本發(fā)明涉及一種地面火炬，特別涉及一種依靠氣源能量提供助燃空氣的地面火炬。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的地面火炬燃燒所需的空氣有兩種，一種是利用氣源引射空氣，另一種是利用動力機械鼓風(fēng)。前者需要將火炬的噴嘴和引射口暴露在大氣環(huán)境中且不能封閉，噪聲大，火炬啟動和關(guān)閉時氣源流量小，引射空氣不足，燃燒不充分，變工況運行適應(yīng)性差。采用動力機械鼓風(fēng)可避免這些問題。然而，傳統(tǒng)的地面火炬助燃空氣的供給設(shè)備大多采用原動機，而井場一般在偏遠地區(qū)，使用傳統(tǒng)地面火炬需要為火炬配備的原動機提供電力，或者清潔的化石燃料。在偏遠地區(qū)的井場物資運送不便，電力緊張，傳統(tǒng)火炬使用時消耗的配套資源(電機，內(nèi)燃機，電纜，能源，運輸安裝等)多，這無疑需要增加很多成本投入。

油井或氣井里需要處理的高壓氣源具備很高的壓能，直接采用高壓減壓設(shè)備不僅增加了成本，而且造成了高壓氣源壓能的資源浪費。因此，如何有效利用需要處理的高壓氣源的壓能是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提出一種依靠氣源能量提供助燃空氣的地面火炬。

一種依靠氣源能量提供助燃空氣的地面火炬，包括燃燒裝置和透平壓氣機，所述燃燒裝置包括空氣入口和燃氣入口，所述空氣入口用以接收參與燃燒的壓縮空氣，所述透平壓氣機包括轉(zhuǎn)軸以及固定在所述轉(zhuǎn)軸上的透平和壓氣機，所述透平具有透平入口部和透平出口部，所述透平入口部用以接收高壓燃氣使得所述高壓燃氣在所述透平內(nèi)膨脹做功從而帶動所述透平旋轉(zhuǎn)，所述透平出口部與所述燃氣入口連通，所述壓氣機包括壓氣機入口部和壓氣機出口部，所述壓氣機入口部用以接收環(huán)境空氣，所述壓氣機出口部與所述空氣入口連通。

在一實施例中，所述透平壓氣機包括機殼，所述透平壓氣機安裝在所述機殼內(nèi)構(gòu)成一個模塊單元。

在一實施例中，所述透平為軸流型或徑流型透平渦輪。

在一實施例中，所述壓氣機為軸流型或徑流型壓氣機。

在一實施例中，所述透平壓氣機設(shè)置在所述火炬的氣源入口處。

在一實施例中，所述高壓燃氣為井口高壓天然氣。

綜上所述，本發(fā)明提供了一種可有效利用油井或氣井里需要處理的高壓氣源的壓能的地面火炬。在燃燒裝置氣源入口處設(shè)置一透平壓氣機，高壓氣源通過透平渦輪對渦輪做工，壓力降低的高壓氣源通入火炬燃燒室。渦輪旋轉(zhuǎn)驅(qū)動同軸的壓氣機，壓氣葉輪從大氣中吸取空氣經(jīng)壓縮輸送至火炬燃燒室，使得氣源和空氣在燃燒室中充分混合燃燒。本發(fā)明以氣源壓能作為動力來源，將高壓氣源通入透平降低了氣源的壓力，減少了高壓減壓設(shè)備的投入，節(jié)約成本，透平驅(qū)動壓氣機壓縮空氣輸送至燃燒裝置，替換原動機，在保有傳統(tǒng)地面火炬優(yōu)勢前提下，減少動力設(shè)備的投入及物資補給。

附圖說明

圖1為本發(fā)明地面火炬的運行流程圖。

具體實施方式

在詳細描述實施例之前，應(yīng)該理解的是，本發(fā)明不限于本申請中下文或附圖中所描述的詳細結(jié)構(gòu)或元件排布。本發(fā)明可為其它方式實現(xiàn)的實施例。而且，應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的措辭及術(shù)語僅僅用作描述用途，不應(yīng)作限定性解釋。本文所使用的“包括”、“包含”、“具有”等類似措辭意為包含其后所列出之事項、其等同物及其它附加事項。特別是，當(dāng)描述“一個某元件”時，本發(fā)明并不限定該元件的數(shù)量為一個，也可以包括多個。

如圖1所示，本發(fā)明提出一種依靠氣源能量提供助燃空氣的地面火炬，該地面火炬包括燃燒裝置10和透平壓氣機12，本實施例中，為了方便安裝，透平壓氣機12設(shè)置在燃燒裝置10的氣源入口處，在其他實施例中，根據(jù)實際安裝需要，透平壓氣機12也可以設(shè)置在燃燒裝置10的其他位置。燃燒裝置10包括空氣入口14和燃氣入口16。

透平壓氣機12包括轉(zhuǎn)軸18以及固定安裝在轉(zhuǎn)軸18上的透平20和壓氣機22。其中，透平20可以是軸流型或徑流型，壓氣機22可以是軸流型或徑流型。本實施例中，透平20和壓氣機22均采用軸流型，并共同組成軸流透平壓氣機。

透平20包括透平入口部24和透平出口部26，透平入口部24用以接收高壓燃氣，例如來自井場的高壓天燃氣，透平出口部26與燃燒裝置10的燃氣入口16連通，高壓天然氣進入透平20驅(qū)動透平渦輪旋轉(zhuǎn)，高壓天然氣壓力降低，經(jīng)透平20降壓的天然氣經(jīng)透平出口部26和燃氣入口16進入燃燒裝置10的燃燒室。

壓氣機22包括壓氣機入口部28和壓氣機出口部30，壓氣機出口部30與燃燒裝置10的空氣入口14連通。透平渦輪旋轉(zhuǎn)帶動轉(zhuǎn)軸18，轉(zhuǎn)軸18驅(qū)動壓氣機22的壓氣葉輪轉(zhuǎn)動，壓氣葉輪轉(zhuǎn)動使得環(huán)境空氣從壓氣機入口部28被吸進壓氣機22，空氣經(jīng)壓氣機22壓縮后通過壓氣機出口部30和空氣入口14進入燃燒裝置10的燃燒室內(nèi)與天然氣充分混合燃燒。

在所示的實施例中，透平壓氣機12還包括外殼(圖未示出)，透平20、壓氣機22及轉(zhuǎn)軸18均安裝在所述機殼內(nèi)構(gòu)成一個模塊單元，這樣便于地面火炬的模塊化安裝，方便維護。

透平壓氣機12以井場里的高壓天然氣作為動力來源，有效利用氣源壓能為燃燒裝置10提供降壓天然氣和充足的壓縮空氣，促進火炬燃燒，大大減少了野外井場的動力機械、高壓減壓設(shè)備及其配套資源的投入，降低成本，節(jié)能環(huán)保。

綜上所述，本發(fā)明提供了一種可有效利用油井或氣井里需要處理的高壓氣源的壓能的地面火炬。在火炬氣源入口處設(shè)置一透平壓氣機，高壓氣源通過透平渦輪對渦輪做工，壓力降低的高壓氣源通入火炬燃燒室。渦輪旋轉(zhuǎn)驅(qū)動同軸的壓氣機，壓氣葉輪從大氣中吸取空氣經(jīng)壓縮輸送至火炬燃燒室，使得氣源和空氣在燃燒室中充分混合燃燒。本發(fā)明以氣源壓能作為動力來源，將高壓氣源通入透平降低了氣源的壓力，減少了高壓減壓設(shè)備的投入，節(jié)約成本，透平驅(qū)動壓氣機壓縮空氣輸送至火炬，替換原動機，在保有傳統(tǒng)地面火炬優(yōu)勢前提下，減少動力設(shè)備的投入及物資補給。

本文所描述的概念在不偏離其精神和特性的情況下可以實施成其它形式。所公開的具體實施例應(yīng)被視為例示性而不是限制性的。因此，本發(fā)明的范圍是由所附的權(quán)利要求，而不是根據(jù)之前的這些描述進行確定。在權(quán)利要求的字面意義及等同范圍內(nèi)的任何改變都應(yīng)屬于這些權(quán)利要求的范圍。