной перфорированной перегородкой, тангенциальным топливоподающим патрубком и смолосборным желобом, причем выходной срез воздухоподающего канала заглублен относительно выходного среза топливного канала.Known gas burner device [USSR author's certificate No. 817386, IPC 5 F23 D 14/02, publ. 1981.03.30], containing coaxially installed internal air supply and external fuel channels, the last of which is connected at the inlet to an annular cyclone chamber formed by a cochlear shell, a perforated resin separation chamber, a tangential fuel supply pipe, and an oil collecting chute, the outlet cut of the air supply channel being recessed relative to the outlet fuel channel.

Недостатком данного газогорелочного устройства является низкая эксплуатационная надежность.The disadvantage of this gas burner device is the low operational reliability.

Известно газогорелочное устройство [Авторское свидетельство СССР №1645761, МПК 5 F 23 14/02, 14/20, опубл. 1991.04.30], выбранное в качестве прототипа, содержащее коаксиально установленные внутренний воздухоподающий и внешний топливный каналы, последний из которых на входе подключен к кольцевой циклонной камере, образованной улиткообразной обечайкой, смолоотделительной перфорированной перегородкой, тангенциальным топливоподающим патрубком и смолосборным желобом, причем выходной срез воздухоподающего канала заглублен относительно выходного среза топливного канала.Known gas burner device [USSR author's certificate No. 1645761, IPC 5 F 23 14/02, 14/20, publ. 1991.04.30], selected as a prototype, containing coaxially mounted internal air supply and external fuel channels, the last of which is connected at the inlet to an annular cyclone chamber formed by a cochlear shell, a perforated resin separation wall, a tangential fuel supply pipe, and an oil collecting chute, with an outlet cut of the air duct the channel is recessed relative to the output cut of the fuel channel.

Недостатками данного устройства недостаточный напор газа для создания вихревого потока, а, следовательно, неэффективность предочистки нефтяных попутных газов.The disadvantages of this device is the insufficient gas pressure to create a vortex flow, and, consequently, the inefficiency of pretreatment of associated gas.

Задачей полезной модели является создание газогорелочного устройства с возможностью сжигания газообразного топлива, обогащенного тяжелыми углеводородами, в частности, нефтяного попутного газа.The objective of the utility model is to create a gas burner device with the possibility of burning gaseous fuels enriched with heavy hydrocarbons, in particular, associated petroleum gas.

Поставленная задача достигается тем, что газогорелочное устройство, также как в прототипе содержит воздуховоды и топливный канал.The task is achieved in that the gas burner device, as in the prototype, contains air ducts and a fuel channel.

Согласно полезной модели воздуховоды расположены между пористой и непористой цилиндрическими поверхностями устройства, к которым присоединен раздающий газовый коллектор, с установленным перед им сменным цеолитовым фильтром. Фильтр представляет собой съемную металлическую кассету, две противоположные стенки которой изготовлены в виде сетчатых крышек, по крайней мере одна из которых выполнена съемной. Кассета заполнена порошкообразным цеолитом. Газовый коллектор присоединен к газопроводу. К непористой цилиндрической поверхности устройства присоединен диффузор, подключенный к воздуховоду.According to a utility model, air ducts are located between the porous and non-porous cylindrical surfaces of the device to which the distributing gas manifold is attached, with a replaceable zeolite filter installed in front of it. The filter is a removable metal cassette, the two opposite walls of which are made in the form of mesh covers, at least one of which is removable. The cassette is filled with powdered zeolite. The gas manifold is connected to the gas pipeline. A diffuser connected to the duct is connected to the non-porous cylindrical surface of the device.

При разработке нефтегазовых месторождений возникает проблема утилизации нефтяного попутного газа. На нефтепромыслах, как правило, отсутствуют производства для переработки нефтяного попутного газа в «жидкие» пропан-бутановый газ и газовый бензин, т.е. продукты, пригодные в качестве топлива и химического сырья. Попытки использовать нефтяной попутный газ непосредственно в качестве топлива для небольших (местных) энергетических установок не дали положительных результатов. На деталях конструкции газовых горелок образовывались нефтепарафиновые отложения, на теплонагревательных элементах энергетических установок скапливались продукты неполного сгорания топлива, а в атмосферу поступали несгоревшие тяжелые углеводороды и их соединения. По этой причине нефтяной попутный газ сжигают, в основном, в факелах.When developing oil and gas fields, the problem arises of the utilization of oil associated gas. In the oil fields, as a rule, there are no production facilities for processing petroleum associated gas into “liquid” propane-butane gas and gas gasoline, i.e. Products suitable as fuels and chemical raw materials. Attempts to use petroleum associated gas directly as fuel for small (local) power plants have not yielded positive results. Oil-paraffin deposits formed on the details of the construction of gas burners, products of incomplete combustion of fuel accumulated on the heat-generating elements of power plants, and unburned heavy hydrocarbons and their compounds entered the atmosphere. For this reason, associated petroleum gas is burned mainly in flares.

Общеизвестно, что для отделения сгораемой легкой фракции углеводородов (C₁-C₄) от тяжелой фракции (C₅ и выше) используют молекулярные сита [Советский энциклопедический словарь. М.: Изд-во «Советская энциклопедия». 1989, с.833]. К таким ситам, в первую очередь, относят минералы группы каркасных алюмосиликатов -природные цеолиты [Горная энциклопедия. М.: Изд-во «Советская энциклопедия». 1991, с.375-376]. Цеолиты - это высокоактивные сорбенты большой емкости, посредством которых можно производить разделение смесей в газообразной и жидкой средах. Для этих же целей используются и синтетические цеолиты, насчитывающие свыше 100 видов.It is well known that molecular sieves are used to separate the combustible light hydrocarbon fraction (C ₁ -C ₄ ) from the heavy fraction (C ₅ and higher) [Soviet Encyclopedic Dictionary. M .: Publishing house "Soviet Encyclopedia". 1989, p. 833]. To such sieves, first of all, include minerals of the group of frame aluminosilicates - natural zeolites [Mountain encyclopedia. M .: Publishing house "Soviet Encyclopedia". 1991, p. 375-376]. Zeolites are highly active sorbents of large capacity, through which it is possible to separate mixtures in gaseous and liquid media. For the same purposes, synthetic zeolites with more than 100 species are also used.

Предложенное газогорелочное устройство позволяет организовать компактную зону горения с короткофакельным пламенем. Газопровод, для равномерного распределения топлива по всему горелочному устройству, присоединен к раздающему коллектору The proposed gas burner device allows you to organize a compact combustion zone with a short flame. The gas pipeline, for uniform distribution of fuel throughout the burner device, is connected to the distribution manifold

тангенциально. Возможность сжигания нефтяного попутного газа обеспечивается установкой так называемого цеолитового фильтра. Фильтр представляет собой металлическую кассету, две противоположные стенки которой, обращенные к диффузорам, изготовлены в виде сетчатых металлических крышек, по крайней мере, одна из них выполнена съемной. Кассета заполнена порошкообразным цеолитом.tangentially. The possibility of burning associated petroleum gas is provided by the installation of a so-called zeolite filter. The filter is a metal cassette, the two opposite walls of which, facing the diffusers, are made in the form of mesh metal covers, at least one of them is removable. The cassette is filled with powdered zeolite.

Зона горения данной горелки обладает короткой длиной факела, позволяя расположить экранные трубы котла ближе к пористой поверхности горелки, и, как результат, получить меньшие габариты агрегата.The combustion zone of this burner has a short torch length, making it possible to position the boiler screen tubes closer to the porous surface of the burner, and, as a result, to obtain smaller unit dimensions.

Полезная модель делает возможным исключение или существенное снижение поступления тяжелых углеводородов в газогорелочное устройство, что позволяет:The utility model makes it possible to eliminate or significantly reduce the flow of heavy hydrocarbons into the gas burner device, which allows:

- уменьшить количество нефтепарафиновых отложений на деталях газогорелочного устройства, что обеспечивает нормальный режим его работы;- reduce the amount of oil-paraffin deposits on the details of the gas burner device, which ensures normal operation;

- уменьшить отложения продуктов неполного сгорания нефтяного попутного газа на теплонагревательных элементах энергетических установок, что обеспечивает нормальные теплообменные процессы в теплообменниках энергетических установок;- reduce deposits of products of incomplete combustion of associated petroleum gas on the heating elements of power plants, which ensures normal heat transfer processes in the heat exchangers of power plants;

- снизить концентрацию вредных веществ в уходящих газах, а, следовательно, улучшить состояние окружающей среды.- reduce the concentration of harmful substances in the exhaust gases, and, therefore, improve the environment.

На фиг.1 изображено газогорелочное устройство, продольный разрез А-А.In Fig.1 shows a gas burner device, a longitudinal section aa.

На фиг.2 - поперечный разрез Б-Б газогорелочного устройства.Figure 2 is a transverse section bB of the gas burner device.

На фиг.3 - сменный цеолитовый фильтр.Figure 3 - replaceable zeolite filter.

На фиг.4 - Вид В газогорелочного устройства.Figure 4 - View In gas burner device.

Газогорелочное устройство содержит близко расположенные воздуховоды 1, установленные между пористой и непористой цилиндрическими поверхностями 2 и 3 соответственно, к которым присоединен раздающий газовый коллектор 4. Газовый коллектор 4, присоединен к газопроводу 5. Перед ним установлен сменный цеолитовый фильтр 6 (Фиг.3), представляющий собой съемную металлическую кассету 7, две противоположные стенки которой 8 и 9 соответственно изготовлены в виде сетчатых крышек, по крайней мере одна из которых выполнена съемной, при этом кассета 7 заполнена порошкообразным цеолитом 10. К непористой цилиндрической поверхности 3 присоединен диффузор 11, который подключен к воздуховоду 12.The gas burner device contains closely spaced air ducts 1 installed between the porous and non-porous cylindrical surfaces 2 and 3, respectively, to which a gas distribution manifold 4 is connected. A gas manifold 4 is connected to the gas pipeline 5. A replaceable zeolite filter 6 is installed in front of it (FIG. 3), which is a removable metal cassette 7, the two opposite walls of which 8 and 9, respectively, are made in the form of mesh covers, at least one of which is removable, while the cassette 7 is filled ene powdered zeolite 10. nonporous cylindrical surface 3 is attached diffuser 11 which is connected to the duct 12.

Газогорелочное устройство работает следующим образом.Gas burner device operates as follows.

Газ поступает в раздающий газовый коллектор 4 по газопроводу 5, тангенциально присоединенному к коллектору, через кассету 7 цеолитового фильтра 6 с двумя Gas enters the gas distribution manifold 4 through a gas pipeline 5 tangentially attached to the manifold through a cartridge 7 of a zeolite filter 6 with two

сетчатыми поверхностями 8 и 9 соответственно, где происходит сорбция тяжелых углеводородов порошкообразным цеолитом 10. Необходимый для горения воздух подают по воздуховоду 1 в центральную часть газогорелочного устройства, где он распределяется по близкорасположенным друг к другу воздухопроводам. Используемый для горения газ из раздающего коллектора 4 равномерно заполняет пространство между пористой и непористой цилиндрическими поверхностями горелочного устройства 2 и 3 соответственно. Газ, пройдя через пористую поверхность 2, смешивается с воздухом и образует зону горения.mesh surfaces 8 and 9, respectively, where sorption of heavy hydrocarbons by powdery zeolite 10 takes place. The air necessary for combustion is supplied through duct 1 to the central part of the gas burner device, where it is distributed through air ducts close to each other. The gas used for combustion from the distribution manifold 4 evenly fills the space between the porous and non-porous cylindrical surfaces of the burner device 2 and 3, respectively. The gas, passing through the porous surface 2, mixes with air and forms a combustion zone.

По мере загрязнения цеолитового фильтра 6 адсорбированными углеводородами кассета извлекают из кассетоприемника. Из кассеты 7 удаляют использованный порошкообразный цеолит 10, который подвергается тепловой обработке с целью его повторного использования. Кассета 7 заполняют чистым порошкообразным цеолитом и устанавливают в фильтр. Этот процесс периодически повторяют.As the zeolite filter is contaminated with 6 adsorbed hydrocarbons, the cartridge is removed from the cartridge. Used cassette zeolite 10 is removed from cassette 7, which is subjected to heat treatment in order to reuse it. Cassette 7 is filled with pure powdery zeolite and installed in a filter. This process is periodically repeated.

Таким образом, полезная модель обеспечивает возможность использования нефтяного попутного газа в качестве топлива для местных энергетических установок, повышение эффективности работы газогорелочного устройства, а также улучшает экологическую ситуацию окружающей воздушной среды.Thus, the utility model provides the possibility of using petroleum associated gas as fuel for local power plants, increasing the efficiency of the gas burner device, and also improves the environmental situation of the surrounding air.

Claims

A gas burner device containing air ducts and a fuel channel, characterized in that the air ducts are located between the porous and non-porous cylindrical surfaces of the device to which the gas distribution manifold is attached, with a removable zeolite filter installed in front of it, which is a removable metal cassette, the two opposite walls of which are made into in the form of mesh covers, at least one of which is removable, while the cassette is filled with powdered zeolite, and the gas collector p is connected to the gas pipeline, in addition, a diffuser connected to the duct is connected to the non-porous cylindrical surface of the device.