RU2615301C2 - Multi-operated heat generator - Google Patents
Multi-operated heat generator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2615301C2 RU2615301C2 RU2015135553A RU2015135553A RU2615301C2 RU 2615301 C2 RU2615301 C2 RU 2615301C2 RU 2015135553 A RU2015135553 A RU 2015135553A RU 2015135553 A RU2015135553 A RU 2015135553A RU 2615301 C2 RU2615301 C2 RU 2615301C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- casing
- heat generator
- generator according
- pipeline
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
- F24H1/06—Portable or mobile, e.g. collapsible
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
- F23L15/00—Heating of air supplied for combustion
- F23L15/04—Arrangements of recuperators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
- F24H1/10—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium
- F24H1/12—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium
- F24H1/14—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium by tubes, e.g. bent in serpentine form
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H3/00—Air heaters
- F24H3/02—Air heaters with forced circulation
- F24H3/06—Air heaters with forced circulation the air being kept separate from the heating medium, e.g. using forced circulation of air over radiators
- F24H3/08—Air heaters with forced circulation the air being kept separate from the heating medium, e.g. using forced circulation of air over radiators by tubes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Combustion (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к теплообменным устройствам для подогрева жидких или газообразных сред и может быть использовано в нефтегазовой и других отраслях промышленности.The invention relates to heat exchange devices for heating liquid or gaseous media and can be used in oil and gas and other industries.
Известен теплогенератор пульсирующего горения (патент на изобретение №2454611, 27.06.2012, ОАО "Татнефть" имени В.Д. Шашина), включающий камеру сгорания, емкость для нагреваемого теплоносителя, смесительное устройство, сообщенное с патрубками подвода топлива и воздуха с двумя соответствующими ресиверами, обратными клапанами, патрубками отвода продуктов сгорания. Емкость для нагреваемого теплоносителя выполнена в виде многозаходного трубопровода. Недостатком является сложность конструкции теплогенератора за счет необходимости обеспечения герметичных внутренних соединений, а также наличия обратных клапанов, обеспечивающих возможность утилизации неравномерно поступающего забалластированного попутного нефтяного газа (ПНГ), что делает нерентабельным ремонт изделия. Кроме того, для поддержания горения требуется принудительная подача воздуха.Known heat generator of pulsating combustion (patent for the invention No. 2454611, June 27, 2012, OAO Tatneft named after VD Shashin), including a combustion chamber, a container for a heated coolant, a mixing device in communication with fuel and air supply pipes with two corresponding receivers , non-return valves, pipes for exhaust gases. The tank for the heated coolant is made in the form of a multi-start pipeline. The disadvantage is the design of the heat generator due to the need to ensure tight internal connections, as well as the presence of check valves, which make it possible to dispose of unevenly supplied ballasted associated petroleum gas (APG), which makes unprofitable repair of the product. In addition, forced air supply is required to maintain combustion.
Известен активный рекуператор (патент RU №2366862, МПК F23L 15/04, опубл. 10.09.2009), содержащий цилиндрический сборный корпус из отдельных последовательно расположенных секций с прикрепленными к ним разделительными элементами (в том числе пластинами) для перекрестного движения воздуха и воздуховоды. Конструкцию усложняет необходимость крепления пластин в различных точно определенных положениях, наличие других деталей (спиц, подшипника и т.п.). Рекуператор имеет ограниченный ресурс при работе на высоких температурах и требует больших затрат при ремонте.An active recuperator is known (patent RU No. 2366862, IPC
Известна универсальная факельная установка (патент на изобретение №2554684 27.06.2015, Д.В. Арсибеков, Ш.Р. Габидуллин, В.В. Короткий), включающая устройство горелочное (УГ) диффузионно-инжекционного типа и кожух (корпус теплогенератора), расположенный с открытым радиальным зазором вокруг УГ. УГ имеет хотя бы один канал подачи топлива с расположенным в нем практически соосно рассекателем топлива. Установка может использоваться для эффективной утилизации ПНГ любого состава на нефтяных месторождениях как с большими, так и с малыми объемами добычи ПНГ. Однако она не предназначена для полезного использования выделяемого тепла.A well-known universal flare unit (patent for the invention No. 2554684 06/27/2015, D.V. Arsibekov, Sh.R. Gabidullin, V.V. Korotky), including a burner device (DG) of diffusion-injection type and a casing (heat generator body), located with an open radial clearance around the UG. The UG has at least one fuel supply channel with a fuel divider located almost coaxially in it. The unit can be used for efficient utilization of APG of any composition in oil fields with both large and small volumes of APG production. However, it is not intended for the beneficial use of the heat generated.
Ближайшим аналогом предлагаемого технического решения является блок утилизатор-рекуператор попутного нефтяного газа (патент на полезную модель №118400, 20.07.2012, Рыков О.В.) для нагрева хотя бы одного вида теплоносителя, содержащий металлический корпус (топка по описанию), установленное в нем УГ с одним каналом подачи топлива, а также трубопровод для подачи и отвода теплоносителя (жидкого или газообразного), навитый вдоль внутренней поверхности кожуха (корпуса по описанию), окружающего корпус. Корпус является топкой открытого типа (нижний и верхний торцы не заглушены, УГ установлено с образованием открытого радиального зазора между УГ и корпусом) для естественной тяги воздуха.The closest analogue of the proposed technical solution is the associated petroleum gas heat recovery unit-recuperator (utility model patent No. 118400, 07/20/2012, OV Rykov) for heating at least one type of coolant containing a metal casing (firebox as described), installed in UG with one channel of fuel supply, as well as a pipeline for supplying and removing coolant (liquid or gaseous), wound along the inner surface of the casing (housing according to the description) surrounding the housing. The casing is an open type fire chamber (the lower and upper ends are not plugged, the carbon dioxide is installed with the formation of an open radial clearance between the carbon gas and the casing) for natural air draft.
Недостатки устройства:The disadvantages of the device:
- невозможность сжигания ПНГ с высоким содержанием негорючих газов, несмотря на хорошую тягу. Для утилизации негорючего ПНГ необходимо смешивать его с природным газом или с сжиженным пропан-бутаном, что приводит к дополнительным расходам, но не решает проблемы загрязнения окружающей среды токсичными соединениями азота, образующимися при низких температурах горения (до 600°C);- the impossibility of burning APG with a high content of non-combustible gases, despite good traction. For the disposal of non-combustible APG, it is necessary to mix it with natural gas or with liquefied propane-butane, which leads to additional costs, but does not solve the problem of environmental pollution by toxic nitrogen compounds formed at low combustion temperatures (up to 600 ° C);
- сложность монтажа трубы для подачи нагреваемого агента на внутренней поверхности кожуха;- the complexity of installing the pipe to supply a heated agent on the inner surface of the casing;
- большие затраты при ремонте, требующем разборки устройства с полной заменой хотя бы одной сборочной детали (кожуха, корпуса топки, трубы для подачи теплоносителя);- high costs for repairs requiring disassembly of the device with the complete replacement of at least one assembly part (casing, furnace body, pipe for supplying coolant);
- возможность работы лишь на узких диапазонах входного давления топлива, необходимость установки газорегулирующих установок в системе подачи топлива;- the ability to work only on narrow ranges of inlet fuel pressure, the need to install gas control units in the fuel supply system;
- невозможность функционирования на нефтяных месторождениях с небольшими объемами добычи ПНГ.- the impossibility of functioning in oil fields with small volumes of associated gas production.
Задачей предлагаемого технического решения является разработка конструкции теплогенератора универсального (ТГ), исключающей вышеуказанные недостатки. Конструкция ТГ для нагрева хотя бы одного вида теплоносителя должна быть простой, удобной при изготовлении, обслуживании и ремонте, обеспечивать эффективную утилизацию ПНГ любого состава (в том числе забалластированного ПНГ I ступени сепарации с содержанием азота более 80 - 98%) на месторождениях как с небольшими (от 20 м3/сут), так и с большими (ло 100000 м3/сут) объемами добычи ПНГ при минимальном регулирования подачи топлива к горелочному устройству ТГ (без обязательной установки газорегулирующих установок).The objective of the proposed technical solution is to develop the design of a universal heat generator (TG), eliminating the above disadvantages. The design of the TG for heating at least one type of coolant should be simple, convenient in the manufacture, maintenance and repair, to ensure efficient utilization of APG of any composition (including ballasted APG of the first separation stage with a nitrogen content of more than 80 - 98%) in fields with small (from 20 m 3 / day), and with large (up to 100,000 m 3 / day) volumes of associated gas production with minimal regulation of the fuel supply to the TG burner (without the obligatory installation of gas control units).
Сущность предлагаемого технического решения.The essence of the proposed technical solution.
Заявленный технический результат достигается в теплогенераторе универсальном, содержащем металлические корпус, установленное в нем с открытым радиальным зазором устройство горелочное (УГ) с хотя бы одним каналом подачи топлива, а также хотя бы один трубопровод для подачи и отвода теплоносителя (жидкого или газообразного). При этом УГ является устройством диффузионно-инжекционного типа, над УГ закреплено съемное теплообменное устройство (теплообменник, УТ), корпус ТГ является составным и содержит установленный вокруг УГ кожух УГ и основание УТ. В основании УТ установлен трубопровод для непосредственной передачи тепла дымовых газов УГ от трубопровода теплоносителю. Кроме того, над трубопроводом установлен газодымный рассекатель для усиления тяги, дополнительной тепловой защиты, а также для защиты от атмосферных осадков, что важно при малом расходе ПНГ. ТГ выполнен с возможностью подключения к системе подачи топлива в УГ и системе подачи/отвода теплоносителя в трубопровод. Системы могут быть регулируемыми.The claimed technical result is achieved in a universal heat generator containing a metal casing, a burner device (UG) installed in it with an open radial clearance with at least one fuel supply channel, as well as at least one pipeline for supplying and discharging a heat carrier (liquid or gaseous). At the same time, the UG is a diffusion-injection type device, a removable heat exchanger (heat exchanger, UT) is fixed above the UG, the TG case is composite and contains a UG casing and a UT base installed around the UG. A pipeline is installed at the base of the UT for direct heat transfer of the flue gas of the UG from the pipeline to the coolant. In addition, a gas-smoke divider is installed above the pipeline to enhance traction, additional thermal protection, and also to protect it from atmospheric precipitation, which is important for low APG consumption. TG is made with the possibility of connecting to the fuel supply system in the UG and the system of supply / removal of coolant to the pipeline. Systems can be adjustable.
Целесообразно, чтобы трубопровод был установлен в отверстиях, выполненных в стенках основания УТ, что позволяет упростить изготовление и сборку теплообменника, повысить прочность и надежность конструкции. При этом внешняя часть трубопровода (выступающая за внешнюю поверхность основания) может быть закрыта хотя бы одним защитным кожухом УТ. А для более эффективной защиты в пространстве между упомянутым кожухом и основанием может быть расположен теплоизоляционный материал.It is advisable that the pipeline be installed in the holes made in the walls of the base of the UT, which simplifies the manufacture and assembly of the heat exchanger, increase the strength and reliability of the structure. In this case, the outer part of the pipeline (protruding beyond the outer surface of the base) can be closed with at least one protective casing UT. And for more effective protection in the space between the said casing and the base can be located insulating material.
Целесообразно, чтобы в упомянутом кожухе УТ были выполнены вентиляционные отверстия. Кожух может быть выполнен съемным, а в местах его примыкания к корпусу был установлен теплоизоляционный материал (теплоизоляция), что предохраняет кожух от перегрева.It is advisable that in the said casing UT were made ventilation holes. The casing can be made removable, and in places where it adjoins the casing, heat-insulating material (thermal insulation) was installed, which protects the casing from overheating.
Целесообразно, чтобы газодымный рассекатель был выполнен в виде съемной части корпуса и установлен на УТ.It is advisable that the gas-smoke divider was made in the form of a removable part of the housing and mounted on the UT.
Целесообразно, чтобы кожух УГ был закреплен на УГ, а полученная факельная установка была установлена на опору.It is advisable that the casing UG was fixed on the UG, and the resulting flare installation was mounted on a support.
Целесообразно, чтобы корпус был снабжен хотя бы одним датчиком температуры (установлен, например, над трубопроводом).It is advisable that the housing was equipped with at least one temperature sensor (installed, for example, above the pipeline).
Целесообразно, чтобы в кожухе УГ были выполнены хотя бы два отверстия, расположенные по окружности кожуха, предпочтительно на разной высоте для охлаждения кожуха при работе на больших нагрузках и для создания дополнительного притока воздуха для лучшего горения.It is advisable that at least two openings located around the circumference of the casing, preferably at different heights, be made in the UG casing to cool the casing when operating at high loads and to create an additional air flow for better combustion.
Целесообразно, чтобы на корпус ТГ была установлена дымовая труба, необходимость которой определяется теплотехническим расчетом и зависит от добычи ПНГ.It is advisable that a chimney is installed on the TG case, the need for which is determined by the heat engineering calculation and depends on the production of associated gas.
Таким образом, использование съемного легко заменяемого теплообменника позволяет получить простую и надежную конструкцию ТГ, удобную при монтаже, обслуживании, а также ремонте - в случае выхода из строя одной из его частей - газовой (УГ с кожухом) либо теплотехнической (теплообменник), а в предпочтительном варианте исполнения и конвективной части (съемный рассекатель). Использование УГ диффузионно-инжекционного типа позволяет утилизировать ПНГ низкого качества при значительных перепадах давления в системе подачи топлива без газорегуляторных установок, а лишь при наличии рабочего крана для подачи топлива. Кроме того, нет необходимости затрат на работу дежурной горелки, необходимой для безаварийной работы обычных УГ.Thus, the use of a removable easily replaceable heat exchanger makes it possible to obtain a simple and reliable TG design, convenient for installation, maintenance, and repair - in case of failure of one of its parts - gas (UG with a casing) or heat engineering (heat exchanger), and in preferred embodiment and convective part (removable divider). The use of diffusion-injection type gas makes it possible to utilize low-quality associated gas at significant pressure drops in the fuel supply system without gas control units, but only if there is a working valve for fuel supply. In addition, there is no need for the costs of the duty burner operation necessary for the trouble-free operation of conventional UG.
Предлагаемый теплогенератор является универсальным, так как при отсутствии надобности нагрева рабочей среды его конструкция позволяет использовать газовую часть в качестве автономной бездымной факельной установки без теплообменного аппарата. Последний также является универсальным, поскольку может быть установленным на другую факельную установку, где необходим нагрев рабочей среды.The proposed heat generator is universal, since in the absence of the need to heat the working environment, its design allows the gas part to be used as an autonomous smokeless flare unit without a heat exchanger. The latter is also universal, since it can be installed on another flare unit where heating of the working medium is necessary.
В качестве УГ может быть использовано любое из известных устройств диффузионно-инжекционного типа. Такие устройства обеспечивают возможность эффективного (без вредных выбросов), устойчивого (без проскоков и отрывов пламени) сжигания ПНГ с высоким содержанием негорючих газов даже при больших перепадах давления в системе подачи топлива и резких изменениях расхода газа на входе, требуют минимального регулирования лишь при розжиге и остановке горения, работают без принудительной подачи воздуха для образования горючей смеси - только за счет естественного притока воздуха (либо естественной тягой воздуха, либо дополнительным подсосом воздуха струей газа). Такие УГ обеспечивают безаварийное устойчивое сжигание даже забалластированного ПНГ без необходимости установки газорегуляторных установок. К таким устройствам можно отнести устройство горелки по патенту РФ на изобретение №2079049 (опубл. 10.05.1997), оголовок факельной установки для бездымного сжигания газа по патенту РФ на полезную модель №36876 (опубл. 27.03.2004), устройство горелочное по патенту РФ на изобретение №2554684 (27.06.2015), горелка универсальная по патенту РФ на изобретение №2522341 (06.03.2013), горелочные устройства по патенту РФ на полезную модель №134288 (06.05.2013), горелка для сжигания газообразного и/или жидкого топлива по патенту РФ на изобретение №2441370(12.11.2013).As UG, any of the known diffusion-injection type devices can be used. Such devices provide the possibility of efficient (without harmful emissions), stable (without breakthroughs and flame outs) combustion of APG with a high content of non-combustible gases even with large pressure drops in the fuel supply system and sharp changes in the gas flow rate at the inlet, require minimal control only during ignition and stopping combustion, they work without forced air supply for the formation of a combustible mixture - only due to the natural flow of air (either by natural air draft or by additional suction of air Ear gas jet). Such UGs ensure trouble-free sustainable burning of even ballasted APG without the need for gas control units. Such devices include the burner device according to the patent of the Russian Federation for invention No. 2079049 (publ. 05/10/1997), the tip of the torch installation for smokeless gas burning according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 36876 (publ. 03/27/2004), the burner device according to the patent of the Russian Federation for invention No. 2554684 (06/27/2015), a universal burner according to the patent of the Russian Federation for invention No. 2522341 (03/06/2013), burners according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 134288 (05/06/2013), a burner for burning gaseous and / or liquid fuel according to the patent of the Russian Federation for the invention No. 2441370 (12.11.2013).
Далее осуществление и работа теплогенератора универсального будут показаны в одном из предпочтительных вариантов его исполнения.Further, the implementation and operation of a universal heat generator will be shown in one of its preferred embodiments.
На схематическом чертеже представлен теплогенератор универсальный с конвективной частью.The schematic drawing shows a universal heat generator with a convective part.
Теплогенератор универсальный (ТГ) содержит устройство горелочное 1 (УГ) диффузионно-инжекционного типа с хотя бы одним каналом подачи топлива 2, кожух устройства горелочного 3, установленный вокруг УГ с образованием сквозного (открытого снизу и сверху) кольцевого объема. УГ и кожух образуют факельную установку (УФ). На УФ установлено съемное теплообменное устройство (УТ), включающее основание 4, в котором установлен трубопровод 5 (многосекционный в данной реализации) для подачи/отвода теплоносителя. Трубопровод установлен в отверстия 6 основания. Внешняя часть трубопровода закрыта одним кожухом теплообменного устройства 7. Кожух 7 служит для защиты УТ от охлаждения, включая большую часть основания 4, внешнюю и внутреннюю (внутри основания) части трубопровода. На трубопроводе предусмотрены места подключения к регулируемой системе подачи теплоносителя - входной и выходной патрубки 8 в верхней и нижней частях трубопровода и выведены на внешнюю поверхность кожуха 7 (могут быть установлены в основании или в кожухе УТ). Между основанием 4 и кожухом 7 проложен теплоизоляционный материал 9. На верхней и нижней поверхностях кожуха 7 выполнены вентиляционные отверстия 10. Над трубопроводом 5 в выходной торцевой части корпуса установлен съемный в данной реализации ТГ газодымный рассекатель 11, образованный кожухом рассекателя 11 и хотя бы двумя пластинами без перфорации, каждая из которых частично перекрывает выходное отверстие корпуса. Пластины расположены на разной высоте и частично перекрывают друг друга.A universal heat generator (TG) contains a burner device 1 (UG) of a diffusion-injection type with at least one fuel supply channel 2, a casing of a
На кожухе УГ 2 имеются четыре газоуравнительных отверстия 13 (расположены в данном случае по два друг против друга на разной высоте) для предотвращения от перегрева на максимальных нагрузках и закручивания втягивающегося потока воздуха для лучшего горения при минимальных нагрузках.On the casing of UG 2 there are four gas equalizing holes 13 (located in this case, two against each other at different heights) to prevent overheating at maximum loads and swirling the retracting air flow for better combustion at minimum loads.
УГ закреплено в кожухе 2, установленном на опору 14. В кожухе 2 установлено автоматическое запально-зажигающее устройство 15 для розжига УГ и выполнено смотровое отверстие 16. Последовательно установленные и закрепленные разъемными соединениями 17 кожух 2, основание 4 и рассекатель 11 образуют составной корпус ТГ.The UG is fixed in the casing 2 mounted on the
В упомянутом канале УГ может быть предусмотрен топливный рассекатель 18. На основании УТ и рассекателе 11 могут быть предусмотрены петли 19 для их подъема и установки.A
УФ - газовая часть, УТ - теплотехническая часть, рассекатель 11 дымовых газов - конвективная часть ТГ.UV - gas part, UT - heat engineering part, flue gas cutter 11 - convective part of TG.
Детали и составные части ТГ изготавливают (резаньем, сваркой, сверлением) из металлических труб различного диаметра, листового металла. Тип, толщина материалов, разница диаметров заготовок для изготовления корпуса, УГ, трубопровода может быть различной в разных устройствах и определяется с учетом получения конкретных параметров установки, максимальной суммарной мощности системы, к которой подключают ТГ и т.п.Parts and components of TG are made (by cutting, welding, drilling) from metal pipes of various diameters, sheet metal. The type, thickness of materials, the difference in the diameters of the blanks for the manufacture of the body, gas tanks, pipelines can be different in different devices and is determined taking into account the receipt of specific installation parameters, the maximum total power of the system to which the TG is connected, etc.
В данной реализации ТГ кожух УГ, основание УТ, кожух рассекателя 11 изготавливают в виде цилиндрических деталей с возможностью их разъемного соединения (фланцевым соединением). Диффузионно-инжекционное УГ, выполненное с возможностью подключения к системе подачи топлива, закрепляют в кожухе 2 с получением открытого кольцевого зазора. В данной реализации на чертеже показано УГ с одним каналом подачи топлива, в котором установлен топливный рассекатель. Полученную УФ устанавливают на стационарную либо съемную опору 14. Опора в данной реализации изобретения является регулируемой, выполнена в виде треноги и закреплена на УГ 1 (либо кожухе 2 для увеличения устойчивости). Универсальная опора позволяет устанавливать ТГ на любых поверхностях (на твердом грунте, бетонной плите, передвижной платформе). Трубопровод 5 выполняют многосекционным. Каждую секцию изготавливают из одинаковых отрезков труб, параллельно продетых в отверстия основания. Для образования единого внутреннего объема секции торцы параллельных труб соединяют двумя торцевыми трубами с отверстиями для соединяемых труб и заглушенными торцами. Секции расположены одна над другой перпендикулярно оси основания 4 и со сдвигом (либо поворотом) относительно друг друга для лучшего обтекания трубопровода дымовыми газами. Секции соединены между собой патрубками. Количество секций и труб в каждой секции зависит от выбора размеров основания и трубопровода. Изготавливают кожух УТ. Для этого, например, к основанию УТ вокруг выступающей за него части трубопровода крепят каркас. На верхней и нижней секциях (частях) трубопровода устанавливают патрубки 8, выступающие за пределы каркаса, для разъемного соединения с системой подачи/отвода теплоносителя. Заполняют каркас теплоизоляционным материалом, обшивают его листовым металлом. УТ устанавливают на УФ, закрепляют с помощью разъемного соединения 17 (без сварки). Аналогично на УТ крепят изготовленный съемный рассекатель 11.In this TG implementation, the UG casing, UT base, divider casing 11 are made in the form of cylindrical parts with the possibility of their detachable connection (flange connection). Diffusion injection UG, made with the possibility of connecting to the fuel supply system, is fixed in the casing 2 with obtaining an open annular gap. In this implementation, the drawing shows an UG with one fuel supply channel in which a fuel divider is installed. The resulting UV is mounted on a stationary or
ТГ может быть стационарным или передвижным. При малых размерах ТГ (для полезной утилизации небольшого количества газа) его газовую, теплотехническую и конвективную части могут доставлять с помощью передвижных средств на места установки и использования, где проводят окончательную сборку и подключение ТГ. Таким образом, при выходе из строя штатного оборудования (путевых подогревателей, печей нагрева нефти, паровых и водогрейных котлов и т.д.) ТГ может быть использован в качестве запасного оборудования, во избежание потерь на утилизацию ПНГ, срывов и сбоев подготовка нефти на установках подготовки и перекачки нефти (УППН), установках предварительного сброса воды (УПСВ), установках комплексной подготовки нефти (УКПН) и т.п. Для установки ТГ не требуется устройство фундаментов. Кроме того, ТГ может быть установлен и использован непосредственно на передвижных средствах (платформах, тележках и т.п.).TG can be stationary or mobile. For small TG sizes (for the useful utilization of a small amount of gas), its gas, heat engineering and convection parts can be delivered by mobile means to the installation and use sites where the TG is finally assembled and connected. Thus, in the event of the failure of standard equipment (track heaters, oil heating furnaces, steam and hot water boilers, etc.), the TG can be used as spare equipment in order to avoid losses in the utilization of APG, interruptions and malfunctions in oil treatment at the facilities oil preparation and pumping (UPPN), preliminary water discharge units (UPVS), integrated oil treatment units (UKPN), etc. For the installation of TG does not require the installation of foundations. In addition, the TG can be installed and used directly on mobile vehicles (platforms, carts, etc.).
Описание работыWork description
Собранный установленный на опору и подключенный к системам подачи топлива и подачи/отвода теплоносителя ТГ готов к работе. Открывают отключающее устройство на входе и выходе трубопровода. Начинают прокачку теплоносителя (рабочей среды - нефть, вода, соль вода, эмульсия), удалив воздушную пробку и контролируя давление теплоносителя на входе и выходе УТ. Постепенно открывая подачу топлива на УГ, производят его розжиг посредством автоматического запально-зажигающего устройства либо ручной запальной горелки. Способы розжига УГ диффузионно-инжекционного типа несколько различаются при различном количестве каналов подачи топлива, а также свойств топлива в этих каналах, известны, не относятся непосредственно к сущности предлагаемого технического решения, поэтому не описываются подробно в данной заявке. После воспламенения и установления устойчивого горения УГ поддержание горения запального устройства не требуется. Регулируя подачу топлива на УГ (с одним или более каналами подачи топлива), уменьшают или увеличивают нагрузку на УГ и ТГ в целом. При установившейся нагрузке ТГ переводят в автоматический режим. Рассекатель 11 и кожух УТ обеспечивают минимальные потери тепла и эффективную передачу тепла теплоносителю через стенки трубопровода, расположенного над пламенем УГ и нагреваемого дымовыми газами, а в некоторых случаях и пламенем. При недостаточной тяге открытой топки (корпуса) ТГ возможна установка дымовой трубы. Температура теплоносителя на входе УТ может быть от +5°C, а на выходе - до +90°C. Эту температуру могут регулировать в зависимости от условий установки ТГ - изменением скорости протекания теплоносителя и/или нагрузки на УГ.Assembled mounted on a support and connected to the fuel supply system and the supply / removal of coolant TG is ready for operation. Open the disconnecting device at the inlet and outlet of the pipeline. Start pumping the coolant (working medium - oil, water, salt water, emulsion) by removing the air plug and controlling the pressure of the coolant at the inlet and outlet of the UT. Gradually opening the fuel supply to the UG, they ignite it using an automatic ignition-ignition device or a manual ignition burner. The methods of ignition of a diffusion-injection type gas are somewhat different with a different number of fuel supply channels, as well as the properties of the fuel in these channels, they are known, do not directly relate to the essence of the proposed technical solution, therefore, they are not described in detail in this application. After ignition and the establishment of sustainable combustion of UG, maintaining the combustion of the ignition device is not required. By regulating the supply of fuel to the UG (with one or more channels of fuel supply), reduce or increase the load on the UG and TG in general. With a steady load, the TGs are transferred to automatic mode. The
УГ эффективно функционирует (без отрывов и проскоков пламени) при больших перепадах в системе подачи топлива. Поэтому при перепадах давления не требуется регулирование в системе подачи топлива (нерегулируемая система без газорегилирующих установок).The UG functions efficiently (without breaks and breakthroughs of the flame) with large differences in the fuel supply system. Therefore, when the pressure drops do not require regulation in the fuel supply system (unregulated system without gas control units).
Для отключения ТГ постепенно уменьшают до полного прекращения подачу газа на УГ. После охлаждения трубопровода в теплотехнической части до 10-15°C отключают подачу теплоносителя.To turn off the TG, they gradually decrease until the gas supply to the UG is completely stopped. After cooling the pipeline in the heat engineering part to 10-15 ° C, the coolant supply is turned off.
При необходимости снимают рассекатель и УТ (либо УТ при выполнении стационарного рассекателя) и используют УФ для безопасной и экологичной утилизации ПНГ. При выходе из строя любой из частей ТГ замена этой части не требует больших усилий и затрат.If necessary, remove the divider and UT (or UT when performing a stationary divider) and use UV for safe and environmentally friendly utilization of APG. In the event of failure of any of the TG parts, replacing this part does not require much effort and cost.
Несмотря на то, что конструкция теплогенератора универсального показана и описана на конкретном варианте осуществления, специалистам в данной области техники следует понимать, что различные изменения по форме и содержанию могут быть сделаны без отступления от сущности и объема изобретения, определенных прилагаемой формулой изобретения.Despite the fact that the design of a universal heat generator is shown and described in a specific embodiment, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and content can be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
В других реализациях ТГ его составные части могут быть изготовлены любым известным способом. В том числе между основанием 4, кожухом 3 и рассекателем 11 могут быть установлены дополнительные детали и устройства, не нарушающие открытость корпуса для бесперебойной работы УГ. Каждая из внешних частей трубопровода может быть закрыта отдельным кожухом. Кожухи могут быть выполнены съемными, а в местах их примыкания к корпусу (в зависимости от материала) может быть проложена теплоизоляция.In other TG implementations, its constituent parts can be manufactured by any known method. Including between the
Кроме того, секции трубопровода могут быть выполнены в виде змеевика из прямых труб, соединенных дугообразными сегментами. Аналогично может быть выполнено соединение секций. Трубопровод может быть полностью закреплен внутри основания. В этом случае патрубки 8 устанавливают в основании и выводят за кожух 7. В основании может быть предусмотрено два трубопровода для подачи двух различных теплоносителей. Материал для теплоизоляции может быть сыпучим.In addition, sections of the pipeline can be made in the form of a coil of straight pipes connected by arched segments. Similarly, the connection of the sections can be performed. The pipeline can be fully fixed inside the base. In this case, the
Рассекатель может состоять из одной детали с множеством форсуночных отверстий и быть стационарно установленным в выходной части корпуса (в верхней части основания УТ) над трубопроводом.The divider can consist of one part with many nozzle openings and be permanently installed in the output part of the housing (in the upper part of the base of the UT) above the pipeline.
Кроме того, опора может состоять из двух независимых частей - для корпуса и УГ и т.п.In addition, the support may consist of two independent parts - for the body and the UG, etc.
Предлагаемая конструкция ТГ обеспечивает:The proposed design of the TG provides:
- мобильность ТГ, сжатые сроки при монтаже (сборка по принципу LEGO) и обслуживании, не требует существенных материальных затрат при изготовлении и ремонте за счет выделения самостоятельных газовой и теплообменной, а также конвективной частей;- TG mobility, short deadlines for installation (assembly according to the LEGO principle) and maintenance, does not require significant material costs in the manufacture and repair due to the allocation of independent gas and heat exchange, as well as convective parts;
- быструю окупаемость затрат;- quick cost recovery;
- возможность полезной утилизации высококалорийного, забалластированного азотом ПНГ или легких фракций любого состава с содержанием негорючих компонентов в ПНГ до 93% на нефтяных месторождениях с небольшими объемами добычи ПНГ;- the possibility of useful utilization of high-calorific, nitrogen-ballasted APG or light fractions of any composition with a non-combustible component content in APG up to 93% in oil fields with small volumes of APG production;
- возможность одновременной утилизации ПНГ 1-й и 2-й ступеней сепарации при выборе двухканального УГ.- the possibility of simultaneous utilization of associated gas of the 1st and 2nd separation stages when choosing a two-channel gas condensate.
- возможность полезной утилизации ПНГ на нефтяных месторождениях с большими и малыми объемами добычи ПНГ от 20 до 100000 м3/сут., при доведении ее уровня до 95% и выше;- the possibility of useful utilization of APG in oil fields with large and small volumes of APG production from 20 to 100,000 m 3 / day, while bringing its level to 95% and above;
- устойчивость к отрыву и проскоку пламени при резких колебаниях давления газа, расхода газа на входе в ТГ без установки газорегулирующих установок;- resistance to separation and slip of the flame during sharp fluctuations in gas pressure, gas flow at the inlet to the TG without the installation of gas control units;
- возможность применения теплогенератора в качестве либо печи нагрева нефтяной эмульсии, нефти, воды, либо воздушного конвектора, либо котла-утилизатора для отопления/горячего водоснабжения, либо универсальной факельной установки.- the possibility of using a heat generator as either a furnace for heating an oil emulsion, oil, water, or an air convector, or a waste heat boiler for heating / hot water supply, or a universal flare unit.
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015135553A RU2615301C2 (en) | 2015-08-21 | 2015-08-21 | Multi-operated heat generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015135553A RU2615301C2 (en) | 2015-08-21 | 2015-08-21 | Multi-operated heat generator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015135553A RU2015135553A (en) | 2017-03-03 |
RU2615301C2 true RU2615301C2 (en) | 2017-04-04 |
Family
ID=58454178
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015135553A RU2615301C2 (en) | 2015-08-21 | 2015-08-21 | Multi-operated heat generator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2615301C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2717182C1 (en) * | 2019-08-23 | 2020-03-18 | Общество с ограниченной ответственностью Торговый дом "Кемеровский экспериментальный завод средств безопасности" | Modular heat and power complex and method of heating of mine air, carried out by means of it |
RU2778027C1 (en) * | 2022-04-18 | 2022-08-12 | Акционерное общество "Белкамнефть" имени А.А. Волкова | Heat generator |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4557323A (en) * | 1983-08-04 | 1985-12-10 | Electro-Magic, Inc. | Heat exchanger and method of making same |
UA10776A (en) * | 1996-06-24 | 1996-12-25 | Товариство З Обмеженою Відповідальністю "Громада" | Device for heating heat carrier |
RU2120084C1 (en) * | 1995-10-17 | 1998-10-10 | Акционерное общество "Ново-Уфимский нефтеперерабатывающий завод" | Box-type gas burner |
RU2334919C1 (en) * | 2007-03-29 | 2008-09-27 | Марат Минсалимович Минзарипов | Water heating boiler |
RU118400U1 (en) * | 2012-03-12 | 2012-07-20 | Олег Викторович Рыков | ASSEMBLY ASSEMBLY-RECOVERER OF ASSOCIATED OIL GAS |
-
2015
- 2015-08-21 RU RU2015135553A patent/RU2615301C2/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4557323A (en) * | 1983-08-04 | 1985-12-10 | Electro-Magic, Inc. | Heat exchanger and method of making same |
RU2120084C1 (en) * | 1995-10-17 | 1998-10-10 | Акционерное общество "Ново-Уфимский нефтеперерабатывающий завод" | Box-type gas burner |
UA10776A (en) * | 1996-06-24 | 1996-12-25 | Товариство З Обмеженою Відповідальністю "Громада" | Device for heating heat carrier |
RU2334919C1 (en) * | 2007-03-29 | 2008-09-27 | Марат Минсалимович Минзарипов | Water heating boiler |
RU118400U1 (en) * | 2012-03-12 | 2012-07-20 | Олег Викторович Рыков | ASSEMBLY ASSEMBLY-RECOVERER OF ASSOCIATED OIL GAS |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2717182C1 (en) * | 2019-08-23 | 2020-03-18 | Общество с ограниченной ответственностью Торговый дом "Кемеровский экспериментальный завод средств безопасности" | Modular heat and power complex and method of heating of mine air, carried out by means of it |
RU2792716C1 (en) * | 2022-03-16 | 2023-03-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Удмуртский государственный университет" | Multi-purpose portable heat generator |
RU2778027C1 (en) * | 2022-04-18 | 2022-08-12 | Акционерное общество "Белкамнефть" имени А.А. Волкова | Heat generator |
RU2789040C1 (en) * | 2022-06-17 | 2023-01-27 | Акционерное общество "Белкамнефть" имени А.А. Волкова | Heat generator |
RU2792954C1 (en) * | 2022-08-18 | 2023-03-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Удмуртский государственный университет" | Universal mobile heat generator and device for its transportation |
RU2823421C1 (en) * | 2023-09-22 | 2024-07-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Удмуртский государственный университет" | Heat generator |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015135553A (en) | 2017-03-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106016719A (en) | Efficient boiler with double auxiliary combustion furnaces | |
RU2615301C2 (en) | Multi-operated heat generator | |
CN206755170U (en) | A kind of super low NO | |
US10386061B2 (en) | Method and apparatus for firetube boiler and ultra low NOx burner | |
JP3153565U (en) | Waste heat recovery device | |
US20140290590A1 (en) | Condensing type hot water boiler | |
CN213040306U (en) | Full-automatic natural gas/fuel heating integral gasifier | |
CN105674250A (en) | Boiler or furnace for combustion of fuel in air staged combustion mode | |
CN103807850B (en) | A kind of afterburning burner for gas-turbine waste heat boiler | |
RU2546683C1 (en) | Heating oven | |
RU146882U1 (en) | TORCH CLOSED INSTALLATION WITH HEAT DISPOSAL | |
JP2009162421A (en) | Combustion of all of waste oil, coal and waste plastics by spiral rotational combustion in burner heat chamber or burner, and hot air and flame spread system combustion starting from heat chamber | |
RU2737991C1 (en) | Burner device for commercial steam movable installation | |
RU2591759C1 (en) | Heat generator | |
CN201302287Y (en) | A double-fire tube negative pressure heating furnace | |
CN208833018U (en) | The direct-fired device of low-temperature flue gas in a kind of pair of pipeline | |
CN210506462U (en) | Direct-fired outer furnace for annealing furnace | |
CN204593859U (en) | The supporting mechanism of airduct in a kind of boiler of organic heat carrier | |
CN203744233U (en) | Afterburning combustor used in waste heat boiler of gas turbine | |
RU2795637C1 (en) | Heat generator | |
CN209688821U (en) | Diesel oil atomization burner and heating plant | |
CN103807849B (en) | Industrial combustion furnace | |
CN209415437U (en) | Compact low-NOx combustor | |
CN108662774A (en) | A kind of field heating air heat engine | |
CN111720732B (en) | Full-automatic fuel heating integral gasifier |