CN114838384A - 一种一体化双极防爆燃气点火枪及其点火方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种一体化双极防爆燃气点火枪及其点火方法，涉及燃烧设备技术领域，该点火枪包括枪管和设于枪管内的燃料气喷枪，燃料气喷枪顺着枪管的长度方向延伸，枪管上设有燃料气入口和助燃风入口，燃料气入口与燃料气喷枪的内腔导通，助燃风入口与枪管的内腔导通，枪管内还设有用于提供电火花的点火电极，枪管的末端设有防爆盒，防爆盒内设有用于检测是否着火的火焰检测器。本发明点火过程中火焰检测器可以直接对准枪管内的小火火焰，提高了火焰检测准确率，从而提高了点火成功率，一定程度上避免了火焰检测器安装于燃烧器壳体的外壁上，由于装配精度和装配角度的原因，导致火焰检测器检测不到火焰，影响焚烧装置的正常开车的缺陷。

Description

一种一体化双极防爆燃气点火枪及其点火方法

技术领域

本发明涉及燃烧设备技术领域，尤其是涉及一种一体化双极防爆燃气点火枪及其点火方法。

背景技术

国内氯碱、氟化工、煤化工、丙烯酸、农药、焦化和BDO等行业生产过程中常产出有毒有害废气废液，直接排放会危害人身安全及污染环境，高温焚烧法处理是行业内常见手段。

高温焚烧法处理有毒有害废气废液的核心装置就是焚烧炉和燃烧器。针对燃烧器点火，行业内常用二级点火方式，即先点燃点火枪(点小火)，再点燃主火(大火)，这种方式点火成功率高，安全有效。在点火过程中，小火被点燃的时候会有火焰检测器检测火焰信号，有信号才能进行下一步点大火。

通常检测小火的火焰检测器会单独设置在燃烧器的侧面，如图1所示，燃烧器壳体内设有主枪和点火枪，火焰检测器位于燃烧器壳体的侧壁上，火焰检测器的检测原理为：点火枪被点燃形成点火火焰，点火火焰向四周发射出紫外线，火焰检测器通过前端透镜收集紫外线，紫外线被汇聚到火焰检测器内感应元件上，感应元件产生电阻变化，随后连接感应元件的电路发出电流变化信号给火检处理器，火检处理器处理后，发送有火/无火信号给DCS/PLC，DCS/PLC发出指令执行相应操作。上述火焰检测器的安装方式通常会由于装配精度和装配角度的原因导致火焰检测器检测不到火焰，影响焚烧装置的正常开车。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种一体化双极防爆燃气点火枪，以解决现有技术中的火焰检测器安装于燃烧器壳体的外壁上，由于装配精度和装配角度的原因，导致火焰检测器检测不到火焰，影响焚烧装置的正常开车的技术问题。

本发明的目的之二在于提供一种一体化双极防爆燃气点火枪点火方法。

为了实现上述目的之一，本发明提供了一种一体化双极防爆燃气点火枪，用于置于燃烧器内，包括枪管和设于所述枪管内的燃料气喷枪，所述燃料气喷枪顺着所述枪管的长度方向延伸，所述枪管上设有燃料气入口和助燃风入口，所述燃料气入口与所述燃料气喷枪的内腔导通，所述助燃风入口与所述枪管的内腔导通，所述枪管内还设有用于提供电火花的点火电极，所述枪管的末端设有防爆盒，所述防爆盒内设有用于检测是否着火的火焰检测器。

根据一种可选实施方式，所述火焰检测器包括火检探头和与所述火检探头电连接的火检控制器，所述防爆盒朝向所述枪管的一侧设有火焰检测器接口，所述火检探头置于所述火焰检测器接口上，所述火检探头用于获得所述枪管内的光信号。

根据一种可选实施方式，所述火检控制器通过DCS或PLC电连接燃料气输送管路上的切断阀和所述燃烧器的主燃料输送管路上的切断阀。

根据一种可选实施方式，当所述火检探头检测到小火火焰时，将获得的信号传递给所述火检控制器，所述火检控制器通过DCS或PLC控制所述燃烧器的主燃料输送管路上的切断阀开启；当所述火检探头检测不到小火火焰时，所述火检控制器通过DCS或PLC控制所述燃料气输送管路上的切断阀断开。

根据一种可选实施方式，所述点火电极包括正极点火电极和负极点火电极，所述正极点火电极和所述负极点火电极均从顺着所述枪管的轴向从一侧延伸至相对侧，一端电连接点火变压器，另一端置于所述燃料气喷枪的喷头的末端。

根据一种可选实施方式，所述正极点火电极和所述负极点火电极上套设陶瓷绝缘护套。

根据一种可选实施方式，所述枪管内置旋流片，所述旋流片顺着所述枪管的径向设置，所述旋流片上设有燃料气管接口、点火电极通孔、火检通孔和配风口，所述燃料气管接口用于穿过所述燃料气喷枪，所述点火电极通孔用于穿过所述点火电极。

根据一种可选实施方式，所述配风口包括直流配风口和旋流配风口，所述直流配风口置于所述旋流片的里侧，所述旋流配风口位于所述旋流片的边缘。

根据一种可选实施方式，所述枪管的顶端设为锥形收口结构。

为了实现上述目的之二，本发明提供了一种使用上述任一所述一体化双极防爆燃气点火枪的点火方法，包括以下步骤：

确认系统各联锁值都在正常范围，各管路手阀都已开启；

引风机、助燃风机开至最大频率对炉膛吹扫一定时间；

吹扫完成后调节引风机、助燃风机回到点火频率；

给点火电极通电持续10秒；

点火电极通电2秒的时候打开燃料气输送管路上的切断阀；

如果火检探头检测到小火火焰，信号传回火检控制器，火检控制器通过DCS或PLC打开主燃料输送管路上的切断阀，主火被点燃；如果火检探头检测不到小火火焰，火检控制器通过DCS或PLC联锁自动关闭燃料气输送管路上的切断阀，重新组织从点火炉膛吹扫开始顺序操作；

主火火检检测到主火焰，点火过程完成。

本发明提供的一体化双极防爆燃气点火枪，具有以下技术效果：

该种一体化双极防爆燃气点火枪，安装在燃烧器内，包括枪管和燃料气喷枪，燃料气喷枪安装在枪管内，顺着枪管的轴向延伸，枪管上设有燃料气入口和助燃风入口，通过燃料气入口为燃料气喷枪提供燃料气，通过助燃风入口为枪管提供助燃风，枪管内还设有点火电极，点火电极为燃料气的燃烧提供电火花，以实现燃料气的燃烧，枪管的末端设有防爆盒，防爆盒内设有火焰检测器，点火过程中火焰检测器可以直接对准枪管内的小火火焰，提高了火焰检测准确率，从而提高了点火成功率，一定程度上避免了火焰检测器安装于燃烧器壳体的外壁上，由于装配精度和装配角度的原因，导致火焰检测器检测不到火焰，影响焚烧装置的正常开车的缺陷。

另外，由于本发明的火焰检测器安装于防爆盒内，集成度较高，点火更加安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中火焰检测器的结构安装示意图；

图2是本发明一实施例一体化双极防爆燃气点火枪的结构示意图；

图3是图2中一体化双极防爆燃气点火枪的左视图；

图4是图2中一体化双极防爆燃气点火枪的右视图；

图5是图2中一体化双极防爆燃气点火枪的枪管的顶端的剖视图；

图6是图2中一体化双极防爆燃气点火枪的枪管的截面图。

其中，图1-图6：

1、燃烧器壳体；11、主枪；12、点火枪；13、火焰检测器；

2、枪管；21、助燃风入口；22、助燃风测压口；23、燃料气入口；24、燃料气通道；25、燃料气测压口；

3、燃料气喷枪；31、燃料气测压管；

4、点火电极；41、正极点火电极；42、负极点火电极；43、陶瓷绝缘护套；

5、防爆盒；51、点火变压器；52、火焰检测器；521、火检控制器；522、火检探头；53、防爆格兰头；531、点火变压器电源接口；532、火检控制器电源接口；533、火检信号去DCS/PLC接口；54、火焰检测器接口；

6、观火孔；

7、旋流片；71、燃料气管接口；72、点火电极通孔；73、直流配风口；74、旋流配风口；75、火检通孔。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

正如背景技术所述，现有技术中检测小火的火焰检测器会单独设置在燃烧器的侧面，如图1所示，燃烧器壳体内设有主枪和点火枪，火焰检测器位于燃烧器壳体的侧壁上，火焰检测器的检测原理为：点火枪被点燃形成火焰，火焰向四周发射出紫外线，火焰检测器通过前端透镜收集紫外线，紫外线被汇聚到火焰检测器内感应元件上，感应元件产生电阻变化，随后连接感应元件的电路发出电流变化信号给火检处理器，火检处理器处理后，发送有火/无火信号给DCS/PLC，DCS/PLC发出指令执行相应操作。上述火焰检测器的安装方式通常会由于装配精度和装配角度的原因导致火焰检测器检测不到火焰，影响焚烧装置的正常开车。

基于此，本发明提供了一种一体化双极防爆燃气点火枪，安装在燃烧器内，包括枪管和燃料气喷枪，燃料气喷枪安装在枪管内，顺着枪管的轴向延伸，枪管上设有燃料气入口和助燃风入口，通过燃料气入口为燃料气喷枪提供燃料气，通过助燃风入口为枪管提供助燃风，枪管内还设有点火电极，点火电极为燃料气的燃烧提供电火花，以实现燃料气的燃烧，枪管的末端设有防爆盒，防爆盒内设有火焰检测器，点火过程中火焰检测器可以直接对准枪管内的小火火焰，提高了火焰检测准确率，从而提高了点火成功率，一定程度上避免了火焰检测器安装于燃烧器壳体的外壁上，由于装配精度和装配角度的原因，导致火焰检测器检测不到火焰，影响焚烧装置的正常开车的缺陷。

下面结合具体的附图2-5对本发明的技术方案进行详细的说明。

如图2所示，为本发明的一体化双极防爆燃气点火枪的结构示意图，该一体化双极防爆燃气点火枪安装在燃烧器内，其包括枪管2和燃料气喷枪3，燃料气喷枪3安装在枪管2内，并且沿着枪管2的轴向延伸。

枪管2除了顶端部分材质为304不锈钢，枪管2顶端材质310不锈钢，相比于常规枪管2全310不锈钢材质而言，既保证了工艺性能，又节约了材料成本。

如图2所示，枪管2上具有助燃风入口21，助燃风入口21与枪管2的内腔连通，助燃风从助燃风入口21进入枪管2内腔，为燃料气的燃烧提供氧气；枪管2上还具有燃料气入口23，燃料气通道24从枪管2的侧壁垂直向燃料气喷枪3延伸，并且末端与燃料气喷枪3的内腔连通，燃料气入口23位于燃料气通道24的另一个末端，燃料气经过燃料气通道24进入燃料气喷枪3的内腔中。

为了适时测定枪管2内助燃风的压力大小，如图2所示，枪管2上还设有助燃风测压口22，助燃风测压口22有利于点火过程调试，助燃风测压口22优选为靠近助燃风入口21，具体位于枪管2上与助燃风入口21相对的侧壁上，但是本发明对于助燃风测压口22的具体位置不作限定，只要能够达到测定枪管2内助燃风压力的目的，均在本发明的保护范围之内。

为了适时测定燃料气喷枪3内的燃料气的压力，如图2所示，燃料气喷枪3上设有燃料气测压管31，有利于点火过程调试，燃料气测压管31优选为靠近燃料气入口23，燃料气测压管31从枪管2的侧壁向燃料气喷枪3的内腔延伸，燃料气测压口25位于燃料气测压管31置于枪管2的外部。

如图2所示，枪管2内安装有点火电极4，点火电极4用于提供电火花，实现点火，本发明的点火原理与传统点火枪的点火原理相同，此处不在赘述。

与传统的点火枪不同的是(传统点火枪均为单极点火)，本发明为双极点火，如图3所示，具体点火电极4包括正极点火电极41和负极点火电极42，正极点火电极41和负极点火电极42均从顺着枪管2的轴向从一侧延伸至相对侧，一端电连接点火变压器51，另一端置于燃料气喷枪3的喷头的末端，两根点火电极4与点火变压器51的正负两极通过高压线缆连接，从而在两根点火电极4末端产生高压电弧。

双极点火相对于单极点火而言，不会由于枪管2没有可靠接地而无法产生电火花，也不会由于长期运行析碳，导致无法产生电火花，从而达到点火更加稳定的目的。

如图2所示，枪管2的末端设有防爆盒5，点火变压器51安装在防爆盒5内，同时防爆盒5内还设有火焰检测器52，火焰检测器52用于检测一体化双极防爆燃气点火枪是否着火，本发明的点火变压器51和火焰检测器52同时集成于防爆盒5内，在达到防爆目的的同时，集成度较高，点火更加安全。

具体的，如图2所示，火焰检测器52包括火检探头522和火检控制器521，火检控制器521与火检探头522电连接，防爆盒5朝向枪管2的一侧设有火焰检测器接口54，火检探头522置于火焰检测器接口54上，火检探头522用于获得枪管2内的光信号，由于火焰探头直接安装在枪管2的末端，与燃料气喷枪3的点火端处于同一个空间内，燃料气喷枪3在点火过程中，火检探头522可以直接对准小火火焰，接收到较为强烈的火焰信号，提高了火焰检测准确率，从而提高了点火成功率。

火检检测原理：一体化双极防爆燃气点火枪被点燃形成火焰，火焰向四周发射出紫外线，火焰检测器52通过前端透镜收集紫外线，紫外线被汇聚到火检内感应元件上，感应元件产生电阻变化，随后连接感应元件的电路发出电流化信号给火检处理器，火检处理器再处理过后发送有火/无火信号给DCS/PLC，DCS/PLC发出指令执行相应操作。

如图4所示，防爆盒5上与枪管2相对的一端防爆格兰头53，防爆格兰头53上设有点火变压器电源接口531、火检控制器电源接口532、火检信号去DCS/PLC接口533和观火孔6，点火变压器电源接口531用于为点火变压器51接通电源，火检控制器电源接口532用于为火检控制器提供电源，火检信号去DCS/PLC接口533用于连接DCS/PLC，观火孔6则用于工人直接观察枪管2内的点火情况。

为了实现全自动点火，点火失败情况下程序自动联锁切断燃料，提高安全系数，火检控制器通过DCS或PLC电连接燃料气输送管路上的切断阀和燃烧器的主燃料输送管路上的切断阀。

具体的，当火检探头522检测到小火火焰时，将获得的信号传递给火检控制器，火检控制器通过DCS或PLC控制燃烧器的主燃料输送管路上的切断阀开启，正常点火；当火检探头522检测不到小火火焰时，火检控制器通过DCS或PLC控制燃料气输送管路上的切断阀断开，重新启动点火程序或者启动检修程序。

更具体的，为了支撑中心燃料气喷枪3，保证燃料气喷枪3在枪管2内不偏移，如图2和图5所示，枪管2内置旋流片7，旋流片7顺着枪管2的径向设置，旋流片7的边缘与枪管2的内壁接触，旋流片7上设有燃料气管接口71、火检通孔75和配风口，燃料气管接口71用于穿过燃料气喷枪3，点火电极通孔72用于穿过点火电极4，火检通孔75方便火检探头522探测到火焰，配风口方便助燃风通过。

如图2所示，为了在枪管2内支撑正极点火电极41和负极点火电极42，枪管2内的旋流片7上设有点火电极通孔72，点火电极通孔72包括两个，分别用于穿过正极点火电极41和负极点火电极42，即通过旋流片7上的点火电极通孔72，实现对正极点火电极41和负极点火电极42的支撑。

正极点火电极41和负极点火电极42上设有陶瓷绝缘护套43，陶瓷绝缘护套43套在正极点火电极41和负极点火电极42与支撑片接触的区域，由于支撑片一般由金属材料制成，采用陶瓷绝缘护套43能够防止支撑片导电，影响产生电火花。

为了增强燃料气与助燃风的混合程度，使点火更加顺畅，利于稳定燃烧，如图5所示，配风口包括直流配风口73和旋流配风口74，直流配风口73置于旋流片7的里侧，旋流配风口74位于旋流片7的边缘，旋流配风口74使助燃风在通过旋流片7时呈旋流状，增大了燃料气的混合程度。

如图6所示，枪管2的顶端设为锥形收口结构，将助燃风进行收缩整流，有利于燃料气与助燃风均匀混合。

点火原理：助燃风通过助燃风入口21进入枪管2内，然后给防爆盒5内点火变压器51接通电源，两根点火电极4与点火变压器51正负两极通过高压线缆连接，在电极前端产生高压电弧，随后给燃料气喷枪3送入燃料气，燃料气在有助燃风和电火花的情况下被点燃形成火焰，设置在防爆盒5内的火焰检测器52检测到火焰信号，随后进行下一步点大火操作。如果火焰检测器52没有检测到火焰信号，排查原因，重新进行点小火操作。

本发明一实施例还提供了一种一体化双极防爆燃气点火枪的点火方法，包括以下步骤：

确认系统各联锁值都在正常范围，各管路手阀都已开启；

引风机、助燃风机开至最大频率对炉膛吹扫一定时间；

吹扫完成后调节引风机、助燃风机回到点火频率；

给点火电极4通电持续10秒；

点火电极4通电2秒的时候打开燃料气输送管路上的切断阀；

如果火检探头522检测到小火火焰，信号传回火检控制器，火检控制器通过DCS或PLC打开主燃料输送管路上的切断阀，主火被点燃；如果火检探头522检测不到小火火焰，火检控制器通过DCS或PLC联锁自动关闭燃料气输送管路上的切断阀，重新组织从点火炉膛吹扫开始顺序操作；

主火火检检测到主火焰，点火过程完成。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种一体化双极防爆燃气点火枪，用于置于燃烧器内，包括枪管和设于所述枪管内的燃料气喷枪，其特征在于，所述燃料气喷枪顺着所述枪管的长度方向延伸，所述枪管上设有燃料气入口和助燃风入口，所述燃料气入口与所述燃料气喷枪的内腔导通，所述助燃风入口与所述枪管的内腔导通，所述枪管内还设有用于提供电火花的点火电极，所述枪管的末端设有防爆盒，所述防爆盒内设有用于检测是否着火的火焰检测器。

2.根据权利要求1所述的一体化双极防爆燃气点火枪，其特征在于，所述火焰检测器包括火检探头和与所述火检探头电连接的火检控制器，所述防爆盒朝向所述枪管的一侧设有火焰检测器接口，所述火检探头置于所述火焰检测器接口上，所述火检探头用于获得所述枪管内的光信号。

3.根据权利要求2所述的一体化双极防爆燃气点火枪，其特征在于，所述火检控制器通过DCS或PLC电连接燃料气输送管路上的切断阀和所述燃烧器的主燃料输送管路上的切断阀。

4.根据权利要求3所述的一体化双极防爆燃气点火枪，其特征在于，当所述火检探头检测到小火火焰时，将获得的信号传递给所述火检控制器，所述火检控制器通过DCS或PLC控制所述燃烧器的主燃料输送管路上的切断阀开启；当所述火检探头检测不到小火火焰时，所述火检控制器通过DCS或PLC控制所述燃料气输送管路上的切断阀断开。

5.根据权利要求1所述的一体化双极防爆燃气点火枪，其特征在于，所述点火电极包括正极点火电极和负极点火电极，所述正极点火电极和所述负极点火电极均从顺着所述枪管的轴向从一侧延伸至相对侧，一端电连接点火变压器，另一端置于所述燃料气喷枪的喷头的末端。

6.根据权利要求5所述的一体化双极防爆燃气点火枪，其特征在于，所述正极点火电极和所述负极点火电极上套设陶瓷绝缘护套。

7.根据权利要求1所述的一体化双极防爆燃气点火枪，其特征在于，所述枪管内置旋流片，所述旋流片顺着所述枪管的径向设置，所述旋流片上设有燃料气管接口、点火电极通孔、火检通孔和配风口，所述燃料气管接口用于穿过所述燃料气喷枪，所述点火电极通孔用于穿过所述点火电极。

8.根据权利要求7所述的一体化双极防爆燃气点火枪，其特征在于，所述配风口包括直流配风口和旋流配风口，所述直流配风口置于所述旋流片的里侧，所述旋流配风口位于所述旋流片的边缘。

9.根据权利要求1所述的一体化双极防爆燃气点火枪，其特征在于，所述枪管的顶端设为锥形收口结构。

10.一种使用权利要求1-9任一所述一体化双极防爆燃气点火枪的点火方法，其特征在于，包括以下步骤：

确认系统各联锁值都在正常范围，各管路手阀都已开启；

引风机、助燃风机开至最大频率对炉膛吹扫一定时间；

吹扫完成后调节引风机、助燃风机回到点火频率；

给点火电极通电持续10秒；

点火电极通电2秒的时候打开燃料气输送管路上的切断阀；

如果火检探头检测到小火火焰，信号传回火检控制器，火检控制器通过DCS或PLC打开主燃料输送管路上的切断阀，主火被点燃；如果火检探头检测不到小火火焰，火检控制器通过DCS或PLC联锁自动关闭燃料气输送管路上的切断阀，重新组织从点火炉膛吹扫开始顺序操作；

主火火检检测到主火焰，点火过程完成。

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