RU2315237C1 - Факельная горелка - Google Patents
Факельная горелка Download PDFInfo
- Publication number
- RU2315237C1 RU2315237C1 RU2006117222/06A RU2006117222A RU2315237C1 RU 2315237 C1 RU2315237 C1 RU 2315237C1 RU 2006117222/06 A RU2006117222/06 A RU 2006117222/06A RU 2006117222 A RU2006117222 A RU 2006117222A RU 2315237 C1 RU2315237 C1 RU 2315237C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipe
- housing
- burner
- gas
- suction tube
- Prior art date
Links
Landscapes
- Incineration Of Waste (AREA)
Abstract
Изобретение относится к газогорелочным устройствам, работающим с использованием эффекта Коанда, и может быть применено, например, в газовой промышленности для сжигания продувочных газов ремонтируемых скважин. Факельная горелка содержит 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, на участке трубы, установленном в корпусе, выполнены отверстия, а участок трубы, выведенный за пределы корпуса, выполнен в виде сопла Лаваля. Верхний конец отсасывающей трубки расположен на выходе из сопла Лаваля, нижний размещен в боковой стенке трубы горелки и открывается в кольцевой зазор между корпусом и трубой, а отверстия расположены в районе установки нижнего конца отсасывающей трубки. Перед отсасывающей трубкой установлен сепаратор, выполненный, например, в виде шнека. Отверстия выполнены в виде плоских щелей. Щели выполнены с соотношением длины к ширине щели, равным 4-6. Щели расположены под углом к продольной оси горелки, равным углу подъема спирали шнека сепаратора, и направлены в противоположную сторону. Щели расположены в виде спирали с углом подъема к продольной оси горелки, равным углу подъема спирали шнека сепаратора, и направлены в противоположную сторону. Отсасывающая трубка выполнена с постоянным проходным сечением. Изобретение позволяет обеспечить более полное отделение конденсата от конденсатосодержащего газа, максимально возможную полноту сгорания газов с уменьшенным содержанием вредных примесей в продуктах сгорания. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к газогорелочным устройствам, работающим с использованием эффекта Коанда, и может быть применено, например, в газовой промышленности для сжигания продувочных газов ремонтируемых скважин.
Одной из проблем, возникающих при сжигании продувочных и попутных газов, особенно содержащих конденсат и сероводородные соединения, является обеспечение максимально возможной полноты сгорания газов и получение продуктов сгорания с минимальным содержанием сероводородных соединений, не превышающих предельно допустимые нормы.
Известно факельное устройство, состоящее из тела Коанда, внутри которого проходит отверстие в виде сопла Вентури, оснащенного в узкой части диффузора завихрителем, а на выходе - эжекторной приставкой, состоящей из трех коаксиально расположенных патрубков и смещенных вдоль оси, образуя между собой кольцевые щели.
Одна часть сжигаемого газа подается в зону горения по соплу Вентури, другая - через кольцевой зазор в виде щели - по телу Коанда. Завихритель, установленный внутри сопла Вентури, придает потоку вращательное движение, что приводит к более интенсивному перемешиванию потоков перед зоной горения (Патент РФ №2113657 от 14.06.96, МПК F23D 14/20).
Основным недостатком данного факельного устройства является то, что при подаче конденсатосодержащего газа конденсат, несмотря на вращательное движение потока, полностью не успевает отделиться от газа и поступает в зону горения, что приводит к ухудшению условий сгорания и повышенной концентрации вредных веществ в продуктах сгорания.
Известна факельная горелка, содержащая газоподводящий ствол, цилиндрическую обечайку для подачи воздуха, установленную по оси газоподводящего ствола, и конусную обечайку, размещенную вокруг цилиндрической обечайки с образованием с ней вихревой камеры, в которой установлен завихритель, образующий с газоподводящим стволоом торцевой зазор, при этом воздухозаборное устройство выполнено в виде крестообразной перегородки, установленной на торцевом срезе ствола и равной по высоте указанному торцевому зазору, причем на ветрозащитной и конусной обечайках в месте ввода электрозапальника выполнены соответственно козырек и выемка, образующие зону стабильного розжига (Патент РФ №2033575 от 15.09.89, МПК F23D 14/20).
Основным недостатком данной факельной горелки является то, что при подаче конденсатосодержащего газа конденсат, несмотря на вращательное движение потока, полностью не успевает отделиться от газа и поступает в зону горения, что приводит к ухудшению условий сгорания и повышенной концентрации вредных веществ в продуктах сгорания.
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 (а.с. СССР №643719 от 06.01.77. МКИ F23D 13/20).
Недостатками известной горелки является неполное сгорание газа и конденсата, повышенное содержание вредных примесей в продуктах сгорания.
Известной и наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является 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).
Указанная горелка работает следующим образом.
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.
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.
Основными недостатками данной горелки является недостаточно полное отделение конденсата из конденсатосодержащих газов, что приводит к уменьшению полноты сгорания не до конца очищенных газов и увеличению содержания вредных выбросов, в частности сероводорода и его соединений, в продуктах сгорания.
Кроме этого, выведение отсасывающей трубки в кольцевой зазор между трубой и корпусом приводит к значительному росту габаритно-массовых характеристик горелки.
Технической задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков и создание горелки, конструкция которой позволяет обеспечить более полное отделение конденсата от конденсатосодержащего газа, максимально возможную полноту сгорания газов с уменьшенным содержанием вредных примесей в продуктах сгорания.
Поставленная задача достигается за счет того, что в предложенной факельной горелке, содержащей 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, на участке трубы, установленном в корпусе, выполнены отверстия, участок трубы, выведенный за пределы корпуса, выполнен в виде сопла Лаваля, согласно изобретению верхний конец отсасывающей трубки расположен на выходе из сопла Лаваля, нижний - размещен в боковой стенке трубы горелки и открывается в кольцевой зазор между корпусом и трубой, а отверстия расположены в районе установки нижнего конца отсасывающей трубки.
Для улучшения условий отделения конденсата от газа перед отсасывающей трубкой установлен сепаратор, выполненный, например, в виде шнека.
Для улучшения условий срыва капель конденсата, стекающих по стенке трубы, отверстия выполнены в виде плоских щелей и расположены под углом к продольной оси горелки, равным углу подъема спирали шнека сепаратора, и направлены в противоположную сторону.
Щели выполнены с соотношением длины к ширине щели, равным 4-6, исходя из того, что при меньшем соотношении увеличивается гидравлическое сопротивление тракта, по которому движется поток внутри корпуса, при большем - происходит перекрывание щелей с уменьшением механической прочности трубы.
Щели расположены в виде спирали с углом подъема к продольной оси горелки, равным углу подъема спирали шнека сепаратора, и направлены в противоположную сторону.
Для снижения гидравлического сопротивления тракта трубы и ее габаритных размеров, отсасывающая трубка выполнена с постоянным проходным сечением.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что в заявляемом устройстве, в отличие от конструктивного выполнения прототипа, верхний торец отсасывающей трубки расположен на выходе из сопла Лаваля, а нижний - размещен в боковой стенке трубы горелки и открывается в кольцевой зазор между корпусом и трубой, перед отсасывающей трубкой установлен сепаратор, выполненный, например, в виде шнека, отверстия выполнены в виде плоских щелей с соотношением длины к ширине щели, равным 4-6, и расположены под углом к продольной оси горелки, равным углу подъема спирали шнека сепаратора, и направлены в противоположную сторону.
Таким образом, совокупность существенных признаков заявляемого технического решения, благодаря наличию новых признаков, обеспечивает получение технического результата, выражающегося в улучшении условий отделения конденсата от газа, и получение повышенной полноты сгорания газовоздушной смеси за счет улучшения условий смесеобразования.
Указанные существенные признаки в совокупности, характеризующей сущность заявляемого технического решения, не известны в настоящее время для горелок и устройств для сжигания топлива. Аналог, характеризующийся идентичностью всем существенным признакам заявляемого изобретения, в ходе исследований не обнаружен, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «Новизна».
Существенные признаки заявляемого изобретения не могут быть представлены как комбинация, выявленная из известных решений с реализацией в виде отличительных признаков для достижения технического результата, из чего следует вывод о соответствии критерию «Изобретательский уровень».
В связи с тем, что описанное техническое решение предназначено для использования в рамках реальной системы дожигания газов, в частности в условиях Астраханского газоконденсатного месторождения, изготовлено заявителем и прошло испытания с достижением заявляемого технического результата, предлагаемое изобретение соответствует критерию «Промышленная применимость».
Сущность изобретения иллюстрируется чертежом, где показан осевой разрез предложенной горелки.
Основными элементами предложенной факельной горелки являются:
1 - корпус;
2 - труба;
3 - периферийный участок;
4 - рассекатель;
5 - кольцевой зазор;
6 - профилированное сопло;
7 - фланец;
8 - отсасывающая трубка;
9 - кольцевой зазор;
10 - отверстия;
11 - сепаратор.
Горелка содержит корпус 1 с соосно установленной внутри корпуса трубой 2, снабженной по периферии участка 3, выведенного за пределы корпуса 1, рассекателем 4 в виде тела Коанда. Рассекатель 4 установлен с кольцевым зазором 5 относительно верхнего торца корпуса 1.
Верхняя часть трубы 2 выполнена профилированной в виде сопла 6, например сопла Лаваля, и размещена внутри рассекателя 4. На нижней части трубы 2 установлен ответный фланец 7 для стыковки с газоводом.
В трубе 2 установлена отсасывающая трубка 8, нижний конец которой выведен в стенку трубы 2 и сообщается с кольцевым зазором 9, образованным трубой 2 и корпусом 1. На участке трубы 2, установленном в корпусе 1, выполнены отверстия 10 в виде щелей. Перед отсасывающей трубкой 8, в трубе 2, установлен сепаратор 11, выполненный, например, в виде шнека.
Предложенная горелка работает следующим образом.
Сбрасываемый из скважины газ подается на сепаратор 11, установленный на входе в трубу 2, в районе установки нижнего конца отсасывающей трубки 8, приобретает вращательное движение и поднимается вверх по трубе 2. За счет вращательного движения и разницы плотностей конденсат отбрасывается на стенку трубы 2 и стекает вниз по трубе. После сепаратора в трубе 2 газ разделяется на два потока. Первый поток газа поступает к соплу Лаваля 6, а второй поток - через отверстия 10 в трубе 2 - в кольцевой зазор между корпусом 1 и трубой 2. При выходе из щелевых отверстий 10 газ с конденсатом в начальный момент времени вращается и распределяется между отсасывающей трубкой 8 и кольцевым зазором между корпусом 1 и трубой 2. При вращении газовой смеси происходит более интенсивное отделение конденсата от газа за счет их разной плотности. За счет разницы плотностей и скоростей движения конденсат стекает в зону установки нижнего конца отсасывающей трубки 8, а газ, очищенный от жидкости, поступает к кольцевому зазору 5 между корпусом 1 и рассекателем 4.
Очищенный поток газа, выходя из бокового кольцевого зазора 5, вследствие возникающего эффекта Коанда прилипает к поверхности рассекателя 4 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.
Первый поток газа, выходя по трубе 2 из сопла Лаваля 6, подсасывает за счет разности скоростей из кольцевого зазора 9, образованного корпусом 1 и трубой 2 при помощи отсасывающей трубки 8 конденсат. За счет того, что оставшийся поток конденсата подается к выходной части сопла 6, обеспечивается его повышенная турбулентность и скорость на выходе из сопла и поток первоначально более эффективно дробится на мелкодисперсные капли, а затем перемешивается с первым потоком газа и вторым газовоздушным потоком. Полученная смесь газа, воздуха и конденсата бездымно сгорает, обеспечивая при сгорании пониженное содержание вредных примесей в продуктах сгорания.
Для улучшения условий срыва капель конденсата, стекающих по стенке трубы 2, отверстия 10 могут быть выполнены в виде плоских щелей, располагаться под углом к продольной оси горелки, равным углу подъема спирали шнека сепаратора, и быть направленными в противоположную сторону.
Отверстия выполняются в виде щелей и располагаются под углом к продольной оси горелки исходя из того, что именно такая форма отверстия позволяет увеличить периметр отверстия и повысить, тем самым, эффективность удаления конденсата со стенок трубы.
Щели выполнены с соотношением длины к ширине щели, равным 4-6, исходя из того, что при меньшем соотношении увеличивается гидравлическое сопротивление тракта, по которому движется поток внутри корпуса, при большем - происходит перекрывание щелей с уменьшением механической прочности трубы.
Для снижения гидравлического сопротивления тракта трубы 2 и ее габаритных размеров, отсасывающая трубка 8 может быть выполнена с постоянным проходным сечением.
Использование предложенного технического решения позволит более эффективно отделять конденсат от газа, увеличить полноту сгорания конденсатосодержащих газов и уменьшить содержание вредных примесей в продуктах сгорания за счет улучшения условий сгорания газовоздушной смеси.
Claims (7)
1. Факельная 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, на участке трубы, установленном в корпусе, выполнены отверстия, а участок трубы, выведенный за пределы корпуса, выполнен в виде сопла Лаваля, отличающаяся тем, что верхний конец отсасывающей трубки расположен на выходе из сопла Лаваля, нижний - размещен в боковой стенке трубы горелки и открывается в кольцевой зазор между корпусом и трубой, а отверстия расположены в районе установки нижнего конца отсасывающей трубки.
2. Факельная горелка по п.1, отличающаяся тем, что перед отсасывающей трубкой установлен сепаратор, выполненный, например, в виде шнека.
3. Факельная горелка по п.1, отличающаяся тем, что отверстия выполнены в виде плоских щелей.
4. Факельная горелка по п.3, отличающаяся тем, что щели выполнены с соотношением длины к ширине щели, равным 4-6.
5. Факельная горелка по п.3, отличающаяся тем, что щели расположены под углом к продольной оси горелки, равным углу подъема спирали шнека сепаратора, и направлены в противоположную сторону.
6. Факельная горелка по п.3, отличающаяся тем, что щели расположены в виде спирали с углом подъема к продольной оси горелки, равным углу подъема спирали шнека сепаратора, и направлены в противоположную сторону.
7. Факельная горелка по п.1, отличающаяся тем, что отсасывающая трубка выполнена с постоянным проходным сечением.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006117222/06A RU2315237C1 (ru) | 2006-05-22 | 2006-05-22 | Факельная горелка |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006117222/06A RU2315237C1 (ru) | 2006-05-22 | 2006-05-22 | Факельная горелка |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2315237C1 true RU2315237C1 (ru) | 2008-01-20 |
Family
ID=39108722
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006117222/06A RU2315237C1 (ru) | 2006-05-22 | 2006-05-22 | Факельная горелка |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2315237C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108916875A (zh) * | 2018-09-12 | 2018-11-30 | 南京博纳能源环保科技有限公司 | 一种低氮混烧燃烧器 |
US10288283B2 (en) | 2012-10-17 | 2019-05-14 | Schlumberger Technology Corporation | Multiphase burner |
CN115574199A (zh) * | 2022-12-09 | 2023-01-06 | 山西凯嘉煤层气发电有限公司 | 一种瓦斯发电机组的燃气装置 |
-
2006
- 2006-05-22 RU RU2006117222/06A patent/RU2315237C1/ru active IP Right Revival
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10288283B2 (en) | 2012-10-17 | 2019-05-14 | Schlumberger Technology Corporation | Multiphase burner |
CN108916875A (zh) * | 2018-09-12 | 2018-11-30 | 南京博纳能源环保科技有限公司 | 一种低氮混烧燃烧器 |
CN108916875B (zh) * | 2018-09-12 | 2024-02-20 | 南京博纳能源环保科技有限公司 | 一种低氮混烧燃烧器 |
CN115574199A (zh) * | 2022-12-09 | 2023-01-06 | 山西凯嘉煤层气发电有限公司 | 一种瓦斯发电机组的燃气装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2315239C1 (ru) | Факельная горелка | |
CA2074102A1 (en) | Low nox short flame burner | |
US4003692A (en) | High velocity burner | |
RU2006110986A (ru) | Горелка для камеры сгорания газовой турбины (варианты) | |
JPH0792210B2 (ja) | 分割流バーナー組立体 | |
US20150316257A1 (en) | Multiphase flare for effluent flow | |
RU2315237C1 (ru) | Факельная горелка | |
RU2355948C2 (ru) | Факельная горелка | |
US20190226681A1 (en) | Fuel nozzle | |
RU2664584C1 (ru) | Устройство для дожигания анодных газов алюминиевого электролизера | |
RU2371635C2 (ru) | Факельная горелка | |
RU2487300C1 (ru) | Способ сжигания газов | |
RU2315240C1 (ru) | Факельная горелка | |
RU2355949C2 (ru) | Факельная горелка | |
RU2315241C1 (ru) | Способ сжигания продувочных газов и устройство для его реализации | |
RU2170389C2 (ru) | Факельная установка для сжигания сбросных газов | |
RU2486407C1 (ru) | Факельная горелка | |
RU2617473C2 (ru) | Вихревой пылеуловитель | |
RU85366U1 (ru) | Пылеуловитель-классификатор | |
RU2477423C1 (ru) | Факельная горелка | |
RU2592294C1 (ru) | Факельная установка для сжигания сбросных газов | |
RU2315238C1 (ru) | Способ сжигания продувочных газов и устройство для его реализации | |
RU2552860C1 (ru) | Генератор высокократной пены для пожаротушения | |
RU77938U1 (ru) | Газомазутная горелка | |
RU2789002C1 (ru) | Устройство для термической утилизации водного раствора токсичных веществ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080523 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20100110 |