CN220728236U - 一种可燃混合气体防回火的燃烧系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可燃混合气体防回火的燃烧系统，所述可燃混合气体防回火的燃烧系统，包括：燃烧器、可燃混合气体发生装置、不可燃混合气体发生装置、可燃混合气体输送管路、不可燃混合气体输送管路和气体输送总管路以及第一手动阀、放散单元、可燃气体快切阀、第二手动阀和不可燃气体快切阀。本实用新型可燃混合气体防回火的燃烧系统及燃烧方法可以适用于燃烧设备正常燃烧时管道内可燃气体及不可燃气体的无缝、安全的切换；保证了燃烧设备前端管道中和可燃气体喷口处始终保持一定的气体流速，并且可燃气体流速始终大于回火速度，保证了燃烧安全。

Description

一种可燃混合气体防回火的燃烧系统

技术领域

本实用新型涉及燃烧加热设备领域，特别是涉及一种可燃混合气体防回火的燃烧系统。

背景技术

工业生产的燃烧加热设备中，使用预先混合的可燃气体(如煤气和空气混合，氢气与氧气混合)燃烧，在启停机或切换时，由于启停或切换时的管道内失压，混合的可燃气体会造成回火对管内的残存气体和供气设备造成爆燃现象。

回火会对管道上的设备，气源设备，及人员造成损害，造成安全事故。

专利号为CN201820907542的专利公开了一种吹气式氢氧焰防回火器，包括不可燃气体气源装置、单向阀、常闭电磁阀和常开电磁阀，其中由一个单向阀和常开电磁阀串接在氢氧混合气发生装置至燃烧器之间的可燃气体供气回路上，由另一个单向阀、常闭电磁阀和不可燃气体气源装置串接成一个不可燃气体压力回路，接入在所述可燃气体供气回路上的单向阀前面，其特征是：所述可燃气体供气回路在其单向阀前面还设有一个透光部位，所述透光部位的外侧安装有一个电子光敏器件，电子光敏器件与控制电路的检测信号输入端连接，控制电路的控制信号输出端与所述常开电磁阀的控制端连接。解决了现有技术存在因某些故障造成无法预知的熄火时，不能起到防回火作用的问题。

专利号为CN201822149378的专利公开了一种氢氧金属切割系统，包括氢氧发生装置、气体稳定恒压装置、燃烧枪嘴、防回火装置、阻火装置、控制中心，所述防回火装置、阻火装置设置于所述燃烧枪嘴上，所述阻火装置包括设置于所述燃烧枪嘴管路上的透光窗口、光敏传感器、第一电磁阀；所述防回火装置包括不可燃气体源、单向阀和第二电磁阀，所述第二电磁阀与所述不可燃气体源管路连接。在使用过程中增加了防回火装置和阻火装置，具有更安全的优点。

上述两个专利的方案均采用光敏信号来控制阀门的切换和开关，两个专利的方案所用的气源为氢氧气，氢氧气燃烧速度可达几百米/秒，光敏信号虽及时反馈到电磁阀上，由于电磁阀开闭动作存在一定的延迟，可能已经回火到产气设备上。

由此可见目前，现存的防回火办法为管道上预设阻火器或水封阻火的办法。这两种防回火的办法对于火焰传播速度较慢的可燃混合气体有一定的阻火效果，但是应对火焰传播速度较快的可燃混合气体时(如氢气和氧气的混合气体)，由于火焰传播速度较快，这两种防回火的办法效果欠佳。而且现有技术解决的是已经发生回火情况后，还是有一定的安全隐患。

因此，亟需一种可燃混合气体防回火的燃烧系统及燃烧方法，能够将问题解决于发生回火前。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种可燃混合气体防回火的燃烧系统，能够实现燃烧设备正常燃烧时管道内可燃气体及不可燃气体的无缝、安全的切换，有效防止回火。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种可燃混合气体防回火的燃烧系统，包括：燃烧器、可燃混合气体发生装置、不可燃混合气体发生装置、可燃混合气体输送管路、不可燃混合气体输送管路和气体输送总管路；

所述气体输送总管路的一端和所述燃烧器的进气口连通，所述气体输送总管路的另一端通过可燃混合气体输送管路与所述可燃混合气体发生装置连通，所述气体输送总管路的另一端还通过不可燃混合气体输送管路与所述不可燃混合气体发生装置连通；

在所述可燃混合气体输送管路上，从所述可燃混合气体发生装置至所述燃烧器的方向上依次安装有第一手动阀、放散单元和可燃气体快切阀；

在所述不可燃混合气体输送管路上，从所述不可燃混合气体发生装置至所述燃烧器的方向上依次安装有第二手动阀和不可燃气体快切阀。

在本实用新型一个较佳实施例中，在所述可燃混合气体输送管路上还安装有可燃气体压力保护连锁装置，所述可燃气体压力保护连锁装置安装在所述可燃混合气体发生装置和第一手动阀之间；

在所述不可燃混合气体输送管路上还安装有不可燃气体压力保护连锁装置，所述不可燃气体压力保护连锁装置安装在所述不可燃混合气体发生装置和第二手动阀之间；

在所述气体输送总管路上，安装有最低回火压力连锁装置。

在本实用新型一个较佳实施例中，在所述可燃混合气体输送管路上还安装有第一止回阀，所述第一止回阀安装在所述燃烧器和可燃气体快切阀之间；

在所述不可燃混合气体输送管路上还安装有第二止回阀，所述第二止回阀安装在所述燃烧器和不可燃气体快切阀之间。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述放散单元包括和所述可燃混合气体输送管路连通的放散管路，依次安装在所述放散管路上的第三手动阀和放散快切阀。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述不可燃气体快切阀、所述可燃气体快切阀和所述放散快切阀采用连锁控制；

当打开所述不可燃气体快切阀时，此时所述可燃气体快切阀为连锁关闭状态，所述放散快切阀为连锁打开状态；当打开所述可燃气体快切阀时，所述放散快切阀为连锁关闭状态，所述不可燃气体快切阀连锁关闭。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述不可燃气体快切阀、可燃气体快切阀和放散快切阀是电动快切阀或者气动快切阀。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述可燃混合气体发生装置能够持续产生一定压力的可燃混合气体，所述不可燃混合气体发生装置能够持续产生一定压力的不可燃混合气体。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的另一个技术方案是：提供一种可燃混合气体防回火的燃烧方法，使用上述的燃烧系统，所述燃烧系统包括以下控制程序：

启动程序：打开所述可燃混合气体发生装置和所述不可燃混合气体发生装置，打开安装在所述可燃混合气体输送管路上的第一手动阀和所述不可燃混合气体输送管路上的第二手动阀，打开不可燃气体快切阀，关闭可燃气体快切阀，打开所述放散单元；可燃气体快切阀至燃烧器的燃烧喷口之间的管道内充盈不可燃气体；在一定压力下，不可燃气体通过燃烧器的燃烧喷口喷出，产生大于可燃气体的回火速度；同时，可燃混合气体在可燃混合气体发生装置的持续送气状态下经放散单元排至安全区域；

切换程序：可燃混合气体保持一定输送压力，当需要切换可燃混合气体燃烧时，打开可燃气体快切阀，关闭所述放散单元，关闭不可燃气体快切阀；此时可燃混合气体在压力作用推动下，将可燃气体快切阀至燃烧喷口之间的管道内残存的不可燃气体，从燃烧器的燃烧喷口处全部排出，管道内后续可燃气体进入燃烧器的燃烧喷口，进行正常燃烧工作；整个燃烧喷口处的气体喷出速度始终保持大于可燃混合气体的回火速度；

关闭程序:不可燃混合气体设备保持一定压力，打开不可燃气体快切阀，关闭可燃气体快切阀，放散单元打开，此时不可燃混合气体因压力作用，推动燃烧器的燃烧喷口与可燃气体快切阀之间剩余的可燃气体，从燃烧器的燃烧喷口处排出，且整个燃烧喷口处的气体喷出速度始终保持大于可燃混合气体的回火速度；可燃气体经放散快切阀排至安全区域。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述放散单元包括和所述可燃混合气体输送管路连通的放散管路，依次安装在所述放散管路上的第三手动阀和放散快切阀；

所述不可燃气体快切阀、所述可燃气体快切阀和所述放散快切阀采用连锁控制；

当打开所述不可燃气体快切阀时，此时所述可燃气体快切阀为连锁关闭状态，所述放散快切阀为连锁打开状态；

当打开所述可燃气体快切阀时，所述放散快切阀为连锁关闭状态，所述不可燃气体快切阀连锁关闭。

在本实用新型一个较佳实施例中，在所述可燃混合气体输送管路上还安装有可燃气体压力保护连锁装置，所述可燃气体压力保护连锁装置安装在所述可燃混合气体发生装置和第一手动阀之间；

在所述不可燃混合气体输送管路上还安装有不可燃气体压力保护连锁装置，所述不可燃气体压力保护连锁装置安装在所述不可燃混合气体发生装置和第二手动阀之间；

在所述气体输送总管路上，安装有最低回火压力连锁装置；

当启动时，不可燃气体压力保护压力连锁装置检测到压力低于设定值时，系统默认是不安全的，不可正常开启燃烧；

当启动时，可燃气体压力保护连锁装置检测到压力低于设定值时，系统也是默认为不安全的，不可正常开启燃烧；

当开启后正常燃烧时，所述最低回火压力连锁装置和可燃气体压力保护连锁装置其中一个检测到压力低于设定值时，默认有回火风险，则执行关闭程序。

本实用新型的有益效果是：本实用新型可燃混合气体防回火的燃烧系统具有以下优点：

(1)实现了燃烧设备正常燃烧时管道内可燃混合气体及不可燃混合气体的无缝、安全的切换。具体为，在启动时，可燃气体快切阀至燃烧器及燃烧喷口之间的管道内充盈不可燃气体。在一定压力下，不可燃气体通过燃烧器的燃烧喷口喷出，产生大于可燃气体的回火速度。同时，可燃混合气体在可燃混合气体发生装置的持续送气状态下经放散单元排至安全区域。在切换时，可燃气体在压力作用推动下，将可燃气体管道内，即可燃气体快切阀至燃烧喷口之间的管道内残存的不可燃气体，从燃烧器的燃烧喷口处全部排出，管道内后续可燃气体进入燃烧器的燃烧喷口，进行正常燃烧工作。关闭时，不可燃混合气体因压力作用，推动燃烧器的燃烧喷口与可燃气体快切阀之间剩余的可燃气体，从燃烧器的燃烧喷口处排出，且整个燃烧喷口处的气体喷出速度始终保持大于可燃混合气体的回火速度。管道内后续的不可燃气体对整个管道进行一个置换清洗。可燃气体经放散单元排至安全区域。

(2)保证了燃烧设备前端管道中和可燃气体喷口处始终保持一定的气体流速，并且可燃气体流速始终大于回火速度，保证了燃烧安全。

(3)管路上设置可燃混合气体和不可燃混合气体的压力连锁保护，保证燃烧安全。

附图说明

图1是本实用新型可燃混合气体防回火的燃烧系统一较佳实施例的结构示意图；

附图中各部件的标记如下：1-燃烧器、11-进气口、12-燃烧喷口、2-可燃混合气体发生装置、3-不可燃混合气体发生装置、4-可燃混合气体输送管路、41-可燃气体压力保护连锁装置、42-第一手动阀、43-放散单元、431-放散管路、432-第三手动阀、433-放散快切阀、44-可燃气体快切阀、45-第一止回阀、5-不可燃混合气体输送管路、51-不可燃气体压力保护连锁装置、52-第二人手动阀、54-不可燃气体快切阀、55-第二止回阀、6-气体输送总管路、

61-最低回火压力连锁装置。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1，本实用新型实施例包括：

一种可燃混合气体防回火的燃烧系统，包括：燃烧器1、可燃混合气体发生装置2、不可燃混合气体发生装置3、可燃混合气体输送管路4、不可燃混合气体输送管路5和气体输送总管路6。

所述燃烧器1包括进气口11和燃烧喷口12。所述可燃混合气体发生装置2可以持续产生一定压力的可燃混合气体，所述不可燃混合气体发生装置3可以持续产生一定压力的不可燃混合气体。

所述气体输送总管路6的一端和所述燃烧器1的进气口11连通，所述气体输送总管路6的另一端通过可燃混合气体输送管路4与所述可燃混合气体发生装置2连通，所述气体输送总管路6的另一端还通过不可燃混合气体输送管路5与所述不可燃混合气体发生装置3连通。即所述可燃混合气体输送管路4可以输送所述可燃混合气体发生装置2产生的可燃混合气体至所述气体输送总管路6，最后至所述燃烧器1。所述不可燃混合气体输送管路5可以输送所述不可燃混合气体发生装置3产生的不可燃混合气体至所述气体输送总管路6，最后至所述燃烧器1。

在所述可燃混合气体输送管路4上，从所述可燃混合气体发生装置2至所述燃烧器1的方向上依次安装有可燃气体压力保护连锁装置41、第一手动阀42、放散单元43、可燃气体快切阀44、第一止回阀45。所述第一止回阀45用于防止混合气体往所述可燃混合气体发生装置2方向回流。所述可燃气体压力保护连锁装置41用于保证所述可燃混合气体发生装置2发生的可燃混合气体的压力大于一定的压力。具体为当燃烧系统启动时，可燃气体压力保护压力连锁装置检测到所述可燃混合气体输送管路4中气体压力低于设定值时，系统默认是不安全的，则不可正常开启燃烧。所述放散单元43包括和所述可燃混合气体输送管路4连通的放散管路431，依次安装在所述放散管路431上的第三手动阀432和放散快切阀433。

在所述不可燃混合气体输送管路5上，从所述不可燃混合气体发生装置3至所述燃烧器1的方向上依次安装有不可燃气体压力保护连锁装置4151、第二手动阀52、不可燃气体快切阀54、第二止回阀55。所述第二止回阀55用于防止混合气体往所述不可燃混合气体发生装置3方向回流。所述不可燃气体压力保护连锁装置51用于保证所述不可燃混合气体发生装置3发生的不可燃混合气体的压力大于一定的压力。具体为当燃烧系统启动时，不可燃气体压力保护压力连锁装置51检测到所述不可燃混合气体输送管路5中的气体压力低于设定值时，系统默认是不安全的，则不可正常开启燃烧。

优选地，为防止操作错误，所述不可燃气体快切阀54、可燃气体快切阀44和放散快切阀433采用连锁控制。当打开不可燃气体快切阀54时，此时可燃气体快切阀44为连锁关闭状态，放散快切阀433为连锁打开状态。当打开可燃气体快切阀44时，放散快切阀为连锁关闭状态，不可燃气体快切阀54连锁关闭。所述不可燃气体快切阀54、可燃气体快切阀44和放散快切阀433可以是电动快切阀或者气动快切阀。

在所述气体输送总管路6上，安装有最低回火压力连锁装置61。所述最低回火压力连锁装置61和所述可燃气体压力保护连锁装置41采用联合监测防止回火的作用。当开启后正常燃烧时，所述最低回火压力连锁装置61和可燃气体压力保护连锁装置41其中一个检测到压力低于设定值时，默认有回火风险，则执行关闭程序。

本实用新型可燃混合气体防回火的燃烧系统的工作过程即燃烧方法如下：

一、启动程序：打开可燃混合气体发生装置2、不可燃混合气体发生装置3，分别产生一定压力的可燃混合气体和不可燃混合气体，由可燃气体压力保护连锁装置41和不可燃气体压力保护连锁装置41分别保证可燃混合气体和不可燃混合气体的稳定压力。打开所有手动阀，包括安装在所述可燃混合气体输送管路4上的第一手动阀42、所述不可燃混合气体输送管路5上的第二手动阀52、安装在所述放散管路上的第三手动阀432。打开不可燃气体快切阀54，此时可燃气体快切阀44为连锁关闭状态，放散快切阀433为连锁打开状态。可燃气体快切阀44至燃烧器1及燃烧喷口12之间的管道内充盈不可燃气体。在一定压力下，不可燃气体通过燃烧器1的燃烧喷口12喷出，产生大于可燃气体的回火速度。同时，可燃混合气体在可燃混合气体发生装置2的持续送气状态下经放散快切阀433排至安全区域。

二、切换程序：可燃气体保持一定输送压力，当需要切换可燃混合气体燃烧时，打开可燃气体快切阀44，放散快切阀为连锁关闭状态，不可燃气体快切阀54连锁关闭。此时可燃气体在压力作用推动下，将可燃气体管道内，即可燃气体快切阀44至燃烧喷口12之间的管道内残存的不可燃气体，从燃烧器1的燃烧喷口12处全部排出，管道内后续可燃气体进入燃烧器1的燃烧喷口12，进行正常燃烧工作。整个燃烧喷口12处的气体喷出速度始终保持大于可燃混合气体的回火速度。同时，由可燃气体压力保护连锁装置41进行压力保护，当可燃混合气体发生装置2的输出压力低于设定值时，则启动关闭程序。具体关闭程序见以下三关闭流程。

三、关闭程序(人工关闭或因可燃气体压力保护连锁装置41关闭):不可燃气体设备保持一定压力，由不可燃气体压力保护连锁装置41。打开不可燃气体快切阀54，可燃气体快切阀44连锁关闭，放散快切阀连锁打开。此时不可燃混合气体因压力作用，推动燃烧器1的燃烧喷口12与可燃气体快切阀44之间剩余的可燃气体，从燃烧器1的燃烧喷口12处排出，且整个燃烧喷口12处的气体喷出速度始终保持大于可燃混合气体的回火速度。管道内后续的不可燃气体对整个管道进行一个置换清洗。可燃气体经放散快切阀排至安全区域。

本实用新型可燃混合气体防回火的燃烧系统具有以下优点：

(1)实现了燃烧设备正常燃烧时管道内可燃混合气体及不可燃混合气体的无缝、安全的切换。

(2)所述可燃混合气体发生装置2和所述不可燃混合气体发生装置3始终提供一定压力的可燃混合气体或不可燃混合气体，保证了燃烧设备前端管道中和可燃气体喷口处始终保持一定的气体流速，并且可燃气体流速始终大于回火速度，保证了燃烧安全。

(3)管路上设置可燃混合气体和不可燃混合气体的压力连锁保护，保证燃烧安全。在所述可燃混合气体输送管路4上安装可燃气体压力保护连锁装置41；在所述不可燃混合气体输送管路5上安装不可燃气体压力保护连锁装置51；在所述气体输送总管路6上安装最低回火压力连锁装置61。当启动时，不可燃气体压力保护压力连锁装置51检测到压力低于设定值时，系统默认是不安全的，不可正常开启燃烧；当启动时，可燃气体压力保护连锁装置41检测到压力低于设定值时，系统也是默认为不安全的，不可正常开启燃烧；当开启后正常燃烧时，所述最低回火压力连锁装置61和可燃气体压力保护连锁装置41其中一个检测到压力低于压力设定值时，默认有回火风险，则执行关闭程序。所述压力设定值应略大于回火压力值，比如气体压力低于1Mpa时会回火，则压力设定值应设为大于回火压力值的1.2Mpa。如果压力低于1.2Mpa但仍高于1Mpa时，默认有回火风险。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种可燃混合气体防回火的燃烧系统，其特征在于，包括：燃烧器(1)、可燃混合气体发生装置(2)、不可燃混合气体发生装置(3)、可燃混合气体输送管路(4)、不可燃混合气体输送管路(5)和气体输送总管路(6)；

所述气体输送总管路(6)的一端和所述燃烧器(1)的进气口(11)连通，所述气体输送总管路(6)的另一端通过可燃混合气体输送管路(4)与所述可燃混合气体发生装置(2)连通，所述气体输送总管路(6)的另一端还通过不可燃混合气体输送管路(5)与所述不可燃混合气体发生装置(3)连通；

在所述可燃混合气体输送管路(4)上，从所述可燃混合气体发生装置(2)至所述燃烧器(1)的方向上依次安装有第一手动阀(42)、放散单元(43)和可燃气体快切阀(44)；

在所述不可燃混合气体输送管路(5)上，从所述不可燃混合气体发生装置(3)至所述燃烧器(1)的方向上依次安装有第二手动阀(52)和不可燃气体快切阀(54)。

2.根据权利要求1所述的可燃混合气体防回火的燃烧系统，其特征在于，在所述可燃混合气体输送管路(4)上还安装有可燃气体压力保护连锁装置(41)，所述可燃气体压力保护连锁装置(41)安装在所述可燃混合气体发生装置(2)和第一手动阀(42)之间；

在所述不可燃混合气体输送管路(5)上还安装有不可燃气体压力保护连锁装置(51)，所述不可燃气体压力保护连锁装置(51)安装在所述不可燃混合气体发生装置(3)和第二手动阀(52)之间；

在所述气体输送总管路(6)上，安装有最低回火压力连锁装置(61)。

3.根据权利要求1所述的可燃混合气体防回火的燃烧系统，其特征在于，在所述可燃混合气体输送管路(4)上还安装有第一止回阀(45)，所述第一止回阀(45)安装在所述燃烧器(1)和可燃气体快切阀(44)之间；

在所述不可燃混合气体输送管路(5)上还安装有第二止回阀(55)，所述第二止回阀(55)安装在所述燃烧器(1)和不可燃气体快切阀(54)之间。

4.根据权利要求1所述的可燃混合气体防回火的燃烧系统，其特征在于，所述放散单元(43)包括和所述可燃混合气体输送管路(4)连通的放散管路(431)，依次安装在所述放散管路(431)上的第三手动阀(432)和放散快切阀(433)。

5.根据权利要求4所述的可燃混合气体防回火的燃烧系统，其特征在于，所述不可燃气体快切阀(54)、可燃气体快切阀(44)和放散快切阀(433)采用连锁控制；

当打开所述不可燃气体快切阀(54)时，此时所述可燃气体快切阀(44)为连锁关闭状态，所述放散快切阀(433)为连锁打开状态；当打开所述可燃气体快切阀(44)时，所述放散快切阀(433)为连锁关闭状态，所述不可燃气体快切阀(54)连锁关闭。

6.根据权利要求4所述的可燃混合气体防回火的燃烧系统，其特征在于，所述不可燃气体快切阀(54)、所述可燃气体快切阀(44)和所述放散快切阀(433)为电动快切阀或者气动快切阀。

7.根据权利要求1所述的可燃混合气体防回火的燃烧系统，其特征在于，所述可燃混合气体发生装置(2)能够持续产生一定压力的可燃混合气体，所述不可燃混合气体发生装置(3)能够持续产生一定压力的不可燃混合气体。