RU2033575C1

RU2033575C1 - Flame torch

Info

Publication number: RU2033575C1
Authority: RU
Inventors: В.Е. Баклашов; В.Ф. Дребенцов; В.Н. Греков; А.А. Казеннов; В.А. Ананьев
Original assignee: Товарищество с ограниченной ответственностью Научно-производственной компании "Кедр-89"
Priority date: 1989-09-15
Filing date: 1989-09-15
Publication date: 1995-04-20

Abstract

FIELD: gas torches. SUBSTANCE: torch is additionally provided with casing for feeding the air which is mounted along axis of gas supply channel and taper casing arranged around cylindrical casing forming vortex chamber together with it where swirler is fitted. Swirler forms end clearance together with gas supply channel; air intake device is made in form of cruciform partition mounted at end shear of the channel whose height is equal to above-mentioned clearance; wind-proof and taper casing are provided respectively with baffle and groove at point where electric igniter is introduced which form zone of stable lighting. EFFECT: enhanced reliability through stabilization of lighting. 2 dwg

Description

Изобретение относится к газогорелочным устройствам факельного типа, в частности к факельным горелкам, предназначенным для сжигания сборочных сероводородсодержащих газов на нефтегазодобывающих промыслах. The invention relates to gas burner devices of a flare type, in particular to a torch burner intended for burning assembly hydrogen sulfide-containing gases in oil and gas fields.

Известна горелка, содержащая корпус и обечайку, образующую с корпусом кольцевой канал, в котором размещен топливный узел, выполненный в виде кольцевой группы труб, газовыпускные отверстия которых сообщены с полостью канала, а также рассекатель в виде тела Коанда, выполненный кольцевым, общим для всех труб, с зазором между торцом обечайки [1]
Недостатком данной конструкции является то, что образованный зазор между торцом обечайки и рассекателем не обеспечивает достаточного подсоса воздуха в зону сгорания вследствие плотного прилегания газа к стенкам рассекателя. Кроме того, такая конструкция не предусматривает ветроотражатель и работоспособна только при больших производительностях подаваемого газа и в исключительных погодных условиях.Known is a burner comprising a housing and a shell forming an annular channel with the housing, in which a fuel assembly is arranged in the form of an annular group of pipes, gas outlets of which are in communication with the cavity of the channel, and also a divider in the form of a Koanda body made in an annular common to all pipes , with a gap between the end face of the shell [1]
The disadvantage of this design is that the formed gap between the end face of the shell and the divider does not provide sufficient suction of air into the combustion zone due to the tight fit of gas to the walls of the divider. In addition, this design does not include a wind deflector and is only functional at high gas feed rates and in exceptional weather conditions.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является факельная горелка, состоящая из цилиндрической камеры сгорания, на верхней и нижней частях которой установлены перфорированные воздухозаборные устройства [2] В перфорированном воздухозаборном устройстве, расположенном на нижней части камеры сгорания, установлено запальное устройство, а на проходе установлено вихревое устройство для завихрения потока воздуха. The closest in technical essence to the invention is a torch burner, consisting of a cylindrical combustion chamber, on the upper and lower parts of which perforated air intake devices are installed [2] In the perforated air intake device located on the lower part of the combustion chamber, an ignition device is installed, and in the passage vortex device for swirling air flow.

Такая факельная горелка не в состоянии обеспечить эффективное сгорание газа в широком диапазоне изменений производительности поступающего газа, так как при малых производительностях пламя смещается вниз по цилиндрической камере сгорания, в которой происходит сгорание продукта, а при больших производительностях происходит срыв пламени. Конструкция двух воздухозаборных устройств и цилиндрической камеры сгорания, расположенной между ними, данной факельной горелки обеспечивает эффективное сгорание только при определенных или заданных расходах газа. Such a torch burner is not able to provide effective gas combustion in a wide range of changes in the flow rate of the incoming gas, since at low capacities the flame moves down the cylindrical combustion chamber in which the product is combusted, and at high capacities, the flame breaks down. The design of two air intake devices and a cylindrical combustion chamber located between them, this flare burner provides efficient combustion only at certain or given gas flow rates.

Целью изобретения является устойчивость розжига и стабильности горения как при малых, так и при больших производительностях по сероводородсодержащему газу и при сильном ветре за счет обеспечения достаточного количества всасываемого воздуха в зону сгорания продукта при полном отражении ветра по всей окружности ветроотражателя. The aim of the invention is the stability of ignition and stability of combustion at both small and high production rates for hydrogen sulfide-containing gas and in strong winds by providing a sufficient amount of intake air to the combustion zone of the product with full reflection of the wind around the entire circumference of the reflector.

Цель достигается тем, что факельная горелка, содержащая газоподводящий ствол и последовательно установленные над ним воздухозаборное устройство, завихритель и ветрозащитную обечайку с размещенным в ее полости электрозапальником, дополнительно содержит цилиндрическую обечайку для подачи воздуха, установленную по оси газоподводящего ствола, и конусную обечайку, размещенную вокруг цилиндрической обечайки с образованием в ней вихревой камеры, в которой установлен указанный завихритель, образующий с газоподводящим стволом торцовый зазор, при этом воздухозаборное устройство выполнено в виде крестообразной перегородки, установленной на торцовом срезе ствола и равной по высоте указанному торцовому зазору, причем на ветрозащитной и конусной обечайках выполнены соответственно козырек и выемка, образующие зону стабильного розжига. The goal is achieved in that the flare burner comprising a gas supply barrel and an air intake device sequentially installed above it, a swirl and a windproof shell with an electric igniter located in its cavity further comprises a cylindrical air shell mounted along the axis of the gas supply barrel and a conical shell arranged around cylindrical shell with the formation of a vortex chamber in it, in which the specified swirl is installed, forming an end gap with a gas supply barrel Ohr, while the air intake device is made in the form of a cross-shaped partition mounted on the end section of the barrel and equal in height to the specified end gap, moreover, on the windproof and conical shells, a visor and a recess are formed respectively, forming a zone of stable ignition.

На фиг. 1 показана факельная горелка, продольный разрез; на фиг. 2 представлен вид А на фиг. 1. In FIG. 1 shows a torch burner, a longitudinal section; in FIG. 2 is a view A of FIG. 1.

Факельная горелка содержит газоподводящий ствол 1, соединенный газопроводящими трубами 2 с вихревой камерой 3, образованной стенками конусной обечайки 4 и цилиндрического канала 5 подвода воздуха, где установлены вихревые лопатки 6 по всей окружности канала подвода воздуха. На торцовой части газоподводящего ствола установлено воздухозаборное устройство, состоящее из крестообразной перегородки 7, между сторонами которой проходят газоподводящие трубы. Стороны крестообразной перегородки равны по высоте зазору a между дном вихревой камеры и торцом газоподводящего столба, а боковая площадь зазора должна быть в четыре раза больше поперечного сечения цилиндрического канала подвода воздуха. В верхней части вихревой камеры установлена ветроотражательная обечайка 8 с учетом щелевого отверстия b между ними по всей окружности вихревой камеры. На торцовой части вихревой камеры выполнена выемка 9 напротив козырька 10 под установку электродного воспламенителя 11. The flare burner contains a gas supply barrel 1 connected by gas pipes 2 to the vortex chamber 3 formed by the walls of the conical shell 4 and the cylindrical air supply channel 5, where the vortex vanes 6 are installed around the entire circumference of the air supply channel. An air intake device is installed on the end part of the gas supply barrel, consisting of a cross-shaped partition 7, between the sides of which gas supply pipes pass. The sides of the cross-shaped partition are equal in height to the gap a between the bottom of the vortex chamber and the end of the gas supply column, and the lateral area of the gap should be four times the cross-section of the cylindrical air supply channel. In the upper part of the vortex chamber, a wind deflector shell 8 is installed taking into account the slit hole b between them along the entire circumference of the vortex chamber. At the end of the vortex chamber, a recess 9 is made opposite the visor 10 for the installation of the electrode igniter 11.

Факельная горелка работает следующим образом. The torch burner operates as follows.

Газ на сжигание поступает из газоподводящего ствола 1 по газоподводящим трубам 2 в вихревую камеру 3. Коническая форма вихревой камеры, образованной за счет конусной обечайки 4 и наружной стенкой цилиндрического канала 5, и вихревые лопатки 6 создают высокоскоростное спиральное вращение газового потока. Combustion gas is supplied from the gas supply barrel 1 through gas supply pipes 2 to the vortex chamber 3. The conical shape of the vortex chamber formed by the conical shell 4 and the outer wall of the cylindrical channel 5, and the vortex vanes 6 create a high-speed spiral rotation of the gas flow.

При прохождении газа со спиральным вращением в полости вихревой камеры образуется эффект разрежения и создается дополнительный подсос воздуха как через щелевое отверстие b, так и через зазор a. During the passage of gas with spiral rotation in the cavity of the vortex chamber, a rarefaction effect is formed and additional air suction is created both through the slit hole b and through the gap a.

При ветровых условиях поток воздуха направлен в одну из сторон зазора a, соприкасаясь с разделительными стенками крестообразной перегородки 7, поток воздуха направляется вверх по цилиндрическому каналу 5 подвода воздуха в зону образования газовоздушной горючей смеси. В выемке 9 напротив козырька 10 ветроотражателя 8 установлен электродный воспламенитель 11. Under wind conditions, the air flow is directed to one side of the gap a, in contact with the dividing walls of the cross-shaped partition 7, the air flow is directed upward along the cylindrical channel 5 of the air supply to the formation zone of the gas-air combustible mixture. In the recess 9 opposite the visor 10 of the wind deflector 8, an electrode igniter 11 is installed.

Таким образом, на выход вихревой камеры 3 поступает достаточное количество всасываемого воздуха для эффективного сгорания газовоздушной смеси при полном боковом отражении ветра по всей окружности ветроотражательной обечайки 8. Thus, the output of the vortex chamber 3 receives a sufficient amount of intake air for efficient combustion of the gas-air mixture with full lateral reflection of the wind around the entire circumference of the wind deflector shell 8.

В зоне установки запального электрода воспламенителя создаются благоприятные условия для моментального розжига и стабильности горения, так как выемка 9 и козырек 10 обеспечивают доступ стабильной горючей газовоздушной смеси в этой зоне. In the installation zone of the igniter ignition electrode, favorable conditions are created for instant ignition and combustion stability, since the recess 9 and the visor 10 provide access to a stable combustible gas-air mixture in this zone.

Факельная горелка повышает надежность работы всей траппофакельной установки, обеспечивает безопасность обслуживающего персонала и защиту окружающей среды (предотвращая попадание значительного количества сероводорода в атмосферу). The torch burner increases the reliability of the entire trap and flare installation, ensures the safety of maintenance personnel and environmental protection (preventing a significant amount of hydrogen sulfide from entering the atmosphere).

Claims

A TORCH BURNER containing a gas supply barrel and an air intake device sequentially installed above it, a swirl and a windproof shell with an electric igniter located in its cavity, characterized in that, in order to increase operational reliability by stabilizing the ignition, the burner additionally contains a cylindrical shell for air supply installed over the axis of the gas supply barrel, and a conical shell placed around the cylindrical shell with the formation of a vortex chamber with it, in which The specified swirl is changed, forming an end gap with the gas supply barrel, and the air intake device is made in the form of a cross-shaped partition mounted on the end section of the barrel and equal in height to the end gap, and on the windproof and conical shells at the entry point of the electric igniter, a visor and a recess are formed, forming a zone stable ignition.