CN111076215A - 一种用于石化火炬系统的地面点火装置 - Google Patents

一种用于石化火炬系统的地面点火装置 Download PDF

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张世程
薛茂梅
侯守坤
潘博
刘世俊
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    • F23Q13/00—Igniters not otherwise provided for
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/62—Mixing devices; Mixing tubes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00—Regulating fuel supply
    • F23N1/02—Regulating fuel supply conjointly with air supply

Abstract

本发明公开了一种用于石化火炬系统的地面点火装置。该地面点火装置包括：气体混合部、空气入口部、降速管和点火元件，气体混合部其一端用于与燃气管道连通，以混合燃气管道传送的燃气和空气；空气入口部至少为两个且设置在气体混合部上，空气入口的入口面积可调；降速管的一端与气体混合部的另一端连通，用于降低气体混合部中混合后的气体的流速；点火元件设置在降速管上，用于点燃混合后的气体。避免了现有技术中还需要设置独立的空气供给的问题，使得本发明的点火装置结构简单，成本降低，且操作方便。

Description

一种用于石化火炬系统的地面点火装置
技术领域
本发明涉及石油化工设备领域，具体地涉及一种用于石化火炬系统的地面点火装置。
背景技术
火炬系统是用来处理石油化工厂、炼油厂、化工厂及其其它工厂或装置无法回收和再加工的可燃和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。火炬系统的点火装置是用于将火炬系统内的可燃和可燃有毒气体点燃的装置。
现有技术包括一系列的点火装置，例如：高空点火装置、地面点火装置等。其中，由于地面点火装置有安全稳定、便于维护等优点而被业内所青睐。
关于地面点火装置，如图1所示，燃料气和空气经各自管路系统后进入引射预混器点火。例如，中国专利CN01274462.X公开了一种火炬自动合成点火装置。该装置将燃气和空气沿各自管路系统在引射混合器内混合后，通过点火电嘴发出的电火花即可引爆混合气体，爆燃气体被引向长明灯并点燃长明灯。燃料气和空气管路上各设平衡管和电动阀，可实现自动点火和熄灭功能，但该装置需要单独的空气供给系统。在缺少工厂风或仪表风系统的场合，则无法实现点火功能，且点火装置过于复杂，成本高，操作不便。又例如，中国专利CN202074567U公开了一种太阳能地面点火器，该点火器取消了燃料气和空气的平衡管，电点火的方式也改为太阳能方式，但仍需单独的空气供给系统。综上，现有技术中的火炬系统用的地面点火装置均依赖于独立的空气供给。
因此，需要一种用于石化火炬系统的地面点火装置，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。
发明内容
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
为了至少部分地解决上述问题，提供了一种用于石化火炬系统的地面点火装置，包括：
气体混合部，其一端能与燃气管道连通，用于混合所述燃气管道传送的燃气和空气；
空气入口部，所述空气入口部至少为两个且设置在所述气体混合部上，所述空气入口的入口面积可调；
降速管，所述降速管的一端与所述气体混合部的另一端连通，用于降低所述气体混合部中混合后的气体的流速；
点火元件，所述点火元件设置在所述降速管上，用于点燃所述混合后的气体。
在本实施例中，所述空气入口部为两个，两个所述空气入口部之间的夹角为0度到180度之间。
在本实施例中，所述燃气管道与所述气体混合部连通的一端的出口面积可调。
在本实施例中，所述空气入口部沿所述气体混合部的径向方向突出于所述气体混合部设置。
在本实施例中，所述空气入口部包括可调风门，进而实现入口面积可调。
在本实施例中，所述燃气管道与所述气体混合部连通的一端设置有风门，电磁阀，手动阀以及喷嘴中的至少一种，进而实现出口面积可调。
在本实施例中，还包括：
爆燃气出口部，所述爆燃气出口部与所述降速管连通，用于释放点燃的所述混合后的气体。
在本实施方式中，所述降速管为沿气体流动方向直径逐渐变大的管道。
在本实施例中，所述燃气管道上还设置有调压部，用于调节所述燃气管道中燃气的压力。
通过在气体混合部上设置有空气入口部，并利用可燃气体较高的流速而自吸空气进行混合，进而避免了现有技术中还需要设置独立的空气供给的问题，使得本发明的点火装置结构简单，成本降低，且操作方便。
附图说明
本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施方式及其描述，用来解释本发明的装置及原理。在附图中，
图1为现有技术中地面点火装置的结构示意图；
图2为本发明的实施例提供的用于石化火炬系统的地面点火装置的结构示意图；
图3为本发明的实施例提供的用于石化火炬系统的地面点火装置的点燃装置的结构示意图。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构，以便阐释本发明。显然，本发明的施行并不限定于该技术领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施方式详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式，不应当解释为局限于这里提出的实施方式。
以下，将参照附图对本发明的具体实施方式进行更详细地说明，这些附图示出了本发明的代表实施方式，并不是限定本发明。
图2以及图3示意性地示出了本发明的一个优选实施方式的用于石化火炬系统的地面点火装置。
结合图2和图3，本发明提供的了一种用于石化火炬系统的地面点火装置，该装置包括：燃气管道10、点燃装置20以及爆燃气出口部30等。具体的，点燃装置20可以包括气体混合部22、空气入口部24、降速管26以及点火元件28等。由于一定压力(0.1～0.3MpaG左右)可燃气体经燃气管道10输送到气体混合部22中之后，可燃气体具有非常高的流速，燃气管道10的喷嘴11出口处的气体马赫数可大于等于1。高速流动的可燃气体，可卷吸空气入口部24外的空气，进而使得外部的空气能通过空气入口部24进入到气体混合部22中，并与可燃气体混合。混合气体经混合后仍具有较高流速，经过后端降速管26减速增压之后，速度可降低到一定范围，此时按动点火元器件，火花引燃混合气，随后即可以爆燃形式将火焰引到希望点燃的长明灯处。
通过在气体混合部22上设置有空气入口部24，并利用可燃气体较高的流速而自吸空气进行混合，进而避免了现有技术中还需要设置独立的空气供给的问题，使得本发明的点火装置结构简单，成本降低，且操作方便。
在本发明的实施方式中，燃气管道10上还可以设置有各种阀体以及调压装置12，进而控制燃气管道10的通断，以及控制燃气管道10内可燃气体的流速和压力。燃气管道10与气体混合部22分连通的一端上可以设置有风门，电磁阀，手动阀以及喷嘴11中的至少一种，进而实现出口面积可调。
例如，可以设置为喷嘴11，通过旋转喷嘴11的大小，进而实现出口面积可调。可燃气体的喷嘴11设计为可快速更换的形式，根据不同燃料气种类选择相应的尺寸。当然，如何实现气体进出口的面积的可调也为本领域的惯用的技术手段，因此本申请也包括其他可以实现出口面积可调的实施方式，在此不再赘述。
点燃装置20包括气体混合部22。气体混合部22可以为一端管道。管道的一端与燃气管道10相连通，燃气管道10的另一端与降速管26相连通。空气入口部24设置在气体混合部22上，例如，空气入口部24可以沿气体混合部22的径向方向突出于气体混合部22设置。例如，当气体混合部22为一管道时，空气入口部24可以设置在其侧壁上。其中，空气入口部24包括可调风门，进而实现入口面积可调。当然，如何实现气体入口的面积的可调也为本领域的惯用的技术手段，因此本申请也包括其他可以实现入口面积可调的实施方式，在此不再赘述。
在本实施方式中，鉴于前述的燃气管道10的出口面积以及空气入口部24的入口面积均可调，使得本发明可以分别控制这两个面积的大小，进而分别控制气体混合部22中可燃气体和空气的量，进而使得其处于最适合燃烧的比例。例如，不同的可燃气体的喷嘴尺寸，燃料气流速和压力不同，卷吸空气能力也不一样。空气流通面积的大小也直接影响着被卷吸的量。通过数值模拟计算，建立起燃料气喷嘴尺寸和空气入口流通面积之间的计算方法，进而使得其处于最适合燃烧的比例。
较佳的，为了调节进气体混合部22中空气的量，空气入口部24为两个，进而能通过控制至少一个空气入口部24的开口面积，例如通过手动旋转可调风门，来控制进入的空气量。优选的，两个空气入口部24之间的夹角为180度，以及空气入口部24的数量还可以为更多，其都属于本专利的保护范围。
降速管26的一端可以与气体混合部22的另一端连通，用于降低气体混合部22中混合后的气体的流速。例如，降速管26可以为沿着气体流动的方向直径逐渐变大的扩压管。该扩压管可以对混合后的气体减速增压。
点火元件28设置在降速管26上，用于点燃混合后的气体。点火元件28可以靠近降速管26的出口位置设置。点火元件28可以为手动点火元件28，也可以为可以远程控制的点火元件28。
本发明的实施例还包括爆燃气出口部30，该爆燃气出口部30可以为一段管道。爆燃气出口部30可以与降速管26连通，用于释放点燃的混合后的气体。例如，点火元件28设置靠近降速管26的出口位置设置，当对可燃气体点火后，燃烧的气体便可以通过爆燃气出口部30通向需要被引燃的长明灯。
除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本发明。本文中出现的诸如“部”、“件”等术语既可以表示单个的零件，也可以表示多个零件的组合。本文中出现的诸如“安装”、“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其他特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。
本发明已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施方式范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施方式，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (9)

1.一种用于石化火炬系统的地面点火装置，其特征在于，包括：
气体混合部，其一端用于与燃气管道连通，以混合所述燃气管道传送的燃气和空气；
空气入口部，所述空气入口部至少为两个且设置在所述气体混合部上，所述空气入口的入口面积可调；
降速管，所述降速管的一端与所述气体混合部的另一端连通，用于降低所述气体混合部中混合后的气体的流速；
点火元件，所述点火元件设置在所述降速管上，用于点燃所述混合后的气体。
2.根据权利要求1所述的石化火炬系统的地面点火装置，其特征在于，所述空气入口部为两个，两个所述空气入口部之间的夹角为0度到180度之间。
3.根据权利要求1所述的石化火炬系统的地面点火装置，其特征在于，所述燃气管道与所述气体混合部连通的一端的出口面积可调。
4.根据权利要求1或2所述的石化火炬系统的地面点火装置，其特征在于，所述空气入口部沿所述气体混合部的径向方向突出于所述气体混合部设置。
5.根据权利要求1所述的石化火炬系统的地面点火装置，其特征在于，所述空气入口部包括可调风门，进而实现入口面积可调。
6.根据权利要求1所述的石化火炬系统的地面点火装置，其特征在于，所述燃气管道与所述气体混合部连通的一端设置有风门、电磁阀、手动阀以及喷嘴中的至少一种，进而实现出口面积可调。
7.根据权利要求1所述的石化火炬系统的地面点火装置，其特征在于，还包括：
爆燃气出口部，所述爆燃气出口部与所述降速管连通，用于释放点燃的所述混合后的气体。
8.根据权利要求1所述的石化火炬系统的地面点火装置，其特征在于，所述降速管为沿气体流动方向直径逐渐变大的管道。
9.根据权利要求1所述的石化火炬系统的地面点火装置，其特征在于，所述燃气管道上还设置有调压部，用于调节所述燃气管道中燃气的压力。
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