CN104964709A - 一种封闭式地面火炬实验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种封闭式地面火炬实验装置，属于石化设备领域，包括地面火炬筒体、防风墙、若干燃烧器、若干消烟蒸汽喷嘴、燃料气管线和消烟蒸汽管线，所述地面火炬筒体出口处设置有超声波流量计，所述地面火炬筒体上设置有透明视窗，正对透明视窗的地面火炬筒体内壁上设置有刻度标尺，所述地面火炬筒体不同高度处设置有热电偶，所述地面火炬筒体出口上方设置有烟气分析仪取样管，所述防风墙外设置有若干热辐射计，所述燃料气管线上设置有燃料气罐，所述燃料气罐位于恒温水浴内，所述地面火炬筒体相邻段之间通过法兰连接。本发明一种封闭式地面火炬实验装置，可以测量其内部燃烧及高温烟气热辐射值，为封闭式地面火炬的安全设计提供了基础数据。
Description
技术领域
本发明属于石化设备领域，具体涉及一种封闭式地面火炬实验装置。
背景技术
火炬系统是用来处理石油化工厂、炼油厂、化工厂及其它工厂或装置无法回收和再加工的可燃有毒气体及蒸汽的特殊燃烧设施，是保证工厂安全生产、减少环境污染的一项重要措施，其安全稳定的运行对于企业的安全生产具有至关重要的意义。随着技术进步，火炬系统也有了很大的变化，从原先只有高架火炬到现地面、高架火炬共同发展。其中地面火炬又可分为封闭式地面火炬和开放式地面火炬。封闭式地面火炬由于具有占地少，维护方便，安全、环保性较好等优点，得到越来越多的关注和应用。但封闭式地面火炬在我国起步较晚，应用时间较短。目前对其内部燃烧场、热辐射等的基础数据还缺乏了解，使得封闭式地面火炬的设计和操作缺少依据，存在很多安全隐患，限制了封闭式地面火炬的广泛应用。因此，设计一种封闭式地面火炬实验装置，实现对其内部燃烧及高温烟气热辐射的测量，具有重要意义。
发明内容
针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种封闭式地面火炬实验装置，设计合理，克服了现有技术的不足，为封闭式地面火炬的安全设计提供了基础数据，具有良好的效果。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种封闭式地面火炬实验装置，包括地面火炬筒体、防风墙、若干燃烧器、若干消烟蒸汽喷嘴、燃料气管线和消烟蒸汽管线，所述防风墙设置在地面火炬筒体外，所述燃烧器设置在地面火炬筒体内，所述消烟蒸汽喷嘴设置在燃烧器下方，所述燃烧器与燃料气管线相连，所述消烟蒸汽喷嘴与消烟蒸汽管线相连，所述地面火炬筒体出口处设置有超声波流量计，用于测量烟气流量，所述地面火炬筒体上设置有透明视窗，正对透明视窗的地面火炬筒体内壁上设置有刻度标尺，用于观测火焰高度，所述地面火炬筒体不同高度处设置有热电偶，用于测量燃烧场及烟气温度，所述热电偶连接有热电偶数据采集仪，所述地面火炬筒体出口上方设置有烟气分析仪取样管，用于将抽取的烟气样品送到烟气分析仪分析烟气的组成，所述防风墙外设置有若干热辐射计，用于将测量的热辐射数据汇集到热辐射数据采集仪中，所述燃料气管线上设置有燃料气罐，所述燃料气罐位于恒温水浴内，所述地面火炬筒体分段设置，相邻段之间通过法兰连接。
优选地，所述燃料气管线上还设置有减压阀、第一温度计、第一压力表、第一流量计和氮气吹扫管线，所述氮气吹扫管线连接有氮气钢瓶。
优选地，所述消烟蒸汽管线上设置有蒸汽发生器、第二温度计、第二压力表和第二流量计。
优选地，所述透明视窗外设置有红外测温仪，用于测量地面火炬内温度场分布。
优选地，所述透明视窗外设置有摄影机，用于记录火焰形状。
优选地，所述防风墙内底部铺设有鹅卵石。
优选地，所述防风墙内底部设置有报警仪。
优选地，所述地面火炬筒体内设置有由耐高温材料制成的耐高温层，可耐1200℃高温。
优选地，所述燃烧器的排列形式呈梅花形状均匀分布。
本发明所带来的有益技术效果：
本发明提出了一种封闭式地面火炬实验装置，与现有技术相比，一种封闭式地面火炬实验装置，可以测量封闭式地面火炬燃烧时的内部温度场、火焰高度、烟气组成、吸入空气量、热辐射值等基础数据，为封闭式地面火炬的安全设计提供基础数据；采用的地面火炬筒体为分段设计，可以方便的研究筒体高度对地面火炬燃烧过程的影响；采用的地面火炬筒体上设有透明视窗，并带有刻度，有效解决了地面火炬火焰高度及温度场分布难以测量的问题；将燃料气储罐放入恒温水浴中，解决了实验时燃料气储罐温度急剧下降的问题。
附图说明
图1为本发明一种封闭式地面火炬实验装置的结构示意图。
图2为本发明一种封闭式地面火炬实验装置中地面火炬筒体的结构示意图。
其中，1-超声波流量计；2-透明视窗；3-地面火炬筒体；4-红外测温仪；5-燃料气管线；6-减压阀；7-第一温度计；8-第一压力表；9-摄像机；10-燃料气罐；11-氮气吹扫管线；12-第一流量计；13-恒温水浴；14-氮气钢瓶；15-蒸汽发生器；16-消烟蒸汽管线；17-热电偶；18-烟气分析仪取样管；19-烟气分析仪；20-热电偶数据采集仪；21-热辐射计；22-防风墙；23-报警仪；24-鹅卵石；25-燃烧器；26-消烟蒸汽喷嘴；27-热辐射数据采集仪；28-耐高温层；29-刻度标尺；30-法兰；31-第二温度计；32-第二压力表；33-第二流量计。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
如图1-图2所示，一种封闭式地面火炬实验装置，包括地面火炬筒体3、防风墙22、若干燃烧器25、若干消烟蒸汽喷嘴26、燃料气管线5和消烟蒸汽管线16。所述防风墙22设置在地面火炬筒体3外，所述燃烧器25设置在地面火炬筒体3内，所述消烟蒸汽喷嘴26设置在燃烧器25下方，所述燃烧器25与燃料气管线5相连，所述消烟蒸汽喷嘴26与消烟蒸汽管线16相连。所述地面火炬筒体3出口处设置有超声波流量计1，用于测量烟气流量。所述地面火炬筒体3上设置有透明视窗2，正对透明视窗2的地面火炬筒体3内壁上设置有刻度标尺29，用于观测火焰高度。所述地面火炬筒体3不同高度处设置有热电偶17，用于测量燃烧场及烟气温度，所述热电偶17连接有热电偶数据采集仪20。热电偶17插入地面火炬筒体3内，所述地面火炬筒体3的深度可以调节。所述地面火炬筒体3出口上方设置有烟气分析仪取样管18，用于将抽取的烟气样品送到烟气分析仪19分析烟气的组成。所述防风墙22外设置有若干热辐射计21，用于将测量的热辐射数据汇集到热辐射数据采集仪27中。所述燃料气管线5上设置有燃料气罐10，所述燃料气罐10位于恒温水浴13内，可以防止实验时液化气迅速气化导致气罐温度急剧降低。所述地面火炬筒体3分段设置，相邻段之间通过法兰30连接。实验时通过拆装不同的段数，可以方便地研究地面火炬筒体3高度对地面火炬燃烧过程的影响。
所述燃料气管线5上还设置有减压阀6、第一温度计7、第一压力表8、第一流量计12和氮气吹扫管线11，所述氮气吹扫管线11连接有氮气钢瓶14。所述消烟蒸汽管线16上设置有蒸汽发生器15、第二温度计31、第二压力表32和第二流量计33。所述透明视窗2外设置有红外测温仪4，用于测量地面火炬内温度场分布。所述透明视窗2外设置有摄影机9，用于记录火焰形状。所述防风墙22内底部铺设有鹅卵石24。所述防风墙22内底部设置有报警仪23。所述地面火炬筒体3内设置有由耐高温材料制成的耐高温层28，可耐1200℃高温。所述燃烧器25的排列形式呈梅花形状均匀分布。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种封闭式地面火炬实验装置，包括地面火炬筒体、防风墙、若干燃烧器、若干消烟蒸汽喷嘴、燃料气管线和消烟蒸汽管线，其特征在于：所述防风墙设置在地面火炬筒体外，所述燃烧器设置在地面火炬筒体内，所述消烟蒸汽喷嘴设置在燃烧器下方，所述燃烧器与燃料气管线相连，所述消烟蒸汽喷嘴与消烟蒸汽管线相连，所述地面火炬筒体出口处设置有超声波流量计，用于测量烟气流量，所述地面火炬筒体上设置有透明视窗，正对透明视窗的地面火炬筒体内壁上设置有刻度标尺，用于观测火焰高度，所述地面火炬筒体不同高度处设置有热电偶，用于测量燃烧场及烟气温度，所述热电偶连接有热电偶数据采集仪，所述地面火炬筒体出口上方设置有烟气分析仪取样管，用于将抽取的烟气样品送到烟气分析仪分析烟气的组成，所述防风墙外设置有若干热辐射计，用于将测量的热辐射数据汇集到热辐射数据采集仪中，所述燃料气管线上设置有燃料气罐，所述燃料气罐位于恒温水浴内，所述地面火炬筒体分段设置，相临段之间通过法兰连接。
2.根据权利要求1所述的一种封闭式地面火炬实验装置，其特征在于：所述燃料气管线上还设置有减压阀、第一温度计、第一压力表、第一流量计和氮气吹扫管线，所述氮气吹扫管线连接有氮气钢瓶。
3.根据权利要求1所述的一种封闭式地面火炬实验装置，其特征在于：所述消烟蒸汽管线上设置有蒸汽发生器、第二温度计、第二压力表和第二流量计。
4.根据权利要求1所述的一种封闭式地面火炬实验装置，其特征在于：所述透明视窗外设置有红外测温仪，用于测量地面火炬内温度场分布。
5.根据权利要求1所述的一种封闭式地面火炬实验装置，其特征在于：所述透明视窗外设置有摄影机，用于记录火焰形状。
6.根据权利要求1所述的一种封闭式地面火炬实验装置，其特征在于：所述防风墙内底部铺设有鹅卵石。
7.根据权利要求1所述的一种封闭式地面火炬实验装置，其特征在于：所述防风墙内底部设置有报警仪。
8.根据权利要求1所述的一种封闭式地面火炬实验装置，其特征在于：所述地面火炬筒体内设置有由耐高温材料制成的耐高温层。
9.根据权利要求1所述的一种封闭式地面火炬实验装置，其特征在于：所述燃烧器的排列形式呈梅花形状均匀分布。
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