CN205299963U - 加热炉负压燃烧电动、气动混合控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种加热炉负压燃烧电动、气动混合控制系统，包括紧急切断阀、进气控制阀、调压阀、气动控制机构以及第一截止阀与第一过滤器，其中所述第一过滤器设置在进气控制阀与调压阀之间，所述第一截止阀的一端与所述紧急切断阀的出气口相连，该第一截止阀的另一端经过燃气预热管与第二截止阀后连接所述第一过滤器的进气口，所述气动控制机构的第三出口通过第四截止阀、第二过滤器后分别连接火焰检测器、温度调节器的进口，所述火焰检测器的感应端分别置于所述母火燃烧器火焰口处。其显著效果是：当因熄火或其他需要关断时，实现对燃气的切断；设置了截止阀，确保有火焰的时候才通入仪表风，能够避免点火时发生爆炸。

Description

加热炉负压燃烧电动、气动混合控制系统

技术领域

本实用新型涉及加热炉自动控制技术领域，具体涉及一种加热炉负压燃烧电动、气动混合控制系统。

背景技术

在石化行业中，主要利用加热炉对天然气等流体介质进行加热，加热炉主要包括有设备壳体、加热盘管、烟火管和燃烧器，设备壳体内充满作为导热介质的水，烟火管和加热盘管浸没在水中，燃烧器的火在烟火管内燃烧，热量经烟火管传递至水，再经水传递至加热盘管，从而对加热盘管内的流体介质进行加热。

燃烧器的点火、燃烧需要一套控制系统来完成，控制系统将供气管道的燃气压力调节为火嘴燃烧所需的燃气压力，并通过温度控制和调节燃气流量，以达到调节火嘴热负荷的目的，同时带有熄火保护功能，确保加热炉运行安全。供应的燃气气源洁净度不够，存在一定的杂质，造成关键部件的使用寿命较短，甚至存在安全隐患，并且供气温度较低时，管道内的气体容易生成水合物，进而堵塞管道。

纯电动系统智能化程度高，但对电力依赖度高，在电力得不到保障的情况下可靠性不足；纯气动系统可靠性高，但自动化程度不够，难以实现数据远传和远程控制。

发明内容

针对上述现有技术中的不足之处，本实用新型旨在提供一种可实现热负荷自动调节、母火熄灭保护、气源洁净、可预热燃气、可数据远传、可远程控制的加热炉负压燃烧电动、气动混合控制系统。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种加热炉负压燃烧电动、气动混合控制系统，包括进气控制阀、调压阀、气动控制机构，所述进气控制阀依次通过调压阀与流量计连接所述气动控制机构的输入端，该气动控制机构的第一出口依次通过点火旁路截止阀与母火管截止阀连接母火燃烧器，所述气动控制机构的第二出口通过主火管截止阀连接主火燃烧器，其关键在于：还包括紧急切断阀、第一截止阀与第一过滤器，所述紧急切断阀设置在进气口与所述进气控制阀之间的燃气管道上，所述第一过滤器设置在进气控制阀与调压阀之间，所述第一截止阀的一端与所述紧急切断阀的出口相连，该第一截止阀的另一端经过燃气预热管与第二截止阀后连接所述第一过滤器的进口，所述气动控制机构的第一出口还依次经过第三截止阀与电磁阀后连接所述母火管截止阀，所述气动控制机构的第三出口通过第四截止阀、第二过滤器后分别连接气动火焰检测器、温度调节器的进口，所述气动火焰检测器的感应端置于所述母火燃烧器火焰口处，所述气动火焰检测器与温度调节器的放空口均通过第五截止阀连接至所述母火燃烧器火焰口处，在所述母火燃烧器设置有电子点火器。

在实际使用过程中，本控制系统中所述紧急切断阀在当因低液位、火焰熄灭或其他紧急情况需要停炉时，通过该紧急切断阀对输入加热炉的燃气进行切断，从而避免意外发生；通过设置过滤器对燃气进行过滤，滤除燃气中的杂质，提高燃气气源的洁净度，保证加热炉中关键器件的使用寿命；另外，当供气温度较低时，关闭进气控制阀，打开第一截止阀与第二截止阀，燃气通过预热管道进行预热，从而保持燃气为气体状态，避免了燃气生成水合物，堵塞管道的现象；气动火焰检测器和温度调节器的放空口连通至母火燃烧器火焰口处，将外排天然气去火焰处燃烧掉，节能环保，消除安全隐患；第五截止阀用作截断，确保有火焰的时候才通入仪表风，能够避免点火时发生爆炸；相对于现有的加热炉，在生产过程中更加安全，气动控制机构实现温度控制和熄火保护，确保有电无电情况加热炉均能正常安全的运行。

进一步的，本控制系统还包括电动控制机构，该电动控制机构设置有可编程逻辑控制器，所述可编程逻辑控制器的控制信号输出端连接所述紧急切断阀、电磁阀以及电子点火器，所述可编程逻辑控制器的输入端连接有电子火焰检测器、第一阀位反馈器、第二阀位反馈器以及其他变送信号，所述电子火焰检测器的感应端置于所述母火燃烧器火焰口处，所述第一阀位反馈器与第二阀位反馈器用于检测所述气动控制机构中的阀位开度信息。

电动控制机构实现电子点火、加热炉运行状态检测与上传，达到远传远控；所述可编程逻辑控制器通过电子火焰检测器检测火焰的状态，从而控制电动阀的开关；当因低液位、火焰熄灭或其他紧急情况需要停炉时，可编程逻辑控制器远程控制电动阀实现对燃气的远程切断，安全性高；可编程逻辑控制器控制电子点火器实现自动电子点火；可编程逻辑控制器也可以接入其他需要上传的数据，通过数据接口完成加热炉运行状态数据的上传，实现远传功能。

进一步的，所述气动控制机构包括气源控制阀、第一气动控制阀、气量控制阀以及第二气动控制阀，其中所述气源控制阀的进口与所述流量计的出口相连，该气源控制阀的出口经所述气量控制阀与主火管截止阀的进口相连，所述第一气动控制阀的进口与所述流量计的出口相连，该第一气动控制阀的出口经所述第二气动控制阀与主火管截止阀的进口相连，所述第一气动控制阀的控制口经气动火焰检测器连接在所述第二过滤器的出口上，所述第二气动控制阀的控制口经所述温度调节器也连接在第二过滤器的出口上，所述第一阀位反馈器的感应端连接于第一气动控制阀，该第二阀位反馈器的感应端连接于第二气动控制阀。

本系统通过气动火焰检测器检测燃烧器内的火焰状态，通过温度调节器监控加热炉内的温度，当温度达到温度调节器的设定值时，控制第二气动控制阀关闭，改变对主火燃烧器的燃气供应，达到自动温度控制；当出现停火时，控制第一气动控制阀将母火燃烧器与主火燃烧器的燃气供应切断，避免发生意外，完成熄火保护，所述第一阀位反馈器与第二阀位反馈器用于检测所述气动控制机构中第一气动控制阀与第二气动控制阀的阀位开度信息，并通过数据接口上传，实现远传功能，实时监控加热炉的运行状态。

进一步的，所述气动控制机构还包括第一压力表与第二压力表，所述第一压力表的控制口与所述第一气动控制阀连接，所述第二压力表的控制口与所述第二气动控制阀连接，通过所述压力表可以间接知道气动阀的动作状态。

更进一步的，在所述第一过滤器与所述调压阀之间设有主燃气供应压力表，在所述调压阀与所述流量计之间设有第一进气压力表，在主火管截止阀与主火燃烧器之间设置有第二进气压力表。

通过设置主燃气供应压力表、第一进气压力表以及第二进气压力表动态监控燃气的压力值，从而可根据压力信息对调压阀的开度进行调节。

进一步的，所述燃气预热管的受热部分水浴设置在加热炉内。

通过将预热管设置在加热炉内的水浴中，对天然气进行预热，能够有效避免供气温度较低时，管道内的气体生成水合物，进而堵塞管道的现象，对于燃烧器可提供有效保护。

本实用新型的有益效果：当因低液位、火焰熄灭或其他紧急情况需要停炉时，实现了对燃气的远程切断，安全性高；设置过滤器对燃气进行过滤，滤除燃气中的杂质，提高燃气气源的洁净度，保证加热炉中关键器件的使用寿命；另外，当供气温度较低时，还可通过预热管道对燃气进行预热，从而保持燃气为气体状态，避免了燃气液化为水合物、堵塞管道的现象；气动火焰检测器和温度调节器的放空口连通至母火燃烧器火焰口处，将外排天然气去火焰处燃烧掉，节能环保，消除安全隐患；设置了第五截止阀用作截断，确保有火焰的时候才通入仪表风，能够避免点火时发生爆炸，相对于现有的加热炉，在生产过程中更加安全；电动控制机构实现电子点火、加热炉运行状态检测与上传，达到远传远控；气动控制机构实现温度控制和熄火保护，确保有电无电情况加热炉均能正常运行。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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是本实用新型的结构示意图。

附图标记说明：1、紧急切断阀，2、进气控制阀，3、第一截止阀，4、第二截止阀，5、第一过滤器，6、主燃气供应压力表，7、调压阀，8、第一进气压力表，9、流量计，10、气源控制阀，101、第一气动控制阀，11、气量控制阀，111、第二气动控制阀，12、第三截止阀，13、电磁阀，14、点火旁路截止阀，15、母火管截止阀，16、主火管截止阀，17、第二进气压力表，18、气动火焰检测器，19、温度调节器，20、第四截止阀，21、第五截止阀，22、第二过滤器，23、电子火焰检测器，24、电子点火器，25、母火燃烧器，26、主火燃烧器，27、第一压力表，28、第二压力表，29、第一阀位反馈器，30、第二阀位反馈器。

具体实施方式

下面结合具体实施例及附图来进一步详细说明本实用新型。

如图1所示，一种加热炉负压燃烧电动、气动混合控制系统，包括紧急切断阀1、进气控制阀2、调压阀7、气动控制机构，所述紧急切断阀1依次通过进气控制阀2、调压阀7与流量计9连接所述气动控制机构的输入端，该气动控制机构的第一出口依次通过点火旁路截止阀14与母火管截止阀15连接母火燃烧器25，所述气动控制机构的第二出口通过主火管截止阀16连接主火燃烧器26，其特征在于：还包括第一截止阀3与第一过滤器5，其中所述第一过滤器5设置在进气控制阀2与调压阀7之间，所述第一截止阀3的一端与所述紧急切断阀1的出口相连，该第一截止阀3的另一端经过燃气预热管与第二截止阀4后连接所述第一过滤器5的进口，所述气动控制机构的第一出口还依次经过第三截止阀12与电磁阀13后连接所述母火管截止阀14，所述气动控制机构的第三出口通过第四截止阀21、第二过滤器22后分别连接气动火焰检测器18、温度调节器19的进口，所述气动火焰检测器18的感应端置于所述母火燃烧器25火焰口处，所述气动火焰检测器18与温度调节器19的放空口均通过第五截止阀20连接所述母火燃烧器25火焰口处。可以接入其他需要上传的数据。

参见附图1，为了实现所述紧急切断阀1的远程关断、电子点火、加热炉运行状态检测与上传，本系统还包括电动控制机构，该电动控制机构设置有可编程逻辑控制器，所述可编程逻辑控制器的控制信号输出端连接所述紧急切断阀1、电磁阀13以及电子点火器24，所述可编程逻辑控制器的输入端连接有电子火焰检测器23、第一阀位反馈器29以及第二阀位反馈器30以及其他需要上传的信号，所述电子火焰检测器23的感应端置于所述母火燃烧器25火焰中，所述第一阀位反馈器29与第二阀位反馈器30用于检测所述气动控制机构中的阀位开度信息。所述可编程逻辑控制器PLC通过电子火焰检测器23检测火焰的状态，当因停火或其他原因需要关断时，可编程逻辑控制器PLC远程控制电动阀1实现对燃气的远程切断，安全性高。可编程逻辑控制器PLC通过数据接口将加热炉运行状态数据的上传，并接受远控指令，实现远传远控功能。

从图1中还可以看出，本例中，所述气动控制机构包括气源控制阀10、气动薄膜控制阀101、气源控制阀1以及气动薄膜控制阀111，其中所述气源控制阀10的进口与所述流量计的出口相连，该气源控制阀10的出口经所述气源控制阀1与主火管截止阀16的进口相连，所述气动薄膜控制阀101的进口与所述流量计的出口相连，该气动薄膜控制阀101的出口经所述气动薄膜控制阀111与主火管截止阀16的进口相连，所述气动薄膜控制阀101的控制口经气动火焰检测器18连接在所述第二过滤器22的出口上，所述气动薄膜控制阀111的控制口经所述温度调节器19也连接在第二过滤器22的出口上；所述第一阀位反馈器29的感应端连接于第一气动控制阀101，该第二阀位反馈器30的感应端连接于第二气动控制阀111；所述气动控制机构还包括第一压力表27与第二压力表28，所述第一压力表27的控制口与所述气动薄膜控制阀101连接，所述第二压力表28的控制口与所述气动薄膜控制阀111连接。

从图1中还可以看出，在所述第一过滤器5与所述调压阀7之间设有主燃气供应压力表6，在所述调压阀7与所述流量计9之间设有第一进气压力表8，在主火管截止阀16与主火燃烧器26之间设置有第二进气压力表17。

本例中，作为优选，所述燃气预热管的受热部分水浴设置在加热炉内。

其工作原理为：

首先，检查各处阀门是否关闭，将除压力表截止阀外的所有阀门处于关闭状态，调压阀7调压螺钉回到压力最小位；

然后，当燃料需要加热时开启第一截止阀3与第二截止阀4通过燃气预热管道对燃气进行预热，不需要加热时开启进气控制阀2；

调节调压阀7调压螺钉，逐步升高出口压力，打开气源控制阀10，并将母火管截止阀15打开一定开度，然后PLC控制电子点火器24点火，天然气经进气控制阀2、第一过滤器5、主燃气供应压力表6、调压阀7、第一进气压力表8、流量计9气动控制机构中的气源控制阀10以及母火截止阀15至母火燃烧器25，将母火燃烧器25点燃，并加热使得火焰检测器18导通，待与火焰检测器18连接的第一压力表27有读数时，关闭气源控制阀10，打开主火管截止阀16，设置温度调节器19至需要的温度，使设备正常运行；

当燃气的温度较低时，关闭进气控制阀2，打开第一截止阀3与第二截止阀4，燃气通过预热管道进行预热，燃气经第一截止阀3、第二截止阀4、第一过滤器5、主燃气供应压力表6、调压阀7、第一进气压力表8、流量计9气动控制机构中的气源控制阀10以及母火截止阀15至母火燃烧器25。其余步骤与现有加热炉的生产过程一致，再此不做赘述；

通过气动火焰检测器18检测燃烧器内的火焰状态，通过温度调节器19监控加热炉内的温度，当温度接近设置值时，温度调节器19控制气动薄膜控制阀111关闭，改变对主火燃烧器26的燃气供应，达到自动温度控制；当出现停火时，控制气动薄膜控制阀101将母火燃烧器25与主火燃烧器26的燃气供应切断，同时可编程逻辑控制器PLC远程控制电动阀1实现对燃气的远程切断；

可编程逻辑控制器PLC采集加热炉运行状态数据，通过数据接口其的上传，并接受远控指令，实现远传远控功能；

本方案中，设置第一过滤器5与第二过滤器22对燃气进行过滤，滤除燃气中的杂质，提高燃气气源的洁净度，保证加热炉中关键器件的使用寿命；另外，当供气温度较低时，关闭进气控制阀2，打开第一截止阀3与第二截止阀4，燃气通过预热管道进行预热，从而保持燃气为气体状态，避免了燃气生成水合物、堵塞管道的现象；气动火焰检测器18和温度调节器19的放空口连通至母火燃烧器，外排天然气去火焰处燃烧掉，节能环保，消除安全隐患；第五截止阀用作截断，确保有火焰的时候才通入仪表风，能够避免点火时发生爆炸。

Claims (6)

1.一种加热炉负压燃烧电动、气动混合控制系统，包括进气控制阀(2)、调压阀(7)、气动控制机构，所述进气控制阀(2)依次通过调压阀(7)与流量计(9)连接所述气动控制机构的输入端，该气动控制机构的第一出口依次通过点火旁路截止阀(14)与母火管截止阀(15)连接母火燃烧器(25)，所述气动控制机构的第二出口通过主火管截止阀(16)连接主火燃烧器(26)，其特征在于：还包括紧急切断阀(1)、第一截止阀(3)与第一过滤器(5)，所述紧急切断阀(1)设置在进气口与所述进气控制阀(2)之间的燃气管道上，所述第一过滤器(5)设置在进气控制阀(2)与调压阀(7)之间，所述第一截止阀(3)的一端与所述紧急切断阀(1)的出口相连，该第一截止阀(3)的另一端经过燃气预热管与第二截止阀(4)后连接所述第一过滤器(5)的进口，所述气动控制机构的第一出口还依次经过第三截止阀(12)与电磁阀(13)后连接所述母火管截止阀(14)，所述气动控制机构的第三出口通过第四截止阀(21)、第二过滤器(22)后分别连接气动火焰检测器(18)、温度调节器(19)的进口，所述气动火焰检测器(18)的感应端置于所述母火燃烧器(25)火焰口处，所述气动火焰检测器(18)与温度调节器(19)的放空口均通过第五截止阀(20)连接至所述母火燃烧器(25)火焰口处，在所述母火燃烧器(25)设置有电子点火器(24)。

2.如权利要求1所述的加热炉负压燃烧电动、气动混合控制系统，其特征在于：还包括电动控制机构，该电动控制机构设置有可编程逻辑控制器，所述可编程逻辑控制器的控制信号输出端连接所述紧急切断阀(1)、电磁阀(13)以及电子点火器(24)，所述可编程逻辑控制器的输入端连接有电子火焰检测器(23)、第一阀位反馈器(29)以及第二阀位反馈器(30)，所述电子火焰检测器(23)的感应端置于所述母火燃烧器(25)火焰口处，所述第一阀位反馈器(29)与第二阀位反馈器(30)用于检测所述气动控制机构中的阀位开度信息。

3.如权利要求2所述的加热炉负压燃烧电动、气动混合控制系统，其特征在于：所述气动控制机构包括气源控制阀(10)、第一气动控制阀(101)、气量控制阀(11)以及第二气动控制阀(111)，其中所述气源控制阀(10)的进口与所述流量计的出口相连，该气源控制阀(10)的出口经所述气量控制阀(11)与主火管截止阀(16)的进口相连，所述第一气动控制阀(101)的进口与所述流量计的出口相连，该第一气动控制阀(101)的出口经所述第二气动控制阀(111)与主火管截止阀(16)的进口相连，所述第一气动控制阀(101)的控制口经气动火焰检测器(18)连接在所述第二过滤器(22)的出口上，所述第二气动控制阀(111)的控制口经所述温度调节器(19)也连接在第二过滤器(22)的出口上，所述第一阀位反馈器(29)的感应端连接于第一气动控制阀(101)，该第二阀位反馈器(30)的感应端连接于第二气动控制阀(111)。

4.如权利要求3所述的加热炉负压燃烧电动、气动混合控制系统，其特征在于：所述气动控制机构还包括第一压力表(27)与第二压力表(28)，所述第一压力表(27)的控制口与所述第一气动控制阀(101)连接，所述第二压力表(28)的控制口与所述第二气动控制阀(111)连接。

5.如权利要求1所述的加热炉负压燃烧电动、气动混合控制系统，其特征在于：在所述第一过滤器(5)与所述调压阀(7)之间设有主燃气供应压力表(6)，在所述调压阀(7)与所述流量计(9)之间设有第一进气压力表(8)，在主火管截止阀(16)与主火燃烧器(26)之间设置有第二进气压力表(17)。

6.如权利要求1所述的加热炉负压燃烧电动、气动混合控制系统，其特征在于：所述燃气预热管的受热部分水浴设置在加热炉内。