CN114225286A - 一种油田加热炉的燃烧系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油田加热炉的燃烧系统，包括燃烧器、灭火装置和控制装置，燃烧器包括本体，本体包括燃烧器壳体，灭火装置包括泡沫灭火装置、输送泡沫灭火介质的主管路、火筒灭火单元和控制电路，火筒灭火单元包括分支管路和电控阀，主管路的入口接泡沫灭火装置的泡沫灭火介质出口，分支管路的入口接主管路；电控阀串接在分支管路中，分支管路的出口接燃烧器壳体；控制电路包括控制器，泡沫灭火装置的控制端和电控阀的控制端分别接控制器的控制信号输出端。本发明一旦发现油田加热炉的火筒漏液时，控制电路可以启动气体泡沫灭火装置，通过主管路和分支管路从燃烧器壳体向火筒内输送泡沫灭火介质，能够迅速地将火筒内因漏液出现的火灾扑灭。

Description

一种油田加热炉的燃烧系统

[技术领域]

本发明涉及油田加热炉，尤其涉及一种油田加热炉的燃烧系统。

[背景技术]

油田加热炉简称火筒炉，是油田上广泛使用的加热设备，用以加热油田生产中的多相混合液，多相混合液包括原油，水及其他杂质。油田加热炉包括炉体和火筒，其中，火筒是加热炉的主要加热装置，包括火管和烟管。油田加热炉简的燃烧系统包括燃烧器和控制系统，燃烧器安装在炉体的外部，位于火管的一端。燃料在火管一端的燃烧器中点燃、喷到火管中燃烧，火管外的多相混合液与火管外壁对流换热，实现油水分离。但如果火筒因火烧穿孔，多相混合液就会流进火筒里，引起火灾，目前没有专门针对油田加热炉火筒因漏液失火的灭火装置，火筒灭火难度较大。

[发明内容]

本发明要解决的技术问题是提供一种能够迅速扑灭火筒火灾的油田加热炉的燃烧系统。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种油田加热炉的燃烧系统，包括燃烧器、灭火装置和控制装置，燃烧器包括本体，本体包括燃烧器壳体，灭火装置包括泡沫灭火装置、输送泡沫灭火介质的主管路、火筒灭火单元和控制电路，火筒灭火单元包括分支管路和电控阀，主管路的入口接泡沫灭火装置的泡沫灭火介质出口，分支管路的入口接主管路；电控阀串接在分支管路中，分支管路的出口接燃烧器壳体；控制电路包括控制器，泡沫灭火装置的控制端和电控阀的控制端分别接控制器的控制信号输出端。

以上所述的油田加热炉的燃烧系统，包括两个所述的燃烧器，灭火装置包括三通接头和两个所述的火筒灭火单元；三通接头的入口接主管路，两个火筒灭火单元分支管路的入口分别接一个三通接头的出口；两个火筒灭火单元分支管路的出口分别接一个燃烧器壳体；燃烧器的壳体的后部装有至少一个朝向燃烧器内腔的泡沫灭火介质喷射管，分支管路的出口与泡沫灭火介质喷射管连接。

以上所述的油田加热炉的燃烧系统，泡沫灭火介质喷射管包括喷管、安装突缘和管接头，燃烧器壳体有后部包括与泡沫灭火介质喷射管对应的喷管孔，喷管穿过喷管孔进入燃烧器内部；泡沫灭火介质喷射管的安装突缘固定在燃烧器的壳体上，泡沫灭火介质喷射管的管接头通过连接管与分支管路的出口连接。

以上所述的油田加热炉的燃烧系统，火筒灭火单元包括压力传感器，火筒灭火单元的压力传感器安装在分支管路中，位于电控阀与分支管路的出口之间，火筒灭火单元的压力传感器的压力信号输出端接控制器的压力信号输入端。

以上所述的油田加热炉的燃烧系统，火筒灭火单元包括火筒漏液检测传感器和AI图像识别火焰探测器。

以上所述的油田加热炉的燃烧系统，所述的火筒漏液检测传感器为投入式液位变送器，投入式液位变送器包括液位变送器本体、液位探头和连接变送器本体与液位探头的导压管，液位变送器本体通过支架安装燃烧器壳体的外部，导压管燃烧器壳体火筒，液位探头布置在燃烧器壳体内腔的下部或前方；液位变送器的信号输出端接控制器的火筒漏液信号输入端。

以上所述的油田加热炉的燃烧系统，燃烧器包括送风机，送风机前端的安装接盘固定在燃烧器壳体的后板上，送风机的安装接盘包括观察孔，AI图像识别火焰探测器的前部固定在送风机的安装接盘上，位于观察孔的后方；AI图像识别火焰探测器的镜头穿过观察孔进入燃烧器中。

以上所述的油田加热炉的燃烧系统，灭火装置包括进水管道、电动阀门和增压水泵，泡沫灭火装置包括负压式比例混合器；电动阀门和增压水泵串接在进水管道与负压式比例混合器的入口之间，负压式比例混合器的出口作为泡沫灭火装置的泡沫灭火介质出口接所述的主管路；电动阀门的控制端和增压水泵的控制端分别接控制器的控制信号输出端。

以上所述的油田加热炉的燃烧系统，灭火装置工作时包括以下步骤：

901)漏液检测传感器对本单元的火筒漏油进行实时监测，当控制器收到任一漏液检测传感器发出的漏油信号后，控制器向控制装置发出信号，控制装置对漏油的火筒的燃烧器停电、停燃气；

902)漏油火筒的燃烧器停电、停燃气后，控制装置通知控制器对漏油的火筒内进行火焰检测，控制器启动相关的AI图像识别火焰探测器进行工作，如果停电、停燃气后，相关的AI图像识别火焰探测器仍可以检测到明火，漏油的火筒的AI图像视频火焰识别器向控制器返回检测到火焰的信号；

903)控制器打开电动阀门、开动增压水泵，压力水进入负压式比例混合器，触发泡沫灭火装置本体内产生高压泡沫，高压泡沫与高压水流混合，形成高压泡沫灭火介质从负压式比例混合器的出口喷出；灭火介质通过主管路和分支管路经相关的燃烧器喷入到漏油的火筒中，扑灭油田加热炉火筒因漏油产生的火焰。

以上所述的油田加热炉的燃烧系统，包括进水压力传感器和报警电路，进水压力传感器安装在进水管道上，进水压力传感器的输出端接控制器的进水压力信号输入端；所述的电控阀为常开，火筒灭火单元包括与燃烧器配套的压力传感器，火筒灭火单元的压力传感器安装在对应的燃烧器与电控阀连接的分支管路上，火筒灭火单元压力传感器的压力信号输出端接控制器的压力信号输入端，灭火装置工作时包括以下步骤：

1001)控制器实时监控进水管道的水压，当进水管道的水压低于设定值时，控制器通过报警电路报警；

1002)如果停电、停燃气后，在步骤902中，相关的AI图像识别火焰探测器仍可以检测到明火，控制器先关闭与这次灭火无关的电控阀，漏液火筒对应的电控阀仍处在打开状态；关闭的电控阀将阀门已关闭的信号反馈控制器反馈给控制器，控制器收到与这次灭火无关的电控阀已关闭的信号后，再进行步骤903；

1003)漏油的火筒输送泡沫灭火介质的分支管路中的压力传感器感知到高压泡沫灭火介质的压力，向控制器反馈高压泡沫灭火介质到达燃烧器的信息，以确认灭火装置工作正常；如控制器未收到分支管路中压力传感器发出的泡沫灭火介质压力信号，控制器发出报警信号，防止火筒漏油火焰失控。

本发明一旦发现油田加热炉的火筒漏液时，控制电路可以启动气体泡沫灭火装置，通过主管路和分支管路从燃烧器壳体向火筒内输送泡沫灭火介质，能够迅速地将火筒内因漏液出现的火灾扑灭。

[附图说明]

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明实施例油田加热炉的燃烧系统的主视图。

图2是本发明实施例油田加热炉的燃烧系统的俯视图。

图3是本发明实施例火筒灭火单元的立体图。

图4是本发明实施例泡沫灭火介质喷射管的立体图。

图5是本发明实施例火筒漏液检测传感器的立体图。

[具体实施方式]

本发明实施例的油田加热炉灭火系统的结构如图1至图5所示，包括两个燃烧器40、油田加热炉的控制装置和灭火装置。

燃烧器40包括燃烧器本体和送风机42，燃烧器本体包括壳体41，送风机42固定在壳体41的后端。

灭火装置包括进水管道16、电动阀门17、增压水泵18、泡沫灭火装置10、输送泡沫灭火介质的主管路14、三通接头15、两个火筒灭火单元60和控制电路。

油田加热炉100有两个火筒(图中未示出)，每个火筒的后端安装一个燃烧器40，所以需要配备两个火筒灭火单元60。燃烧器40位于油田加热炉的烧火间200内。

每个火筒灭火单元60包括分支管路61、电控阀62、闪压感知器63、两个泡沫灭火介质喷射管12、漏液检测传感器50和AI图像识别火焰探测器70。

泡沫灭火装置10上装有负压式比例混合器10B,负压式比例混合器10B与泡沫灭火装置的主体10A通过管道10C连接。本发明实施例的泡沫灭火装置10采用济南环球工业消防设备有限公司出品的PY系列泡沫灭火装置。

电动阀门17和增压水泵18串接在压力进水管道16与负压式比例混合器10B的入口之间，负压式比例混合器10B的出口作为泡沫灭火装置的泡沫灭火介质出口接主管路14的入口。压力进水管道16上装有进水压力传感器161，电动阀门17的控制端和增压水泵18的控制端分别接控制器的控制信号输出端，进水压力传感器161的水压信号输出端接控制器进水压力信号输入端。

三通接头15的入口接主管路14的出口，两个火筒灭火单元60元分支管路61的入口分别接一个三通接头15的出口。两个火筒灭火单元分支管路61的出口分别通过一个泡沫灭火介质喷射管12连接一个燃烧器的壳体41。

每个燃烧器壳体41的后部装有两个朝向燃烧器内腔的泡沫灭火介质喷射管12，支管路61的出口通过连接软管13与泡沫灭火介质喷射管12连接。

泡沫灭火介质喷射管12包括喷管121、安装突缘122和管接头123，燃烧器壳体41的后部有两个与泡沫灭火介质喷射管12对应的喷管孔，喷管121穿过喷管孔进入燃烧器壳体41的内部。泡沫灭火介质喷射管12的安装突缘122固定在燃烧器的壳体41上，泡沫灭火介质喷射管12的管接头123通过连接软管13与分支管路61的出口连接。

电控阀62和闪压感知器63安装在分支管路61中。电控阀62串接在分支管路61中，靠近三通接头15的出口，闪压感知器63安装在电控阀62与连接软管13之间。灭火时，泡沫灭火装置10产生的高压泡沫灭火介质经过主管路14、三通接头15、连接软管13，从安装燃烧器壳体41上的泡沫灭火介质喷射管12喷入油田加热炉的火筒。

控制电路包括控制器和报警电路，电控阀62的阀门为常开，电控阀62的控制端接控制器的控制信号输出端，电控阀62的阀门开闭信号输出端接控制器的电控阀阀门开闭信号输入端。闪压感知器63的压力信号输出端接控制器的压力信号输入端，漏液检测传感器50信号输出端接控制器的漏液检测信号输入端，AI图像识别火焰探测器70的信号输出端接控制器的火焰识别信号输入端。

本实施例的闪压感知器63包括压变电桥、信号放大电路和模数转换器，压变电桥的输出端接信号放大电路的输入端，信号放大电路的输出端通过模数转换器接控制器的压力信号输入端。

如图5所示，在本实施例中，漏液检测传感器50为投入式液位变送器，投入式液位变送器包括液位变送器本体51、液位探头52和连接变送器本体51与液位探头52的导压管53，液位变送器本体51通过支架54安装在燃烧器壳体41的外部，导压管53穿过燃烧器壳体41进入火筒，液位探头52布置在加热炉火筒内的下部，可以在燃烧器壳体41的内腔中，也可以穿过燃烧器壳体41的内腔，进入火筒的内部。液位变送器的信号输出端接控制器的漏液检测信号输入端。

AI图像识别火焰探测器70安装在燃烧器的送风机42上。送风机前端的安装接盘421固定在燃烧器壳体41的后板上，送风机42的安装接盘421上有观察孔(图中未示出)，AI图像识别火焰探测器70的前端固定在送风机42的安装接盘421上。位于观察孔的后方。AI图像识别火焰探测器70的镜头透过观察孔获取火筒内部的火焰图像，AI图像识别火焰探测器70的信号输出端接控制器的火焰识别信号输入端。

本发明以上实施例油田加热炉的灭火系统工作时，包括以下步骤：

1)控制器实时监控进水管道的水压，当进水管道的水压低于设定值时，控制器通过报警电路报警；

2)各漏液检测传感器对本单元的火筒漏油进行实时监测，当控制电路的控制器和收到任一漏液检测传感器发出的漏油信号后，控制器向控制装置发出信号，控制装置对漏油的火筒的燃烧器停电、停燃气；

3)漏油火筒的燃烧器停电、停燃气后，控制装置通知控制器对漏油的火筒内进行火焰检测，控制器启动相关的AI图像识别火焰探测器进行工作；

4)如果停电、停燃气后，相关的AI图像识别火焰探测器仍可以检测到明火，控制器先关闭与这次灭火无关的电控阀，让漏液火筒对应的电控阀仍处在打开状态；

5)关闭的电控阀将阀门已关闭的信号反馈控制器反馈给控制器，控制器收到与这次灭火无关的电控阀已关闭的信号后，控制器打开电动阀门、开动增压水泵，压力水进入负压式比例混合器，触发泡沫灭火装置的本体内部产生高压泡沫，高压泡沫在负压式比例混合器中与高压水流混合，形成高压泡沫灭火介质从负压式比例混合器的出口喷出；灭火介质通过主管路和分支管路经相关的燃烧器喷入到漏油的火筒中，扑灭油田加热炉火筒因漏油产生的火焰；

6)漏油的火筒输送泡沫灭火介质的分支管路中的压力传感器感知到高压泡沫灭火介质的压力，向控制器反馈高压泡沫灭火介质到达燃烧器的信息，以确认灭火装置工作正常；如控制器未收到分支管路中的压力传感器发出的泡沫灭火介质压力信号并，控制器开启报警信号，防止火筒漏油火焰失控。

Claims (10)

1.一种油田加热炉的燃烧系统，包括燃烧器和控制装置，燃烧器包括本体，本体包括燃烧器壳体，其特征在于，包括灭火装置，灭火装置包括泡沫灭火装置、输送泡沫灭火介质的主管路、火筒灭火单元和控制电路，火筒灭火单元包括分支管路和电控阀，主管路的入口接泡沫灭火装置的泡沫灭火介质出口，分支管路的入口接主管路；电控阀串接在分支管路中，分支管路的出口接燃烧器壳体；控制电路包括控制器，泡沫灭火装置的控制端和电控阀的控制端分别接控制器的控制信号输出端。

2.根据权利要求1所述的油田加热炉的燃烧系统，其特征在于，包括两个所述的燃烧器，灭火装置包括三通接头和两个所述的火筒灭火单元；三通接头的入口接主管路，两个火筒灭火单元分支管路的入口分别接一个三通接头的出口；两个火筒灭火单元分支管路的出口分别接一个燃烧器壳体；燃烧器的壳体的后部装有至少一个朝向燃烧器内腔的泡沫灭火介质喷射管，分支管路的出口与泡沫灭火介质喷射管连接。

3.根据权利要求2所述的油田加热炉的燃烧系统，其特征在于，泡沫灭火介质喷射管包括喷管、安装突缘和管接头，燃烧器壳体有后部包括与泡沫灭火介质喷射管对应的喷管孔，喷管穿过喷管孔进入燃烧器内部；泡沫灭火介质喷射管的安装突缘固定在燃烧器的壳体上，泡沫灭火介质喷射管的管接头通过连接管与分支管路的出口连接。

4.根据权利要求1所述的油田加热炉的燃烧系统，其特征在于，火筒灭火单元包括压力传感器，火筒灭火单元的压力传感器安装在分支管路中，位于电控阀与分支管路的出口之间，火筒灭火单元的压力传感器的压力信号输出端接控制器的压力信号输入端。

5.根据权利要求3所述的油田加热炉的燃烧系统，其特征在于，火筒灭火单元包括火筒漏液检测传感器和AI图像识别火焰探测器。

6.根据权利要求5所述的油田加热炉的燃烧系统，其特征在于，所述的火筒漏液检测传感器为投入式液位变送器，投入式液位变送器包括液位变送器本体、液位探头和连接变送器本体与液位探头的导压管，液位变送器本体通过支架安装燃烧器壳体的外部，导压管燃烧器壳体火筒，液位探头布置在燃烧器壳体内腔的下部或前方；液位变送器的信号输出端接控制器的火筒漏液信号输入端。

7.根据权利要求5所述的油田加热炉的燃烧系统，其特征在于，燃烧器包括送风机，送风机前端的安装接盘固定在燃烧器壳体的后板上，送风机的安装接盘包括观察孔，AI图像识别火焰探测器的前部固定在送风机的安装接盘上，位于观察孔的后方；AI图像识别火焰探测器的镜头穿过观察孔进入燃烧器中。

8.根据权利要求5所述的油田加热炉的燃烧系统，其特征在于，灭火装置包括进水管道、电动阀门和增压水泵，泡沫灭火装置包括负压式比例混合器；电动阀门和增压水泵串接在进水管道与负压式比例混合器的入口之间，负压式比例混合器的出口作为泡沫灭火装置的泡沫灭火介质出口接所述的主管路；电动阀门的控制端和增压水泵的控制端分别接控制器的控制信号输出端。

9.根据权利要求8所述的油田加热炉的燃烧系统，其特征在于，灭火装置工作时包括以下步骤：

901)漏液检测传感器对本单元的火筒漏油进行实时监测，当控制器收到任一漏液检测传感器发出的漏油信号后，控制器向控制装置发出信号，控制装置对漏油的火筒的燃烧器停电、停燃气；

902)漏油火筒的燃烧器停电、停燃气后，控制装置通知控制器对漏油的火筒内进行火焰检测，控制器启动相关的AI图像识别火焰探测器进行工作，如果停电、停燃气后，相关的AI图像识别火焰探测器仍可以检测到明火，漏油的火筒的AI图像视频火焰识别器向控制器返回检测到火焰的信号；

903)控制器打开电动阀门、开动增压水泵，压力水进入负压式比例混合器，触发泡沫灭火装置本体内产生高压泡沫，高压泡沫与高压水流混合，形成高压泡沫灭火介质从负压式比例混合器的出口喷出；灭火介质通过主管路和分支管路经相关的燃烧器喷入到漏油的火筒中，扑灭油田加热炉火筒因漏油产生的火焰。

10.根据权利要求9所述的油田加热炉的燃烧系统，其特征在于，包括进水压力传感器和报警电路，进水压力传感器安装在进水管道上，进水压力传感器的输出端接控制器的进水压力信号输入端；所述的电控阀为常开，火筒灭火单元包括与燃烧器配套的压力传感器，火筒灭火单元的压力传感器安装在对应的燃烧器与电控阀连接的分支管路上，火筒灭火单元压力传感器的压力信号输出端接控制器的压力信号输入端，灭火装置工作时包括以下步骤：

1001)控制器实时监控进水管道的水压，当进水管道的水压低于设定值时，控制器通过报警电路报警；

1002)如果在步骤901中停电、停燃气后，在步骤902中，相关的AI图像识别火焰探测器仍可以检测到明火，控制器先关闭与这次灭火无关的电控阀，漏液火筒对应的电控阀仍处在打开状态；关闭的电控阀将阀门已关闭的信号反馈控制器反馈给控制器，控制器收到与这次灭火无关的电控阀已关闭的信号后，再进行步骤903；

1003)漏油的火筒输送泡沫灭火介质的分支管路中的压力传感器感知到高压泡沫灭火介质的压力，向控制器反馈高压泡沫灭火介质到达燃烧器的信息，以确认灭火装置工作正常；如控制器未收到分支管路中压力传感器发出的泡沫灭火介质压力信号，控制器发出报警信号，防止火筒漏油火焰失控。

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