CN101338897B - 火炬系统用水封结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种火炬系统用水封结构，包括：水封罐，具有一入口及一出口；水封槽，设于该水封罐内以容纳水封，该水封槽具有与该水封罐相通的开口；以及火炬气入口管，经由该入口插入至该水封槽的水封内，其中该水封槽的当量流通面积是火炬气入口管的1～3倍，火炬气大量排放时的压力可将水封槽中的水经该开口推至该水封罐。本发明通过特殊设计的水封罐内部结构，不需要设置阀门控制系统，既可在小量排放时维持足够水封高度，阻止空气倒流，利于气体回收，又可在大量排放时自动撤除水封，避免采用阀门控制水封的各种缺点，实现本质安全。

Description

火炬系统用水封结构
技术领域
本发明涉及一种火炬系统的控制结构，尤其是一种用于火炬系统的水封结构。
背景技术
火炬系统是石油化工生产企业必不可少的安全排放燃烧设施，用来处理生产装置事故状态下排放的可燃气体，同时也需要处理正常生产过程中产生的无法利用但必须排出的可燃气体。
为了保证安全运行，火炬系统需要考虑可靠的防回火安全措施。现有技术中，比较典型的是虑以下三种方案：
方案一：阀门自动控制防回火。如图1所示，在火炬气排放管道上安装阀门2，根据火炬气1排放的流量或压力信号实现自动控制。在没有火炬气1排放时关闭阀门2，从而阻止空气倒流。采用阀门控制简单、方便，但是如果控制系统发生故障阀门2就会无法开启，造成火炬气1不能排放，影响装置正常生产。因此，采用阀门控制不可靠。
方案二：固定水封防回火。如图2所示，在火炬气排放管道上设置水封罐，通过一定高度的水封5防止空气倒流到火炬气管网中。这是一种简单易行、可靠性高的防回火方式，在火炬系统中得到了广泛运用。但是，水封5增加了火炬气的排放阻力，而且在火炬气突破水封时会夹带大量水分，不利于火炬气完全燃烧。因此，设计人员希望在火炬气大量排放时能够撤除水封5，便于火炬气顺利扫放。
而且，随着节能、环保要求不断提高，如图2所示，通常在水封罐前引出支管3送往气柜，回收正常生产过程中的小量排放气。这时，要求水封罐内具备足够的水封高度5，阻止火炬气突破水封，让火炬气尽量多地进入气体回收系统。而且，提高储气压力是气柜技术的发展趋势，这要求火炬系统设置更高的水封5。由于增大了水封高度5，如果没有可靠的撤除手段，在火炬气大量排放时就会形成安全隐患。
方案三：水封和阀门联合控制。专利200420079150.8的一种“火炬气回收排放自动控制水封阀组”中，如图2所示，设计人员为水封罐增加控制阀门6。当火炬气小量排放时，通过足够高的水封高度5保证火炬气回收；当火炬气大量排放时，由火炬气进气管道上的压力变送器信号自动控制打开阀门6，将水泄放到水封罐另一侧，降低水封高度。虽然该设计考虑了撤除水封5的措施，但是采用阀门6控制显然具备以下缺点：
1、阀门控制不及时。阀门开启需要一定时间，而且大量的水通过阀门流出也需要一定时间，因此，采用阀门控制不能及时撤除水封。
2、采用阀门控制不可靠。当仪表风系统、阀门本身、或控制系统出现故障时，阀门不能正常开启。
3、采用阀门控制增加了控制系统投资。
可以看出，方案三综合了方案一和方案二的设计思想，考虑了大量排放时撤除水封的措施。但是，方案三同样具有方案一的固有缺点，即采用阀门控制不可靠。尤其需要指出，按照方案三的设计思想，需要在小量排放时维持更高位的水封以便火炬气回收，但是当大量排放时如果阀门控制系统出现故障不能及时开启，则会导致更大的安全事故。
发明内容
针对现有技术各种方案存在的上述缺点，本发明的目的是设计一种火炬系统用水封结构，既能够在小量排放时维持高位水封，防止回火，利于火炬气回收；同时在大量排放时可以自动撤除水封，而且水封的撤除完全不需要依赖阀门控制，以达到本质安全的目的。
本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种火炬系统用水封结构，包括：水封罐，具有一入口及一出口；水封槽，设于该水封罐内以容纳水封，该水封槽具有与该水封罐相通的开口；以及火炬气入口管，经由该入口插入至该水封槽的水封内，其中该水封槽的当量流通面积是火炬气入口管的1～3倍，火炬气大量排放时的压力可将水封槽中的水经该开口推至该水封罐。
在上述的火炬系统用水封结构中，还包括一水封管道，连接该水封罐底部以导出被推至该水封罐的积水。
在上述的火炬系统用水封结构中，该水封槽的开口位于该水封槽顶部。
在上述的火炬系统用水封结构中，该水封罐为立式的圆柱结构。
在上述的火炬系统用水封结构中，该水封罐为卧式的圆柱结构。
本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，可同时具有如下显著优点：在小量排放时可以维持高位水封，能够适应火炬气回收气柜储气压力不断提高的要求；而水封撤除可以利用火炬气自身的压力实现，从本质上保证水封可以顺利撤除；并且整个撤除过程不需要依靠任何自动化仪表设备即可实现，简单易行；再者，水封撤除迅速及时，能够适应石化企业事故工况火炬气排放的要求。
附图说明
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：
图1是采用阀门控制防回火的方案。
图2是采用水封和阀门联合控制防回火的方案。
图3是本发明一实施例的水封结构示意图。
图4是本发明另一实施例的水封结构示意图。
具体实施方式
请参照图3所示，根据本发明一实施例的火炬系统用水封结构10，包括一水封罐11、一水封槽12以及一火炬气入口管13。在本实施例中，水封罐11例如是呈卧置的圆柱形结构，水封罐具有一入口11a及一出口11b。其中入口11a用以插入火炬气入口管13，火炬气入口管13中流通火炬气14。水封槽12设于水封罐11内，举例来说，设在水封罐的底部。水封槽12中容纳水封15。在本发明的实施例中，水封15的高度根据需要的压力而定，在此不作任何限制。水封槽12还具有与水封罐11相通的开口12a，在图3所示例子中，开口12a位于水封槽12的顶部，但这并非作为限制。开口还可设于水封槽12的侧面，只要能够使水封槽12保持水封所需的容量。
火炬气入口管13在水封罐11内插入至水封槽的水封15内。在小排量时，火炬气14通过水封15后进入水封罐11内，然后经出口11b排出，以便被燃烧；而当火炬气14大量排放时，依靠火炬气自身压力，可将水封槽12中的水经开口12a推出水封槽12外，从而自动撤除水封槽12中的水封15。而推出水封槽12外的水会积累在水封罐11的底部，如图3所示。
在优化的实施例中，水封槽12的当量流通面积是火炬气入口管13的1～3倍。
另外，还可以通过增设的水封管道17将水封罐底部的积水顺利排出。
图4所示为本发明的另一实施例中，在该实施例中，与前一实施例相同的标号表示相同的部件，其不同之处在于，本实施例中的水封罐21为立式的圆柱结构，因而具有更小的空间。火炬气入口管13则从侧面的入口插入水封罐21中的水封槽12内。本实施例的水封结构的工作原理与前一实施例类似，在此不再赘述。
综上所述，本发明的新型水封结构相比传统的结构可达到的有益效果是：
1、小量排放时可以维持高位水封，能够适应火炬气回收气柜储气压力不断提高的要求；
2、水封撤除利用火炬气自身的压力实现，从本质上保证水封可以顺利撤除；
3、水封撤除方法简单易行，整个撤除过程不需要依靠任何自动化仪表设备即可实现；
4、水封撤除迅速及时，能够适应石化企业事故工况火炬气排放的要求。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (5)

1.一种火炬系统用水封结构，包括：
水封罐，具有一入口及一出口；
水封槽，设于该水封罐内以容纳水封，该水封槽具有与该水封罐相通的开口；
火炬气入口管，经由该入口插入至该水封槽的水封内，其中该水封槽的当量流通面积是火炬气入口管的1～3倍，火炬气大量排放时的压力可将水封槽中的水经该开口推至该水封罐。
2.如权利要求1所述的火炬系统用水封结构，其特征在于，还包括一水封管道，连接该水封罐底部以导出被推至该水封罐的积水。
3.如权利要求1所述的火炬系统用水封结构，其特征在于，该水封槽的开口位于该水封槽顶部。
4.如权利要求1所述的火炬系统用水封结构，其特征在于，该水封罐为立式的圆柱结构。
5.如权利要求1所述的火炬系统用水封结构，其特征在于，该水封罐为卧式的圆柱结构。
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