ОСОБЕННОСТИ ФАКЕЛЬНЫХ ОГОЛОВКОВ
Факельная установка комплектуется факельным оголовком УФСА-ОФ, служащим для сжигания сбросных газов. Оголовок должен работать на смеси топлива и воздуха при скоростях, турбулентности и концентрации, обеспечивающих надлежащие розжиг и горение. Конструктивно факельный оголовок может быть исполнен как единичный (единственное выходное сопло), так и мульти горелочный (два и более горелочных устройств).
Классификация факельных оголовков определена в ГОСТ Р 53681-2009 в разделе – 4.4 Конструкция факельных оголовков.
Оголовки для бездымных факелов должны устранять дымление с помощью специального расположения потоков сбросного газа и атмосферного воздуха. Бездымное сжигание может быть обеспечено за счет принудительной подачи воздуха, пара и повышения давления сбросного газа, а также за счет использования других средств увеличения турбулентности для лучшего смешения горючего газа с воздухом.
Бездымность должна быть обеспечена оптимальным соотношением газ/воздух, что достигают созданием следующих условий: высоким давлением газа; большими поверхностями газовых потоков.
Бездымность сжигания должна быть обеспечена при постоянных и периодических сбросах, составляющих до 10% максимального. При использовании вентиляторного воздуха (или пара) эта величина может быть увеличена до 20%. Большие величины сбросов считают аварийными и бездымность сжигания не гарантируют.
Факельные оголовки должны обеспечивать разделение газового потока на ряд струй, направляемых под углом к оси факела, определяемым расчетным путем, и ряд дополнительных струй, которые закручивают инжектируемый поток воздуха. При этом стабилизация горения должна быть осуществлена струями газа и стабилизаторами-завихрителями.
Оголовки факелов с подачей вспомогательного (дополнительного) воздуха используют в факелах, если требуется обеспечить бездымное горение. При этом вспомогательный воздух подают внутрь оголовка. Таким образом осуществляют предварительное смешение сбросного газа с воздухом. При истечении газовоздушной смеси из оголовка происходит и смешение с атмосферным воздухом.
Стабильность сжигания должна быть обеспечена при расходах сбросного газа в диапазоне расходов от нуля до его максимального значения в соответствии с Руководством по безопасности факельных систем.
Розжиг основного потока сбросного газа необходимо производить пламенем пилотных горелок, которые зажигают системой розжига. Оголовок может иметь механическое устройство или другие средства установления и поддержания устойчивого пламени в рабочем диапазоне расходов.
Для защиты пламени от ветрового воздействия используют ветрозащитные устройства. Допускается не применять эти устройства, если при эксплуатации используют для защиты вспомогательный пар или принудительную подачу воздуха.
Все части факела должны быть стойкими к воздействию температуры. Верхняя часть факельного оголовка должна быть изготовлена из жаростойких сплавов по ГОСТ 5632. Допускается изготовлять нижнюю часть оголовка (вместе с соединительным фланцем) из менее качественных марок нержавеющей стали. Материалы должны быть стойкими к высокой температуре и ее резким изменениям.
Оборудование в процессе эксплуатации должно исключать образование газовоздушной смеси во внутреннем объеме ствола факела. Должно быть исключено поступление воздуха через оголовок факела в ствол и далее в факельный коллектор. В процессе эксплуатации должна быть осуществлена непрерывная продувка инертным или топливным газом. Должны быть предусмотрены необходимые блокировки (определяемые проектом оборудования), предотвращающие поступление атмосферного воздуха в факельный ствол при разрежении в основании факельного ствола более 1000 Па и подачу инертного газа в факельный коллектор при прекращении подачи продувочного газа.
Для обеспечения стабильного горения диаметр верхнего среза факельного оголовка рассчитывается таким образом, чтобы обеспечить скорость истечения газа не более 0,5 местной скорости звука. При плотности сбросного газа более 1,03 кг/м3 скорость сброса не должна превышать 120 м/с.