CN210118772U - 一种gprs远程控制的太阳能放空火炬点火系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种GPRS远程控制的太阳能放空火炬点火系统，包括火炬头、火炬筒体、放空气系统、点火燃料气系统、引火燃烧器，还包括远程控制箱、防爆现场控制箱、高能点火器、太阳能供电系统及火焰监测器，所述远程控制箱与防爆现场控制箱信号连通，太阳能供电系统连接供电防爆现场控制箱，火焰监测器与防爆现场控制箱相互连接，防爆现场控制箱连接高能点火器，高能点火器与引火燃烧器相连接，防爆现场控制箱与点火燃料气系统信号互通；能够在不需要人员处于现场操作的情况下即可完成火炬的点火操作，同时采用太阳能供电的方式为防爆现场控制箱进行供电，使得当无动力电的情况下，防爆现场控制箱依然能够正常工作。

Description

一种GPRS远程控制的太阳能放空火炬点火系统

技术领域

本实用新型涉及油气开采技术等领域，具体的说，是一种GPRS远程控制的太阳能放空火炬点火系统。

背景技术

放空火炬系统主要应用于石油、天然气、化工、冶金等行业，其主要作用是对生产过程中产生的尾气及事故状态下排放的可燃气体进行燃烧，是天然气集输工艺中用以保障工艺装置安全生产的辅助生产设备，是HSE管理的重要设施之一。

现有技术的放空火炬系统通常由火炬头8、火炬筒体9、放空气系统11、点火燃料气系统12、引火燃烧器4等部件构成，火炬筒体9的上部连接火炬头8，在火炬筒体9和火炬头8侧壁设置引火燃烧器4，点火燃料气系统12与引火燃烧器4相连，放空气系统11与火炬筒体9相连接。

但随着网络技术的发展和互联网覆盖的逐渐普及，基于互联网的远程监控系统已经受到企业管理者的高度重视，将现场监控系统与互联网技术相结合已经成为监控技术研究的重点方向。

站场、集输工程的集气站、单井站一般都有动力电缆、控制电缆。通常，把电源送至现场的电点火控制柜，现场控制柜再根据需要向高能点火装置、电磁阀、火检等设备送电，完成程序电点火、火检、报警等工序，如需远程监控均是通过现场控制柜与远程进行控制电缆或通讯电缆连接才能实现其功能，此种方式施工成本高、周期长、现场布线困难。

而所处位置的偏僻的单井站，往往是没有电源可以提供的。为了完成这部分放空火炬(放空立管)的点火，目前基本上采用的是魔术弹点火或便携式电源直接点火方式。但是，采用这两种方式只能是在计划放空的情况下可以完成点火，它的操作过程是：在放空时，操作人员先将放空管的阀门打开，然后由操作人员向放空管的顶部打魔术弹，引燃放空气；或由操作人员用便携式电源直接在放空管的底部点燃传火管，通过传火引燃放空管内的放空气。

采用以上两种点火方式，如果是超压放空、事故放空根本就不能完成点火，因此不能真正起到安全、环保作用；另外两种点火方式都要求有人员进行现场操作，操作人员的安全性低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种GPRS远程控制的太阳能放空火炬点火系统，能够在不需要人员处于现场操作的情况下即可完成火炬的点火操作，同时采用太阳能供电的方式为防爆现场控制箱进行供电，使得当无动力电的情况下，防爆现场控制箱依然能够正常工作。

本实用新型通过下述技术方案实现：一种GPRS远程控制的太阳能放空火炬点火系统，包括火炬头、火炬筒体、放空气系统、点火燃料气系统、引火燃烧器，还包括远程控制箱、防爆现场控制箱、高能点火器、太阳能供电系统及火焰监测器，所述远程控制箱与防爆现场控制箱信号连通，太阳能供电系统连接供电防爆现场控制箱，火焰监测器与防爆现场控制箱相互连接，防爆现场控制箱连接高能点火器，高能点火器与引火燃烧器相连接，防爆现场控制箱与点火燃料气系统信号互通。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述远程控制箱与防爆现场控制箱之间采用GPRS数据通信。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述太阳能供电系统包括太阳光伏电池方阵、太阳能控制柜、蓄电池组，太阳能光伏电池方阵和蓄电池组皆与太阳能控制柜相连接，太阳能控制柜连接供电防爆现场控制箱。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：在所述点火燃料气系统上设置有与防爆现场控制箱信号互通的防爆电磁阀。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：还包括外部电源，且外部电源供电连接远程控制箱。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述太阳能供电系统还设置有外部充电接口，且该外部充电接口能与外部电源相连接。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述火焰监测器采用紫外火焰监测器。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述防爆现场控制箱的内部PLC器件采用西门子S7-200 Smart型PLC。

特别需要说明的是，在本技术方案中，机械结构所涉及到的诸如“连接”“固定”、“设置”、“活动连接”“活动设置”等用语皆为机械领域内常规设置用的技术手段，只要能够达到固定或连接或活动设置等目的都可以采用，因此在文中不做具体的限定(比如用螺母、螺杆配合进行活动或固定连接，用插销活动或固定连接、设置，A物件与B物件之间通过卡接的方式实现可拆卸连接等)。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本实用新型能够在不需要人员处于现场操作的情况下即可完成火炬的点火操作，同时采用太阳能供电的方式为防爆现场控制箱进行供电，使得当无动力电的情况下，防爆现场控制箱依然能够正常工作。

(2)本实用新型对于偏远地区无外电的天然气站场、阀室，依然能够远程点火，虽距离远，但不需要现场的操作就能实现远程点火控制，消除了操作人员的现场操作风险。

(3)本实用新型在没有外电的情况下，GPRS远程控制的太阳能放空火炬点火系统解决了工艺系统超压放空、事故放空的安全点火问题，且节约能源，有利环保，符合国家节能减排的政策。

(4)本实用新型点火系统的运行工况，可以通过防爆现场控制箱的监控单元实现火焰信号、点火状态等信号的向远程控制箱的无线上传，在远程控制箱可以对点火系统的工况进行检查。

(5)本实用新型的应用提高了运行可靠性，减少现场的运行维护。

(6)本实用新型解决了在缺少电源与敷设电缆困难地区火炬(放空立管)的点火问题，为解决管路系统超压放空、事故放空提供了很好的解决方案，同时不需要人员的现场操作。

(7)本实用新型解决了在没有外电的情况下工艺系统超压放空、事故放空的安全点火问题；太阳能供电系统在特殊情况下系统配置的蓄电池能量过低时可以通过外部充电接口与外部电源连接进行强充，保证点火系统的供电可靠要求。

附图说明

图1本实用新型结构示意图。

图2位被实用新型所述太阳能供电系统原理框图。

其中，1-远程控制箱、2-防爆现场控制箱、3-高能点火器、4-引火燃烧器、5-太阳能供电系统、6-火焰监测器、7-防爆电磁阀、8-火炬头、9-火炬筒体、10-外部电源、11-放空气系统、12-点火燃料气系统。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

值得注意的是：在本申请中，某些需要应用到本领域的公知技术或常规技术手段时，申请人可能存在没有在文中具体的阐述该公知技术或/和常规技术手段是一种什么样的技术手段，但不能以文中没有具体公布该技术手段，而认为本申请不符合专利法第二十六条第三款的情况。

实施例1：

本实用新型设计出一种GPRS远程控制的太阳能放空火炬点火系统，能够在不需要人员处于现场操作的情况下即可完成火炬的点火操作，同时采用太阳能供电的方式为防爆现场控制箱进行供电，使得当无动力电的情况下，防爆现场控制箱依然能够正常工作，如图1、图2所示，特别采用下述设置结构：包括火炬头8、火炬筒体9、放空气系统11、点火燃料气系统12、引火燃烧器4，还包括远程控制箱1、防爆现场控制箱2、高能点火器3、太阳能供电系统5及火焰监测器6，所述远程控制箱1与防爆现场控制箱2信号连通，太阳能供电系统5连接供电防爆现场控制箱2，火焰监测器6与防爆现场控制箱2相互连接，防爆现场控制箱2连接高能点火器3，高能点火器3与引火燃烧器4相连接，防爆现场控制箱2与点火燃料气系统12信号互通。

作为优选的设置方案，该GPRS远程控制的太阳能放空火炬点火系统设置有火炬筒体9，在火炬筒体9顶部连接有火炬头8，在火炬头8处且位于火炬筒体9侧壁设置有引火燃烧器4，用于点燃火炬头8，在火炬筒体9的上还连接有放空气系统11和点火燃料气系统12；在该GPRS远程控制的太阳能放空火炬点火系统上还设置有远程控制箱1、防爆现场控制箱2、高能点火器3、太阳能供电系统5及火焰监测器6，太阳能供电系统5优选的通过动力电缆与防爆现场控制箱2相连接，并实现供电，远程控制箱与防爆现场控制箱2之间信号连通，形成信号通路；防爆现场控制箱2还连接火焰监测器6，防爆现场控制箱2连接高能点火器3，高能点火器3与引火燃烧器4相连接，防爆现场控制箱2与点火燃料气系统12信号互通；在使用时，太阳能供电系统5通过防爆现场控制箱2向整个点火系统进行现场供电；当与点火系统相连接的工艺管道(放空气系统11的管道)内的工艺气体(放空天然气)超压或发生事故需要放空远程点火时，按远程控制箱点火按钮，远程控制箱将点火信号传递给防爆现场控制箱2，防爆现场控制箱2发出信号给高能点火器3送电，并开启点火燃料气系统12，形成供气通路，点燃引火燃烧器4，引燃火炬头8，以引燃放空管内放空气。如果火焰监测器6检测出有火焰信号，则向防爆现场控制箱2同时向远程控制箱1发送着火信号；如果火焰监测器6检测出无火焰信号则表示火炬未着火需重复按手动点火按钮点火。

实施例2：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，与前述技术方案中采用相同技术结构部位在此技术方案中将不再赘述，如图1、图2所示，进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述远程控制箱1与防爆现场控制箱2之间采用GPRS数据通信，作为优选的设置方案，远程控制箱1同防爆现场控制箱2之间采用GPRS进行数据通信。

实施例3：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，与前述技术方案中采用相同技术结构部位在此技术方案中将不再赘述，如图1、图2所示，进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述太阳能供电系统5包括太阳光伏电池方阵、太阳能控制柜、蓄电池组，太阳能光伏电池方阵和蓄电池组皆与太阳能控制柜相连接，太阳能控制柜连接供电防爆现场控制箱2，在使用时，太阳能光伏电池方阵将太阳能转换为电能，并通过太阳能控制柜的控制为防爆现场控制箱2进行供电或/和向蓄电池组进行充电，当需要应用蓄电池组内的电能时，将通过太阳能控制柜进行控制将蓄电池组内的电能释放出来为防爆现场控制箱进行供电，该太阳能供电系统5亦可以采用现有通用太阳能供电模组技术，因此在此不对具体的技术细节进行赘述。

实施例4：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，与前述技术方案中采用相同技术结构部位在此技术方案中将不再赘述，如图1、图2所示，进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：在所述点火燃料气系统12上设置有与防爆现场控制箱2信号互通的防爆电磁阀7。

在使用时，太阳能供电系统5通过防爆现场控制箱2向整个点火系统进行现场供电；当与点火系统相连接的工艺管道(放空气系统11的管道)内的工艺气体(放空天然气)超压或发生事故需要放空远程点火时，按远程控制箱1点火按钮，远程控制箱1将点火信号通过GPRS传递给防爆现场控制箱2，防爆现场控制箱2发出信号给高能点火器3让其送电，并打开点火燃料气系统12上的防爆电磁阀7，从而开启点火燃料气系统12，形成供气通路，点燃引火燃烧器4，引燃火炬头8，以引燃放空管内放空气。如果火焰监测器6检测出有火焰信号，则向防爆现场控制箱2同时通过GPRS向远程控制箱1发送着火信号；如果火焰监测器6检测出无火焰信号则表示火炬未着火需重复按手动点火按钮点火。

实施例5：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，与前述技术方案中采用相同技术结构部位在此技术方案中将不再赘述，如图1、图2所示，进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：还包括外部电源10，且外部电源10供电连接远程控制箱1；外部电源10优选选择高频交流电(最大功耗：220VAC/50Hz/2.5kW)，该外部电源10将分出部分功率(优选的分出0.5KW)向远程控制箱1直接供电。

实施例6：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，与前述技术方案中采用相同技术结构部位在此技术方案中将不再赘述，如图1、图2所示，进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述太阳能供电系统5预留有外部充电接口。当太阳能不能正常发电时，可通过外部充电接口连接外部电源10借道太阳能供电系统5向防爆现场控制箱2供电(优选的从外部电源10中分出2KW功率的电能)，同时亦对太阳能供电系统5内部的蓄电池进行充电；使得即便太阳能不能发电的情况下，整个点火系统依然能够正常工作。

实施例7：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，与前述技术方案中采用相同技术结构部位在此技术方案中将不再赘述，如图1、图2所示，进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述火焰监测器6采用紫外火焰监测器。

实施例8：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，与前述技术方案中采用相同技术结构部位在此技术方案中将不再赘述，如图1、图2所示，进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述防爆现场控制箱2的内部PLC器件采用西门子S7-200Smart型PLC。

作为优选的设置方案，太阳能供电系统由太阳光伏电池方阵、太阳能控制柜、蓄电池组组成，实现整个点火系统的现场供电；太阳能控制柜由直流开关电源、调压装置及监控器等组成，其中太阳能控制柜通过电力电缆与太阳光伏电池方阵连接，接收太阳光伏电池方阵产生的电源，并通过电力电缆分别与蓄电池组和调压装置连接，同时实现对蓄电池组的充电(根据蓄电池组的电量调节充电电流)和对防爆现场控制箱2的供电。太阳光伏电池方阵设置调压模块通过动力电缆与防爆现场控制箱2连接，蓄电池电源通过调压装置，可实现对防爆现场控制箱2的平稳供电。太阳光伏电池方阵设置监控器实现对蓄电池的过冲和欠压保护。

在设置时，优选的，防爆现场控制箱2，配置一台西门子S7-200 Smart型PLC，防爆现场控制箱2主要完成以下功能：

PLC作为控制系统的核心控制单元，用于监视放空火炬系统的运行状态、采集现场仪表的运行数据、接收各种点火操作命令、进行点火控制和联锁保护；

设置手动点火功能，防爆现场控制箱2通过GPRS无线模块接收远程控制箱1的手动点火信号，通过GPRS无线模块上传点火状态、放空火炬的燃烧状态信号；

当紫外火焰监测器检测到“无火”时，系统自动启动点火，并最多可连续点3次(可根据需要设定次数)，如连续3次点火失败，立即停止点火并发出故障声光报警信号和熄火联锁保护；

设置远程控制功能，可根据现场情况通过开关打开或关闭：当在现场进行操作和维护时，为防止在远程进行点火操作而发生意外，可通过防爆现场控制箱2面板上的【远程控制】开关关闭该功能，禁止任何来自远程的点火操作，以确保现场操作人员的安全；当操作人员离开现场时，可打开该开关，恢复远程控制功能，以便于在远程可以进行点火操作；

防爆现场控制箱2采用全封闭外壳，室外仪表、采用全天候防尘防水IP65设计。

防爆现场控制箱2可以直接采用FCB-I-Ex型防爆现场控制箱。

远程控制箱1，外壳为不锈钢304；

远程控制箱1通过GPRS无线模块完成远程点火信号发送给防爆现场控制箱2，实现远程点火。

远程控制箱1通过GPRS无线模块接收防爆现场控制箱2的点火过程信号：点火状态、着火状态。

远程控制箱1对放空火炬的点火过程的状态指示：点火状态、着火状态。

远程控制箱1可以直接采用RCB-I-W型远程控制箱。

高能电点火装置由引火燃烧器4、防爆高能点火器(高能点火器3)、专用点火电极、专用导电杆等组成。

引火燃烧器4主要由310SS材料设计制造，防爆高能点火器(高能点火器3)置于点火器箱内，专用点火电极安装在引火燃烧器4下部。点火时，防爆高能点火器产生的高压电经专用导电杆输送至专用点火电极，专用点火电极放电点火点燃引火燃烧器喷嘴喷出的燃料气，进而点燃火炬。

序号	产品名称	型号规格	单位	厂家
					1	引火燃烧器	BP-I-80	台	成都鹰特
2	高能点火器	HEI-I-EX	台	成都鹰特
					3	防爆现场控制箱	FCB-I-EX	台	内部控制器选用西门子PLC:S7-200 Smart
4	远程控制箱	RCB-I-W	台	成都鹰特
					5	紫外火焰监测器	UFM-I-W-EX	只	成都鹰特

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种GPRS远程控制的太阳能放空火炬点火系统，包括火炬头（8）、火炬筒体（9）、放空气系统（11）、点火燃料气系统（12）、引火燃烧器（4），其特征在于：还包括远程控制箱（1）、防爆现场控制箱（2）、高能点火器（3）、太阳能供电系统（5）及火焰监测器（6），所述远程控制箱（1）与防爆现场控制箱（2）信号连通，太阳能供电系统（5）连接供电防爆现场控制箱（2），火焰监测器（6）与防爆现场控制箱（2）相互连接，防爆现场控制箱（2）连接高能点火器（3），高能点火器（3）与引火燃烧器（4）相连接，防爆现场控制箱（2）与点火燃料气系统信号互通。

2.根据权利要求1所述的一种GPRS远程控制的太阳能放空火炬点火系统，其特征在于：所述远程控制箱（1）与防爆现场控制箱（2）之间采用GPRS数据通信。

3.根据权利要求1所述的一种GPRS远程控制的太阳能放空火炬点火系统，其特征在于：所述太阳能供电系统（5）包括太阳光伏电池方阵、太阳能控制柜、蓄电池组，太阳能光伏电池方阵和蓄电池组皆与太阳能控制柜相连接，太阳能控制柜连接供电防爆现场控制箱（2）。

4.根据权利要求1所述的一种GPRS远程控制的太阳能放空火炬点火系统，其特征在于：在所述点火燃料气系统（12）上设置有与防爆现场控制箱（2）信号互通的防爆电磁阀（7）。

5.根据权利要求1所述的一种GPRS远程控制的太阳能放空火炬点火系统，其特征在于：还包括外部电源（10），且外部电源（10）供电连接远程控制箱（1）。

6.根据权利要求1所述的一种GPRS远程控制的太阳能放空火炬点火系统，其特征在于：所述太阳能供电系统（5）还设置有外部充电接口。

7.根据权利要求1所述的一种GPRS远程控制的太阳能放空火炬点火系统，其特征在于：所述火焰监测器（6）采用紫外火焰监测器。

8.根据权利要求1~7任一项所述的一种GPRS远程控制的太阳能放空火炬点火系统，其特征在于：所述防爆现场控制箱（2）的内部PLC器件采用西门子S7-200 Smart型PLC。

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