CN102353041A

CN102353041A - 高效节能地面火炬气系统

Info

Publication number: CN102353041A
Application number: CN2011102269663A
Authority: CN
Inventors: 郭宏新; 刘丰; 鲁广松; 马明; 李逸峰; 刘世平
Original assignee: Jiangsu Sunpower Technology Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Sunpower Technology Co Ltd
Priority date: 2011-08-09
Filing date: 2011-08-09
Publication date: 2012-02-15

Abstract

一种高效节能地面火炬气系统，它包括火炬筒体（7）、防风消音屏（1），火炬筒体（1）位于防风消音屏（1）中，火炬筒体（7）的下部设有进风口，在进风口上部的筒体上设有看火门（6），其特征是在火炬筒体（7）的中心安装有一级燃烧器（9），在一级燃烧器（9）的周围安装有一圈二级燃烧器（10），一圈三级燃烧器（11）和一圈四级燃烧器（5），所述的二级燃烧器（10）之间、三级燃烧器（11）之间、四级燃烧器（5）之间通过各自的环形分布管（12）相连，各环形分布管（12）的进气端均通过相应的进气管道（16）与火炬气气源相连，在所述的各进气管道（16）上安装有气动切断阀，各燃烧器上均安装有长明灯（13）和点火器（14）。本发明通过分级控制、优化燃烧达到了节能的目的，具有结构简单、安全、投资少的优点。

Description

高效节能地面火炬气系统

技术领域

本发明涉及一种石油、化工、石化、冶金、煤化工、卫生行业使用的火炬系统，尤其是一种地面火炬气系统，具体地说是一种高效节能地面火炬气系统。

背景技术

目前，石油、化工、石化、冶金、煤化工、卫生行业一般装置配有公用处理各种易燃易爆、可燃、剧毒、高危、恶臭气体的火炬系统。系统管道配制控制阀器可避免装置排放时背压不同产生的倒流问题，保证了各单元装置回收系统的稳定、安全、可靠地运行。平常工作正常时不用，在出现事故时必须要用火炬系统，而现有的火炬系统大多为高空燃烧式火炬系统，它结构复杂，安全性差，投资大，而地面火炬简单、安全、投资少等特点，地面火炬的分级控制、优化燃烧是地面火炬系统设计成败的关键，采用优化合理的方案对地面火炬的安全运行和地面火炬的优化设计至关重要。

发明内容

本发明的目的是针对现有的火炬系统存在的结构复杂，投资高的问题，设计一种能分级控制、投资小、节能效果好的高效节能地面火炬气系统。

本发明的技术方案是：

一种高效节能地面火炬气系统，它包括火炬筒体7、防风消音屏1，火炬筒体7位于防风消音屏1中，火炬筒体7的下部设有进风口，在进风口上部的筒体上设有看火门6，其特征是在火炬筒体7中安装有若干圈环形布置的燃烧器，每圈环形布置的各燃烧器之间通过环形分布管12相连，各环形分布管12的进气端均通过相应的进气管道16与火炬气气源相连，在所述的各进气管道16上安装有气动切断阀，各燃烧器上均安装有长明灯13和点火器14。

所述的火炬筒体7的内表面上设有保温层17，保温层17的厚度为50-200mm，里面两层搭接处应交错紧贴但不重叠，外面两层搭接处交错重叠80-200mm，所述的保温材料为耐火陶瓷纤维，外包耐热不锈钢丝网，搭接处重叠80-200mm。

所述的防风消音屏1上设有看火孔4，所述的火炬筒体7的下端设有看火门6，上端设有带锥形火炬排放口8。

所述的容器7中安装有四圈燃烧器，其中一级燃烧器9位于容器的中心位置处，在一级燃烧器9的周围安装有一圈二级燃烧器10，在二级燃烧器10的外围安装有一圈三级燃烧器11，在三级燃烧器11的外围安装有一圈四级燃烧器5，一级燃烧器9的数量最少为一个，一级燃烧器9、二级燃烧器10、三级燃烧器11和四级燃烧器5的结构形式和尺寸大小相同或不同，所述的燃烧器多个燃烧器喷管101，所述的燃烧器喷管101为小孔径、多火孔结构，各燃烧器喷管101分别通过连接管102与进气管103相连通，进气管103与对应的环形分布管12相连通，在每个燃烧器喷管101的下部安装有蒸汽消烟器104，蒸汽消烟器104通过管道与消烟蒸汽管105相连通，消烟蒸汽管105与蒸汽气源相连；在所述的进气管103上连接有进气总管106，进气总管106上安装有电控阀门。

所述的防风消音屏1和火炬筒体7之间的下端设有多个调风挡板2，调风挡板2的结构为百叶窗或螺旋风窗或涡轮形式。

本发明的有益效果：

本发明通过分级控制、优化燃烧达到了节能的目的，具有结构简单、安全、投资少的优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的火炬筒体的保温结构示意图。

图3是图1的俯视结构示意图。

图4是本发明的燃烧器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1-4所示。

一种高效节能地面火炬气系统，它包括火炬筒体7、防风消音屏1，如图1所示，所述的火炬筒体7的内表面上设有保温层17（如图2所示），保温层17的厚度为50-200mm，里面两层搭接处应交错紧贴但不重叠，外面两层搭接处交错重叠80-200mm，所述的保温材料为耐火陶瓷纤维，外包丝径为∅1-5mm的耐热不锈钢丝网，搭接处重叠80-200mm。火炬筒体7位于防风消音屏1中，火炬筒体7的下部设有进风口，在进风口上部的筒体上设有看火门6，防风消音屏1上设有看火孔4，下部安装有提高抽风效力的百叶窗2，火炬筒体7的上端设有火炬排放口8。在火炬筒体7的中心安装有一级燃烧器9（至少有一个图4所示的燃烧器），在一级燃烧器9的周围安装有一圈二级燃烧器10，在二级燃烧器10的外围安装有一圈三级燃烧器11，在三级燃烧器11的外围安装有一圈四级燃烧器5，所述的二级燃烧器10之间、三级燃烧器11之间、四级燃烧器5之间通过各自的环形分布管12相连，各环形分布管12的进气端均通过相应的进气管道16与火炬气气源相连，在所述的各进气管道16上安装有气动切断阀，各燃烧器上均安装有长明灯13和点火器14，如图3所示。所述的一级燃烧器9、二级燃烧器10、三级燃烧器11和四级燃烧器5的结构相同或不同，如图4所示，它们均包括多个燃烧器喷管101，所述的燃烧器喷管101为小孔径、多火孔结构，各燃烧器喷管101分别通过连接管102与进气管103相连通，进气管103与对应的环形分布管12相连通，在每个燃烧器喷管101的下部安装有蒸汽消烟器104，蒸汽消烟器104通过管道与消烟蒸汽管105相连通，消烟蒸汽管105与蒸汽气源相连；在所述的进气管103上连接有火炬气总管106，火炬气总管106上安装有电控阀门。

详述如下：

本发明的火炬系统（图1）采用了分级控制、优化燃烧，将燃烧器分成多个，采用交错分级的方式布置，避免了单台火炬出现过烧的情况。根据每级放空气的排放状况和放空气中可燃物的燃烧状况，采用带蒸汽消烟喷头的燃烧器（图4），充分利用放空气自身的动压头卷吸助燃空气，达到消烟的作用，减少消烟蒸汽的耗量。燃烧器采用小孔径、多火孔结构，可将大股的火炬排放气分成许多小股，均匀分散后的各股可燃气体以一定的角度呈相交射流喷出，有利于燃料气与空气的混合，增加了与空气的接触面积及相互间的扰动。喷孔面有一定的倾角，加强火炬气与空气的混合的同时，加大扰动实现无烟燃烧，同时，小孔燃烧能防止回火。扩散燃烧进风是利用地面火炬本体的高度和燃烧产生的高温烟气产生的拔力，在地面火炬本体底部风口采用百叶窗2自然吸风（图1）。地面火炬筒体越高、排放量越大、烟气温度越高，就能产生越大的有效抽力。因此，地面火炬完全根据排放量的大小自然调节进风量，进风相当于一个完善的自适应控制系统。地面火炬燃烧时能够吸入足量的空气，既保证了火炬气的无烟燃烧，又保证了筒体排放烟气温度不会过高，保证了地面火炬本体的安全。

火炬筒体内表面加保温层（图2），保温层厚度约50-200mm，里面两层搭接处应交错紧贴但不重叠，外面两层搭接处交错重叠80-200mm（如图示）。保温材料为耐火陶瓷纤维，外包丝径∅1-5mm耐热不锈钢丝网，搭接处重叠80-150mm。

每个燃烧器分别配消烟蒸汽管道，操作灵活、方便控制。管道外进行保温层外包不锈钢皮。

每个燃烧器分别设置点火、长明灯、消烟管，提高了运行安全性。管道应保温，保温层绑扎镀锌铁丝，外包不锈钢皮。

固定管托15（图3）与管敦预埋钢板焊接连接。

防风屏内钢板彻底除锈，并涂有机硅高温防腐油漆。

火炬筒体、蒸汽环管、火炬气环管采取分体连接，在现场组装。

燃烧器的布置采用直立式底烧布置方式，由于空气气流的附壁效应，当火炬气事故大排放燃烧时，靠近燃烧筒体壁面回流空气量大，可冷却燃烧筒体，同时防止在事故大排放时火苗窜出火炬筒体。火炬气管道中的凝液及时排出，防止高速气流将凝液夹带到燃烧器底部的垂直管路产生水击，并避免在高温火焰的烘烤下，烃类凝液产生结焦而堵塞燃烧器喷孔甚至会堵塞火炬气管道，引起系统憋压。

本发明的工作原理是：

火炬气在小流量时通过第一级燃烧器处理。在地面火炬的集气总管上设两套压力变送器。当火炬气量超过第一级燃烧系统处理量时，集气总管内的压力升高，当压力达到设定值时，第二级燃烧系统管线上的气动切断阀将打开，其上的地面燃烧器将投入使用。随着排放量继续增大，以后各级燃烧系统上的气动切断阀也将相应依次打开，更多的地面燃烧器将投入使用。当排放量降低时，各级燃烧系统上的气动切断阀将反向操作，即最后一级燃烧系统上的气动切断阀先关闭。分级燃烧系统上气动开关阀的控制信号的数据，以达到最好的控制效果。

地面火炬蒸汽控制系统：每套地面火炬均设四级消烟蒸汽系统，分别对应四级分级燃烧系统。在每一级蒸汽消烟系统上设有气动调节阀，由集气总管上的压力信号控制相对应的分级燃烧系统上气动调节阀的开度。当有小量火炬气排放时，根据火炬气管上的压力信号将第一级蒸汽系统上的气动调节阀打开，随后在控制室根据工业电视信号手动调节调节阀的开度。当火炬气排量增大时，第二级燃烧系统上的气动开关阀打开。此时第一级蒸汽系统上的气动调节阀全开，第二级蒸汽系统上的气动调节阀将根据集气总管上的压力信号将第二级蒸汽系统上的气动调节阀打开，随后在控制室根据工业电视信号手动调节调节阀的开度。其他蒸汽调节阀依次类推。

地面火炬氮气控制系统：每套地面火炬每级燃烧系统上均设氮气吹扫系统。氮气总管上设低压报警，每级氮气管线上均设限流孔板和低流量报警，接入每级燃烧系统对该燃烧系统进行吹扫、保护。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims

1.一种高效节能地面火炬气系统，它包括火炬筒体（7）、防风消音屏（1），火炬筒体（7）位于防风消音屏（1）中，火炬筒体（7）的下部设有进风口，在进风口上部的筒体上设有看火门（6），其特征是在火炬筒体（7）中安装有若干圈环形布置的燃烧器，每圈环形布置的各燃烧器之间通过环形分布管（12）相连，各环形分布管（12）的进气端均通过相应的进气管道（16）与火炬气气源相连，在所述的各进气管道（16）上安装有气动切断阀，各燃烧器上均安装有长明灯（13）和点火器（14）。

2.根据权利要求1所述的高效节能地面火炬气系统，其特征是所述的火炬筒体（7）的内表面上设有保温层（17），保温层（17）的厚度为50-200mm，里面两层搭接处应交错紧贴但不重叠，外面两层搭接处交错重叠80-200mm，所述的保温材料为耐火陶瓷纤维，外包耐热不锈钢丝网，搭接处重叠80-200mm。

3.根据权利要求1所述的高效节能地面火炬气系统，其特征是所述的防风消音屏（1）上设有看火孔（4），所述的火炬筒体（7）的下端设有看火门（6），上端设有带锥形火炬排放口（8）。

4.根据权利要求1所述的高效节能地面火炬气系统，其特征是所述的容器（7）中安装有四圈燃烧器，其中一级燃烧器（9）位于容器的中心位置处，在一级燃烧器（9）的周围安装有一圈二级燃烧器（10），在二级燃烧器（10）的外围安装有一圈三级燃烧器（11），在三级燃烧器（11）的外围安装有一圈四级燃烧器（5），一级燃烧器（9）的数量最少为一个，一级燃烧器（9）、二级燃烧器（10）、三级燃烧器（11）和四级燃烧器（5）的结构形式和尺寸大小相同或不同，所述的燃烧器多个燃烧器喷管（101），所述的燃烧器喷管（101）为小孔径、多火孔结构，各燃烧器喷管（101）分别通过连接管（102）与进气管（103）相连通，进气管（103）与对应的环形分布管（12）相连通，在每个燃烧器喷管（101）的下部安装有蒸汽消烟器（104），蒸汽消烟器（104）通过管道与消烟蒸汽管（105）相连通，消烟蒸汽管（105）与蒸汽气源相连；在所述的进气管（103）上连接有进气总管（106），进气总管（106）上安装有电控阀门。

5.根据权利要求1所述的高效节能地面火炬气系统，其特征是所述的防风消音屏（1）和火炬筒体（7）之间的下端设有多个调风挡板（2），调风挡板（2）的结构为百叶窗或螺旋风窗或涡轮形式。