Факельная горелка (варианты)

(51) 23 14/20 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ примыкающей к кольцевой перегородке 4 диффузорной части 7, улиточного завихрителя 9 и конфузорной части 8 или только диффузорной 7 и конфузорной частей 8, воздушное сопло 10,установленное по оси делителя газового потока 6,выполненное с несколькими боковыми патрубками 11, входные срезы которых выведены за пределы факельной трубы 1, ветрозащитная обечайка 14,закрепленная на верхней части факельной трубы 1 или на кольцевой перегородке 4, размещенный в ветрозащитной обечайке 14 электрозапальник 15,соединенный с пультом управления. Отличие предлагаемой полезной модели заключается в том,что ветрозащитная обечайка 14 выполнена цилиндрической или в виде усеченного конуса с направленным вверх меньшим основанием. Преимуществом предлагаемой конструкции факельной горелки является более высокая устойчивость розжига и горения при высокой полноте сгорания топлива и соответственно при меньших вредных выбросах окружающую среду.(72) Бек Айман Аскаровна Нурпеисова Маржан Байсаловна(56) Предварительный патент РК 13933, кл. 23 14/20, 2004(57) Полезная модель относится к нефтегазовой промышленности и экологии и применяется преимущественно для сжигания попутных нефтяных газов при сборе нефти и при ремонте скважин для уменьшения вредных выбросов в окружающую среду. Факельная горелка содержит факельную трубу 1,улиточный завихритель 3, размещенный на входе факельной трубы, аксиальные топливораздающие патрубки 5, закрепленные в установленной на выходном срезе 2 факельной трубы кольцевой перегородке 4 расположенный в трубе соосно с ней делитель газового потока 6, состоящий из 357 Полезная модель относится к нефтегазовой промышленности и экологии и применяется преимущественно для сжигания попутных нефтяных газов при сборе нефти и при ремонте скважин для уменьшения вредных выбросов в окружающую среду. Известна факельная горелка (А.с. СССР 1765620, кл. 23 14/20, 1992). Она содержит факельную трубу, улиточный завихритель, размещенный на входе факельной трубы, аксиальные топливораздающие патрубки, закрепленные на расположенной на выходном срезе факельной трубы кольцевой перегородке, расположенный в трубе соосно с ней делитель газового потока, состоящий из примыкающей к кольцевой перегородке диффузорной части, цилиндрической вставки и конфузорной части, воздушный патрубок, установленный по оси конфузорной части делителя газового потока с возможностью осевого перемещения и имеющий коническое выходное сопло и конфузорный входной участок, выведенный за пределы факельной трубы. В факельной трубе по е периферии в зоне конического выходного сопла воздушного патрубка установлена профилированная и подвижная в осевом направлении обечайка,жестко соединенная с упомянутым соплом посредством радиальных пластин, при этом делитель газового потока закреплен на упомянутых радиальных пластинах, а кольцевая перегородка выполнена с возможностью перемещения относительно выходного среза с образованием регулируемого торцевого зазора. Недостатком устройства является его сложность,а также то, что центральная область факела сгорает с низкой полнотой сгорания, испытывая нехватку кислорода для активного осуществления процесса горения. Это приводит к тому, что легкие фракции,сосредоточенные в центральной зоне факела, имеют большой недожог, генерируют продукты неполного сгорания, окислы азота. Известна факельная горелка, содержащая факельную трубу, улиточный завихритель, размещенный на входе факельной трубы, аксиальные топливораздающие патрубки, закрепленные в установленной на выходном срезе факельной трубы кольцевой перегородке, расположенный в трубе соосно с ней делитель газового потока, состоящий из примыкающей к кольцевой перегородке диффузорной части и конфузорной части, воздушное сопло с насадком, установленное по оси делителя газового потока, выполненное с несколькими боковыми патрубками, входные срезы которых выведены за пределы факельной трубы (А.с. СССР 1698570, кл. 23 14/20, 1991). Недостатком горелки являются недостаточная полнота сгорания топлива в центральной зоне факела и соответственно высокие вредные выбросы в окружающую среду, а также неустойчивость розжига и горения при ветре. Наиболее близкой к заявляемой является факельная горелка, описанная в предварительном патенте Республики Казахстан 13933 (кл. 23 14/20, 2004). Она содержит факельную трубу, на 2 входе которой размещен улиточный завихритель, а на выходном срезе установлена кольцевая перегородка, в которой закреплены топливораздающие патрубки и к которой примыкает расположенный в трубе соосно с ней делитель газового потока, состоящий из диффузорной и конфузорной частей, между которыми расположен улиточный завихритель. По оси делителя газового потока установлено воздушное сопло с несколькими боковыми патрубками, входные срезы которых выведены за пределы факельной трубы. К наружным краям кольцевой перегородки присоединена ветрозащитная обечайка в виде усеченного конуса, большее основание которого направлено вверх. В ветрозащитной обечайке размещен электрозапальник, соединенный с пультом управления. Известная факельная горелка обеспечивает высокую полноту сгорания топлива, но е недостатком является неустойчивость розжига и горения при сильном ветре, т.к. ветер попадает в ветрозащитную обечайку из-за е расширенной верхней части. В основу полезной модели положена задача создания конструкции факельной горелки,обеспечивающей более высокую устойчивость розжига и горения при высокой полноте сгорания топлива и соответственно при меньших вредных выбросах окружающую среду. Технический результат- повышение устойчивости розжига и горения факела. Для достижения указанного технического результата факельная горелка, содержащая факельную трубу, улиточный завихритель, размещенный на входе факельной трубы, аксиальные топливораздающие патрубки, закрепленные в установленной на выходном срезе факельной трубы кольцевой перегородке, расположенный в трубе соосно с ней делитель газового потока, состоящий из примыкающей к кольцевой перегородке диффузорной части, улиточного завихрителя и конфузорной части, воздушное сопло, установленное по оси делителя газового потока, выполненное с несколькими боковыми патрубками, входные срезы которых выведены за пределы факельной трубы, и окружающая топливораздающие патрубки ветрозащитная обечайка, закрепленная на верхней части факельной трубы или на кольцевой перегородке, размещенный в ветрозащитной обечайке электрозапальник,соединенный с пультом управления,согласно изобретению ветрозащитная обечайка выполнена цилиндрической или в виде усеченного конуса с направленным вверх меньшим основанием. Технический результат также достигается тем,что факельная горелка, содержащая факельную трубу, улиточный завихритель, размещенный на входе факельной трубы, аксиальные топливораздающие патрубки, закрепленные в установленной на выходном срезе факельной трубы кольцевой перегородке, расположенный в трубе соосно с ней делитель газового потока, состоящий из примыкающей к кольцевой перегородке 357 диффузорной части, и конфузорной части, воздушное сопло, установленное по оси делителя газового потока, выполненное с несколькими боковыми патрубками, входные срезы которых выведены за пределы факельной трубы, и окружающая топливораздающие патрубки ветрозащитная обечайка,закрепленная на верхней части факельной трубы или на кольцевой перегородке, электрозапальник,размещенный в ветрозащитной обечайке и соединенный с пультом управления, ветрозащитная обечайка выполнена цилиндрической или в виде усеченного конуса с направленным вверх меньшим основанием . В предпочтительных вариантах осуществления воздушное сопло выполнено с тремя патрубками,расположенными под одинаковым углом друг к другу. На фиг. 1 изображена факельная горелка в разрезе, вариант на фиг.2 -факельная горелка в разрезе, вариант на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1, 2. Факельная горелка содержит факельную трубу 1 с выходным срезом 2. На входе в факельную трубу 1 размещен улиточный завихритель 3 (показан условно). На выходном срезе 2 факельной трубы установлена кольцевая перегородка 4. В ней закреплены аксиальные топливораздающие патрубки 5. В факельной трубе 1 соосно с ней размещен делитель газового потока 6, выполненный из диффузорной части 7 и конфузорной части 8. Диффузорная часть 7 делителя газового потока примыкает к кольцевой перегородке 4. Делитель газового потока снабжен улиточным завихрителем 9(показан условно), входной патрубок которого соединен сваркой с выходом конфузорной части 8. а входной патрубок - с входом диффузорной части 7(фиг 1). По оси делителя газового потока 6 установлено воздушное сопло 10. Сопло соединено с тремя боковыми патрубками 11, расположенными под одинаковым углом друг к другу. Выходные срезы 12 патрубков 11 выведены за пределы факельной трубы для забора атмосферного воздуха. На фиг. 2 диффузорная и конфузорная части делителя газового потока соединены между собой цилиндрической вставкой 13. К наружным краям кольцевой перегородки 4 (фиг.1) или к верхней части факельной трубы 1 (фиг.2) присоединена ветрозащитная обечайка 14 в е полости размещен электрозапальник 15, соединенный электрическими проводами 16, закрепленными на наружной поверхности факельной трубы, с пультом управления (не показан). Ветрозащитная обечайка 14 выполнена цилиндрической (фиг.1) или в виде усеченного конуса с направленным вверх меньшим основанием (фиг.2). Факельная горелка работает следующим образом. Газообразное топливо поступает в улиточный завихритель 3 и за счет центробежных сил разделяется на две фракции - легкую и тяжелую. Тяжелая фракция поступает в аксиальные топливораздающие патрубки 5. Легкая фракция поступает в центральную зону факельной трубы 1. Процесс разделения газового потока активизируется делителем потока 6, являющегося струйным насосом - эжектором. В эжекторе активной эжектирующей средой является газовой поток, а пассивной эжектируемой - атмосферный воздух Это позволяет снизить энергозатраты на подвод атмосферного воздуха в центральную часть факела,так как для этой цели используется кинетическая энергия газового потока. Атмосферный воздух засасывается под разряжением в факельную трубу через срезы 12 по входным патрубкам 11 через воздушное сопло 10 в делитель, где происходит его смешение с легкой фракцией топлива. Т.к. воздух подается в центральную часть факела, то это создает условия для его более полного сгорания вдоль оси кольцевой перегородки. Улиточный завихритель 9 дополнительно закручивает поток газа, улучшая его смешивание с воздухом и увеличивая тем самым полноту сгорания воздуха. Электрозапальником 15,который приводится в действие с пульта управления, зажигают газовоздушную смесь. Она горит в виде факела в центральной зоне горелки над кольцевой перегородкой 4. Тепло от этого факела подогревает топливораздающие патрубки, в которые поступает тяжелая фракция газового потока и сжигается в виде микрофакелов на выходе патрубков, что увеличивает полноту сгорания газа. Ветрозащитная обечайка 12,выполненная цилиндрической (фиг.1) или в виде усеченного конуса с направленным вверх меньшим основанием(фиг.2), абсолютно исключает попадание на факел поперечного потока воздуха, что обеспечивает благоприятные условия розжига и горения факела в различных погодных условиях. ФОРМУЛА ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ 1. Факельная горелка, содержащая факельную трубу, улиточный завихритель, размещенный на входе факельной трубы,аксиальные топливораздающие патрубки, закрепленные в установленной на выходном срезе факельной трубы кольцевой перегородке, расположенный в трубе соосно с ней делитель газового потока, состоящий из примыкающей к кольцевой перегородке диффузорной части, улиточного завихрителя и конфузорной части, воздушное сопло, установленное по оси делителя газового потока, выполненное с несколькими боковыми патрубками,входные срезы которых выведены за пределы факельной трубы, и окружающая топливораздающие патрубки ветрозащитная обечайка,закрепленная на верхней части факельной трубы или на кольцевой перегородке, размещенный в ветрозащитной обечайке электрозапальник, соединенный с пультом управления, отличающаяся тем,что ветрозащитная обечайка выполнена цилиндрической или в виде усеченного конуса с направленным вверх меньшим основанием. 2.Факельная горелка по п.1, отличающаяся тем,что воздушное сопло выполнено с тремя патрубками, расположенными под одинаковым углом друг к другу. 3. Факельная горелка, содержащая факельную 3 357 трубу, улиточный завихритель, размещенный на входе факельной трубы, аксиальные топливораздающие патрубки, закрепленные в установленной на выходном срезе факельной трубы кольцевой перегородке, расположенный в трубе соосно с ней делитель газового потока, состоящий из примыкающей к кольцевой перегородке диффузорной части и конфузорной части,воздушное сопло, установленное по оси делителя газового потока, выполненное с несколькими боковыми патрубками, входные срезы которых выведены за пределы факельной трубы, и окружающая топливораздающие патрубки ветрозащитная обечайка, закрепленная на верхней части факельной трубы или на кольцевой перегородке, размещенный в ветрозащитной обечайке электрозапальник, соединенный с пультом управления, отличающаяся тем, что ветрозащитная обечайка выполнена цилиндрической или в виде усеченного конуса с направленным вверх меньшим основанием. 4. Факельная горелка по п.1. отличающаяся тем, что воздушное сопло выполнено с тремя патрубками, расположенными под одинаковым углом друг к другу.