CN102537983A - 一种火炬自动点火系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种火炬自动点火系统及方法，火炬分液罐连接在火炬管网与火炬之间，压力传感器和压力控制阀设置在火炬管网上，压力传感器与压力控制器连接，检测压力超过第二设定值时使压力控制阀打开；燃料气管线与点火装置和长明灯连接，仪表空气管线和供电电缆与点火装置连接，火焰传递管连接在点火装置与长明灯之间，长明灯设置在火炬的火炬头上；第一气动阀设置在燃料气管线上，第二气动阀设置在仪表空气管线上，分别与压力控制器连接，检测压力超过第一设定值时控制第一、第二气动阀开启，同时输出报警信号，操作人员通过点火装置点燃火焰，进而将火焰传送至长明灯使其点燃；第二设定值大于第一设定值，燃烧的长明灯将火炬内的可燃气体点燃。
Description
技术领域
本发明涉及火炬领域，具体而言，涉及一种火炬自动点火系统及方法。
背景技术
火炬在石油化工装置中非常重要，用来将开停车过程中或事故工况下的工艺物料燃烧后排放，以及在正常生产过程中，将一些难以处理或者处理经济代价过高的工艺废料进行燃烧处理，降低化工物料对环境的污染。为了保证火炬排放气体及时点燃，火炬系统都要设置长明灯，工艺装置开车前，首先点燃长明灯，当火炬系统有可燃气体排放时，长明灯的火焰自动点燃火炬，实现将所有排放的可燃气体全部燃烧，避免可燃气体直接排放大气，保证工厂运行的安全，并满足环保要求。
现有技术采用火炬的长明灯一直处于点燃状态的模式，这样一来需要连续消耗燃料气，长年累月，其费用较大，一年将有几十万至上百万的燃气消耗费用，既降低工厂经济效益的同时，又带来了环境污染。尤其是对于正常生产时没有可燃气体排放，只有事故状态下才可能有可燃气体排放的工厂，像液化天然气接收站，如何在避免火炬长明灯一直燃烧消耗燃料气的同时又保证火炬在需要时可及时、自动、可靠地点燃是目前本行业需要急迫解决的技术难题。
发明内容
本发明提供一种火炬自动点火系统及方法，用以降低工厂的运行能耗，保证火炬系统稳定可靠运行。
为达到上述目的，本发明提供了一种火炬自动点火系统，其包括：火炬管网、压力传感器、压力控制器、火炬分液罐、点火装置、长明灯、火炬、压力控制阀、燃料气管线、仪表空气管线、第一气动阀、第二气动阀、供电电缆和火焰传递管，其中：
火炬分液罐连接在火炬管网与火炬之间，压力传感器和压力控制阀分别设置在火炬管网上，常态下压力控制阀处于关闭状态，压力传感器与压力控制器相连接，将检测到的火炬管网内的压力传送至压力控制器，当压力传感器检测到的压力超过第二设定值时，压力控制器输出信号使压力控制阀打开并控制其开度，此时火炬管网内超压的可燃气体通过压力控制阀、火炬分液罐排放至火炬燃烧；
燃料气管线分别与点火装置和长明灯相连接，仪表空气管线和供电电缆分别与点火装置相连接，火焰传递管连接在点火装置与长明灯之间，长明灯设置在火炬的火炬头上；
第一气动阀设置在燃料气管线上，第二气动阀设置在仪表空气管线上，第一气动阀与第二气动阀分别与压力控制器相连接，常态下第一气动阀与第二气动阀处于关闭状态，当压力传感器检测到的压力超过第一设定值时，压力控制器输出信号使第一气动阀和第二气动阀开启，燃料气管线内的燃料气分别进入点火装置和长明灯，仪表空气管线内的仪表空气进入点火装置，同时压力传感器输出报警信号，通知操作人员操作设置在点火装置上或控制室的点火按钮点燃火焰，并通过火焰传递管将火焰传送至长明灯，将送至长明灯的燃料气点燃；
其中，第二设定值大于第一设定值，燃烧的长明灯将传输至火炬的可燃气体点燃。
较佳的，压力传感器的数目为2个，分别与压力控制器相连接，其中任一压力传感器检测到的压力超过第一设定值时，压力控制器即输出信号使第一气动阀和第二气动阀开启，并同时输出报警信号至控制室。
较佳的，火炬包括火炬上升筒、火炬头和支撑塔架，火炬头连接在火炬上升筒之上，火炬上升筒和火炬头由支撑塔架支撑和固定。
较佳的，长明灯的数目为3个以上，均布在火炬头上。
较佳的，长明灯上安装有火焰温度探测器，实时显示探测到的温度并将其传送至控制室，以及当探测到的温度超过温度设定值时发出警报。
较佳的，燃料气管线和仪表空气管线分别设置有压力显示仪表，实时显示检测到的压力并将其传送至控制室，以及当检测到的压力低于压力设定值时发出警报。
较佳的，第一气动阀和第二气动阀处均设置有具有手动开关阀的旁路。
较佳的，点火装置前的燃料气管网和仪表空气管网上分别设置有止逆阀。
较佳的，长明灯前的燃料气管线上设置有自力式压力控制阀。
为达到上述目的，本发明还提供了一种火炬自动点火方法，该方法包括以下步骤：
通过压力传感器检测火炬管网内的压力并传送至压力控制器，当压力传感器检测到的压力超过第一设定值时，压力控制器输出信号使分别设置在燃料气管网和仪表空气管网上的第一气动阀和第二气动阀开启，并同时输出报警信号至控制室；
燃料气管线内的燃料气分别进入与其相连接的点火装置和长明灯，仪表空气管线内的仪表空气进入与其相连接的点火装置，操作人员接收到报警信号后，通过设置在火装置上或者控制室内的点火按钮点燃火焰，并通过火焰传递管将火焰传送至长明灯，将送至长明灯的燃料气点燃；
当压力传感器检测到的压力超过第二设定值时，压力控制器输出信号使设置在火炬管网上的压力控制阀打开并控制其开度，超压的可燃气由火炬管网进入与其相连接的火炬分液罐，并进而传送至火炬；
燃烧的长明灯将传送至火炬的可燃气点燃；
其中，常态下压力控制阀、第一气动阀与第二气动阀及其旁路上的手动开关阀分别处于关闭状态，第一设定值小于第二设定值。
在上述实施例中，常态下压力控制阀处于关闭状态，没有可燃气体排放至火炬；燃料气管线和仪表空气管线上的气动阀也处于关闭状态，长明灯和火炬都处于熄灭状态，没有燃料气消耗，避免了长明灯长期点燃的燃料气消耗，降低了工厂的运行能耗，并同时满足工厂的安全和环保要求，实现火炬系统的自动点火，保证火炬系统稳定可靠运行。
另外，设置在第一气动阀和第二气动阀处旁路上的手动开关阀可以在点火装置的测试、第一气动阀和第二气动阀的故障检修以及工厂开车期间需要手动点燃长明灯时使用，满足了工厂运行各种工况对火炬系统的需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例的火炬自动点火系统示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明一实施例的火炬自动点火系统示意图。如图1所示，火炬自动点火系统包括：火炬管网101、压力传感器PT-1、PT-2、PT-3和PT-4、压力控制器PIC-1、火炬分液罐106、点火装置105、长明灯110、火炬109、压力控制阀PCV-1、燃料气管线102和108、仪表空气管线103、第一气动阀XV-1、第二气动阀XV-2、手动开关阀MV-1～MV-6、止逆阀MV-7和MV-8、供电电缆104和火焰传递管107，其中
火炬分液罐106连接在火炬管网101与火炬109之间，压力传感器PT-1、PT-2和压力控制阀PCV-1分别设置在火炬管网101上，常态下压力控制阀PCV-1处于关闭状态，压力传感器PT-1、PT-2与压力控制器PIC-1相连接，将检测到的火炬管网101内的压力传送至压力控制器PIC-1，当压力传感器PT-1、PT-2检测到的压力超过第二设定值H2时，压力控制器PIC-1输出信号使压力控制阀PCV-1打开并控制其开度(压力控制器PIC-1根据实时测得的火炬管网101内的压力计算出压力控制阀PCV-1的开度)；
燃料气管线102分别与点火装置105和长明灯110(图1中通过燃料气管线的延长管线108与长明灯110相连接，其中延长管线108上可设置有自力式压力控制阀PRV-1)相连接，仪表空气管线103和供电电缆104分别与点火装置105相连接，火焰传递管107连接在点火装置105与长明灯110之间，长明灯110设置在火炬109的火炬头111上；
第一气动阀XV-1设置在燃料气管线102上，第二气动阀XV-2设置在仪表空气管线103上，第一气动阀XV-1与第二气动阀102分别与压力控制器PIC-1相连接，常态下第一气动阀XV-1与第二气动阀XV-2处于关闭状态，当压力传感器PT-1和PT-2中的任何一个检测的压力超过第一设定值H1时，压力控制器PIC-1输出信号使第一气动阀XV-1和第二气动阀XV-2开启，燃料气管线102内的燃料气分别进入点火装置105和长明灯110，仪表空气管线103内的仪表空气进入点火装置105，在燃料气和仪表空气的压力作用下，点火装置105(其中点火装置可设置在点火盘112上)点燃火焰，并通过火焰传递管107将火焰传送至长明灯110，将送至长明灯110的燃料气点燃；
其中，第二设定值H2大于第一设定值H1(例如，H1设置为24kPaG，H2设置为25.5kPaG)，确保火炬的长明灯在可燃气体大量排放至火炬之前首先被及时点燃，燃烧的长明灯110进而将传输至火炬109的可燃气体及时点燃。
手动开关阀MV-5和MV-6分别设置在第一气动阀XV-1和第二气动阀XV-2的旁路上，正常情况下处于关闭状态，当点火装置测试、第一气动阀XV-1和第二气动阀XV-2故障检修以及工厂开车期间等需要手动点燃长明灯时使用。
在本实施例中，常态下压力控制阀PCV-1处于关闭状态，没有可燃气体排放至火炬；燃料气管线和仪表空气管线上的气动阀XV-1和XV-2也处于关闭状态，长明灯和火炬都处于熄灭状态，没有燃料气消耗，避免了长明灯长期点燃的燃料气消耗，降低了工厂的运行能耗，并同时满足工厂的安全和环保要求，实现火炬系统的自动点火，保证火炬系统稳定可靠运行。
另外，设置在第一气动阀和第二气动阀旁路的手动阀可以在点火装置测试、第一气动阀和第二气动阀故障检修以及工厂开车期间需要手动点燃长明灯时使用，满足了工厂运行各种工况对火炬系统的需求。
上述实施例中的火炬可包括火炬上升筒、火炬头和支撑塔架，火炬上升筒和火炬头可优选为圆筒形结构，火炬头连接在火炬上升筒之上，火炬上升筒由支撑塔架支撑和固定。
长明灯的数量与火炬本体(由火炬上升筒和火炬头相连接构成)的大小和火炬的能力有关，火炬能力越大，长明灯的数量就越多。当长明灯数量为多个时，可均匀布置在火炬头的圆周方向上，火焰传递管的数量与长明灯的数量相同。其中多个长明灯的点燃可以是一次一个，依次点燃，也可以一次全部点燃。
例如，为监测长明灯是否处于点燃状态，长明灯110上可安装有火焰温度探测器TE-1，实时显示探测到的温度并将其传送至控制室，以及当探测到的温度超过温度设定值时发出警报。
在图1中，仪表一侧的标号A～X为排序编号，具体所需的仪表数量可根据现场的实际情况而定。
例如，为了监控燃料气体和仪表空气的供应状态，燃料气管线102和仪表空气管线103分别设置有压力显示仪表PT-3和压力显示仪表PT-4，实时显示检测到的压力并将其传送至控制室，以及当检测到的压力超过压力设定值时发出警报。
例如，为便于对压力传感器进行维修时切断气体的源头，压力传感器PT-1、PT-2、PT-3和PT-4的根部分别设置有手动阀MV-1、MV-2、MV-3和MV-4。
例如，为防止燃料气和仪表空气的逆向传输，点火装置105前的燃料气管网102和仪表空气管网103上分别设置有止逆阀MV-7和MV-8。
此外，点火过程也可以通过设置在控制室和就地点火盘上的按钮分别实现，以满足试车阶段的需求。同时，在就地点火盘和控制室还设置有点火系统故障报警装置，以在点火系统发生故障时及时提醒操作人员进行维修。
以下为本发明一实施例的火炬自动点火方法流程，该方法包括以下步骤：
通过压力传感器PT-1和PT-2检测火炬管网101内的压力并传送至压力控制器PIC-1，当压力传感器PT-1和PT-2中的任一个检测到的压力超过第一设定值H1时，压力控制器PIC-1输出信号使分别设置在燃料气管网102和仪表空气管网103上的第一气动阀XV-1和第二气动阀XV-2开启，同时发出报警信号；
燃料气管线102内的燃料气分别进入与其相连接的点火装置105和长明灯110，仪表空气管线103内的仪表空气进入与其相连接的点火装置105，操作工通过设置在就地点火装置105或者控制室的点火按钮点燃火焰，并通过火焰传递管107将火焰传送至长明灯110，将送至长明灯110的燃料气点燃；
当压力传感器PT-1和PT-2中的任一个检测到的压力超过第二设定值H2时，压力控制器PIC-1输出信号使设置在火炬管网101上的压力控制阀PCV-1打开并控制其开度(压力控制器PIC-1根据实时测得的火炬管网101内的压力计算出压力控制阀PCV-1的开度)，可燃气由火炬管网101进入与其相连接的火炬分液罐106，并进而传送至火炬109，燃烧的长明灯110将传送至火炬109的可燃气点燃；
其中，常态下压力控制阀PCV-1、第一气动阀XV-1与第二气动阀XV-2分别处于关闭状态，第一设定值H1小于第二设定值H2。
在本实施例中，常态下压力控制阀PCV-1处于关闭状态，没有可燃气体排放至火炬；燃料气管线和仪表空气管线上的气动阀XV-1和XV-2及其旁路上的手动开关阀也处于关闭状态，长明灯和火炬都处于熄灭状态，没有燃料气消耗，避免了长明灯长期点燃的燃料气消耗，降低了工厂的运行能耗，并同时满足工厂的安全和环保要求，实现火炬系统的自动点火，保证火炬系统稳定可靠运行。
另外，设置在第一气动阀和第二气动阀旁路的手动阀可以在点火装置测试、第一气动阀和第二气动阀故障检修以及工厂开车期间需要手动点燃长明灯时使用，满足了工厂运行各种工况对火炬系统的需求。
本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种火炬自动点火系统，其特征在于，包括：火炬管网、压力传感器、压力控制器、火炬分液罐、点火装置、长明灯、火炬、压力控制阀、燃料气管线、仪表空气管线、第一气动阀、第二气动阀、供电电缆和火焰传递管，其中：
所述火炬分液罐连接在所述火炬管网与所述火炬之间，所述压力传感器和所述压力控制阀分别设置在所述火炬管网上，常态下所述压力控制阀处于关闭状态，所述压力传感器与所述压力控制器相连接，将检测到的所述火炬管网内的压力传送至所述压力控制器，当所述压力传感器检测到的压力超过第二设定值时，所述压力控制器输出信号使所述压力控制阀打开并控制其开度，此时所述火炬管网内超压的可燃气体通过所述压力控制阀、所述火炬分液罐排放至所述火炬燃烧；
所述燃料气管线分别与所述点火装置和所述长明灯相连接，所述仪表空气管线和所述供电电缆分别与所述点火装置相连接，所述火焰传递管连接在所述点火装置与所述长明灯之间，所述长明灯设置在所述火炬的火炬头上；
所述第一气动阀设置在所述燃料气管线上，所述第二气动阀设置在所述仪表空气管线上，所述第一气动阀与所述第二气动阀分别与所述压力控制器相连接，常态下所述第一气动阀与所述第二气动阀处于关闭状态，当所述压力传感器检测到的压力超过第一设定值时，所述压力控制器输出信号使所述第一气动阀和所述第二气动阀开启，所述燃料气管线内的燃料气分别进入所述点火装置和所述长明灯，所述仪表空气管线内的仪表空气进入所述点火装置，同时所述的压力传感器输出报警信号，通知操作人员操作设置在所述点火装置上或控制室的点火按钮点燃火焰，并通过所述火焰传递管将火焰传送至所述长明灯，将送至所述长明灯的燃料气点燃；
其中，所述第二设定值大于所述第一设定值，燃烧的所述长明灯将超压排放至所述火炬的可燃气体点燃。
2.根据权利要求1所述的火炬自动点火系统，其特征在于，所述压力传感器的数目为2个，分别与所述压力控制器相连接，其中任一所述压力传感器检测到的压力超过所述第一设定值时，所述压力控制器即控制所述第一气动阀和所述第二气动阀开启，并同时输出报警信号。
3.根据权利要求1所述的火炬自动点火系统，其特征在于，所述火炬包括火炬上升筒、火炬头和支撑塔架，所述火炬头连接在所述火炬上升筒之上，所述火炬上升筒和火炬头由所述支撑塔架支撑和固定。
4.根据权利要求3所述的火炬自动点火系统，其特征在于，所述长明灯的数目为3个以上，均布在所述火炬头上。
5.根据权利要求1所述的火炬自动点火系统，其特征在于，所述长明灯上安装有火焰温度探测器，实时显示探测到的温度并将其传送至控制室，以及当探测到的温度超过温度设定值时发出警报。
6.根据权利要求1所述的火炬自动点火系统，其特征在于，所述燃料气管线和所述仪表空气管线分别设置有压力显示仪表，实时显示检测到的压力并将其传送至控制室，以及当检测到的压力低于压力设定值时发出警报。
7.根据权利要求1所述的火炬自动点火系统，其特征在于，所述点火装置前的所述燃料气管网和所述仪表空气管网上分别设置有止逆阀。
8.根据权利要求1所述的火炬自动点火系统，其特征在于，所述第一气动阀和第二气动阀处均设置有具有手动开关阀的旁路。
9.根据权利要求1所述的火炬自动点火系统，其特征在于，所述长明灯前的所述燃料气管线上设置有自力式压力控制阀。
10.一种火炬自动点火方法，其特征在于，包括以下步骤：
通过压力传感器检测火炬管网内的压力并传送至压力控制器，当所述压力传感器检测到的压力超过第一设定值时，所述压力控制器控制分别设置在燃料气管网和仪表空气管网上的第一气动阀和第二气动阀开启，并同时输出报警信号至控制室；
所述燃料气管线内的燃料气分别进入与其相连接的点火装置和长明灯，所述仪表空气管线内的仪表空气进入与其相连接的所述点火装置，操作人员接收到报警信号后，通过设置在所述点火装置上或者控制室内的点火按钮点燃火焰，并通过火焰传递管将火焰传送至所述长明灯，将送至所述长明灯的燃料气点燃；
当所述压力传感器检测到的压力超过第二设定值时，所述压力控制器输出信号使设置在所述火炬管网上的压力控制阀打开并控制其开度，超压的可燃气由所述火炬管网进入与其相连接的火炬分液罐，并进而传送至火炬；
燃烧的所述长明灯将传送至所述火炬的可燃气点燃；
其中，常态下所述压力控制阀、所述第一气动阀与所述第二气动阀及其旁路上的手动开关阀均处于关闭状态，所述第一设定值小于所述第二设定值。
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