Комбинированное горелочное устройство
Изобретение относится к устройствам, предназначенным для совместного и раздельного сжигания газовых и жидкостных сбросов. Техническим результатом является повышение эффективности и полноты процесса сжигания газовых и жидкостных сбросов. Комбинированное горелочное устройство содержит, как минимум, раму, смесительную головку, закрепленную на раме и состоящую из блока подачи газовых сбросов, блока подачи жидкостных сбросов, представляющие собой два кольцевых коллектора, установленные соосно и соединенные между собой двумя глухими патрубками, форсунок, расположенных по концентрическим окружностям и связывающих между собой блок подачи газовых сбросов и блок подачи жидкостных сбросов, состоящих из наконечника в виде полого цилиндра, соединенного с блоком подачи газовых сбросов. Причем в его выходной части выполнено устройство для закрутки потока, предпочтительно в виде многозаходной спирали, втулки с цилиндрической внутренней поверхностью, охватывающей с зазором наконечник и соединенной с блоком подачи жидкостных сбросов, дежурную горелку, расположенную на оси смесительной головки и закрепленную на раме, коллектор подачи газовых сбросов и коллектор подачи жидкостных сбросов, соединенные со смесительной головкой. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к устройствам, предназначенным для совместного и раздельного сжигания газовых и жидкостных сбросов.
В настоящее время, на объектах добычи, подготовки и переработки нефти и газа, в результате технологических процессов образуется значительное количество горючих газов и жидкостей, которые подлежат утилизации. Горючие газы и жидкости, сбрасываемые с технологических установок, часто утилизируют путем сжигания.
Сжигание газовых и жидкостных сбросов сопровождается выделением значительного количества сажи, что негативно влияет на окружающую среду и условия труда персонала.
Известна газомазутная горелка, предназначенная для раздельного сжигания газа и мазута, содержащая корпус, внутри которого коаксиально расположена мазутная трубка, оканчивающаяся дросселем, иглу с винтовыми канавками, установленную внутри мазутной трубки и соединенный с ней шток для регулирования положения иглы относительно выходного отверстия мазута, механизмы перемещения дросселя и штока, закрепленные на торце корпуса и мазутной трубки (А.А. Винтовкин и др. Горелочные устройства промышленных печей и топок (конструкции и технические характеристики). Справочник, «Интермет Инжиниринг», 1999, рис. 9.25.б, с. 373) - прототип.
Указанная горелка работает следующим образом.
Газ поступает в кольцевой зазор, расположенный между корпусом и мазутной трубкой и далее через дроссель поступает в зону горения. С помощью механизма перемещения дросселя, закрепленного на торце корпуса, осуществляется регулировка расхода газа поступающего в горелку. Мазут поступает в мазутную трубку, проходит через иглу с винтовыми канавками, закручивается и через выходное отверстие поступает в зону горения. За счет перемещения штока и связанной с ним иглы происходит изменение расхода мазута, поступающего в горелку. Перемещение штока осуществляется с помощью механизма, закрепленного на торце мазутной трубки. Горелка способна работать как на одном газе, так и на одном мазуте, а также на их смеси.
Основными недостатком указанной горелки являются значительная длина факела и недостаточно высокая эффективность сжигания топлива.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков и снижение уровня загрязнения окружающей среды за счет повышения эффективности и полноты процесса сжигания газовых и жидкостных сбросов.
Решение указанной задачи достигается тем, что предложенное комбинированное горелочное устройство, согласно изобретению, содержит, как минимум, раму, смесительную головку, закрепленную на раме и состоящую из блока подачи газовых сбросов, блока подачи жидкостных сбросов, представляющих собой два кольцевых коллектора, установленные соосно и соединенные между собой двумя глухими патрубками, форсунок, расположенных по концентрическим окружностям и связывающих между собой блок подачи газовых сбросов и блок подачи жидкостных сбросов, состоящих из наконечника в виде полого цилиндра, соединенного с блоком подачи газовых сбросов, причем в его выходной части выполнено устройство для закрутки потока, предпочтительно в виде многозаходной спирали, втулки с цилиндрической внутренней поверхностью, охватывающей с зазором наконечник и соединенной с блоком подачи жидкостных сбросов, дежурную горелку, расположенную на оси смесительной головки и закрепленную на раме, коллектор подачи газовых сбросов и коллектор подачи жидкостных сбросов, соединенные со смесительной головкой.
В варианте исполнения форсунки смесительной головки расположены под углом к ее оси.
Предлагаемая конструкция комбинированного горелочного устройства, за счет своих отличительных признаков, обеспечивает решение поставленной технической задачи - снижение уровня загрязнения окружавшей среды за счет повышения эффективности и полноты процесса сжигания газовых и жидкостных сбросов.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан вид спереди комбинированного горелочного устройства, на фиг. 2 - вид сверху комбинированного горелочного устройства, на фиг. 3 - вид справа комбинированного горелочного устройства, на фиг. 4 - продольный разрез смесительной головки, на фиг. 5 - продольный разрез форсунки смесительной головки, на фиг. 6 - общий вид комбинированного горелочного устройства в аксонометрии.
Предложенное комбинированное горелочное устройство содержит раму 1, смесительную головку 2, закрепленную на раме 1, дежурную горелку 3, расположенную на оси смесительной головки 2 и закрепленную на раме 1. Смесительная головка 2 соединена с коллектором подачи газовых сбросов 4 и коллектором подачи жидкостных сбросов 5.
Смесительная головка 2 включает в себя блок подачи газовых сбросов 6, блок подачи жидкостных сбросов 7, форсунки 8, расположенные по концентрическим окружностям и связывающие между собой блок подачи газовых сбросов 6 и блок подачи жидкостных сбросов 7.
Блок подачи газовых сбросов 6 состоит из кольцевого коллектора 9, кольцевого коллектор 10, установленные соосно и соединенные между собой двумя глухими патрубками 11.
Блок подачи жидкостных сбросов 7 состоит из кольцевого коллектора 12, кольцевого коллектора 13, установленные соосно и соединенные между собой двумя глухими патрубками 14.
Форсунки 8 смесительной головки 2 состоят из наконечника 15 в виде полого цилиндра, соединенного с блоком подачи газовых сбросов 6, причем в его выходной части выполнено устройство для закрутки потока, предпочтительно в виде многозаходной спирали 16, втулки 17 с цилиндрической внутренней поверхностью, охватывающей с зазором наконечник 15 и соединенной с блоком подачи жидкостных сбросов 7.
В варианте исполнения форсунки 8 смесительной головки 2 расположены под углом к ее оси.
Предложенное комбинированное горелочное устройство работает следующим образом.
На дежурную горелку 3 подается топливный газ. Из системы управления подается команда на розжиг дежурной горелки.
После розжига дежурной горелки 3, газовые и жидкостные сбросы по коллектору подачи газовых сбросов 4 и коллектору подачи жидкостных сбросов 5 поступают в блок подачи газовых сбросов 6 и блок подачи жидкостных сбросов 7 смесительной головки 2.
Из глухих патрубков 11 газовые сбросы поступают в кольцевой коллектор 9 и кольцевой коллектор 10 блока подачи газовых сбросов, где равномерно распределяются между наконечниками 15 форсунок 8. При выходе из наконечника 15 струя газовых сбросов смешивается с воздухом и образует горючую смесь, которая поджигается пламенем дежурной горелки 3 и бездымно сгорает.
Из глухих патрубков 14 жидкостные сбросы поступают в кольцевой коллектор 12 и кольцевой коллектор 13, и далее в кольцевые зазоры между втулками 17 и наконечниками 15. Проходя через устройство для закрутки потока, предпочтительно в виде многозаходной спирали 16, выполненное в выходной части наконечника 15, струя жидких сбросов закручивается относительно оси форсунки 8. Внутри втулки 17 отдельные струи жидкостных сбросов размазываются по стенке, образуя однородную пленку, которая поступает в окружающую среду, где смешивается с воздухом и сгорает без выпадения осадков и образования дыма.
В варианте исполнения форсунки 8 смесительной головки 2 распыляют струи газовых и жидкостных сбросов под углом к ее оси.
Использование предложенного технического решения позволит снизить уровень загрязнения окружавшей среды за счет повышения эффективности и полноты процесса сжигания газовых и жидкостных сбросов.
1. Комбинированное горелочное устройство, характеризующееся тем, что содержит, как минимум, раму, смесительную головку, закрепленную на раме и состоящую из блока подачи газовых сбросов, блока подачи жидкостных сбросов, представляющие собой два кольцевых коллектора, установленные соосно и соединенные между собой двумя глухими патрубками, форсунок, расположенных по концентрическим окружностям и связывающих между собой блок подачи газовых сбросов и блок подачи жидкостных сбросов, состоящих из наконечника в виде полого цилиндра, соединенного с блоком подачи газовых сбросов, причем в его выходной части выполнено устройство для закрутки потока, предпочтительно в виде многозаходной спирали, втулки с цилиндрической внутренней поверхностью, охватывающей с зазором наконечник и соединенной с блоком подачи жидкостных сбросов, дежурную горелку, расположенную на оси смесительной головки и закрепленную на раме, коллектор подачи газовых сбросов и коллектор подачи жидкостных сбросов, соединенные со смесительной головкой.
2. Комбинированное горелочное устройство по п. 1, отличающееся тем, что форсунки смесительной головки расположены под углом к ее оси.
