專利名稱：一種火炬自動點火系統及方法
技術領域：
本發明涉及火炬領域，具體而言，涉及一種火炬自動點火系統及方法。
背景技術：
火炬在石油化工裝置中非常重要，用來將開停車過程中或事故工況下的工藝物料燃燒后排放，以及在正常生產過程中，將一些難以處理或者處理經濟代價過高的工藝廢料進行燃燒處理，降低化工物料對環境的污染。為了保證火炬排放氣體及時點燃，火炬系統都要設置長明燈，工藝裝置開車前，首先點燃長明燈，當火炬系統有可燃氣體排放時，長明燈的火焰自動點燃火炬，實現將所有排放的可燃氣體全部燃燒，避免可燃氣體直接排放大氣， 保證工廠運行的安全，并滿足環保要求。現有技術采用火炬的長明燈一直處于點燃狀態的模式，這樣一來需要連續消耗燃料氣，長年累月，其費用較大，一年將有幾十萬至上百萬的燃氣消耗費用，既降低工廠經濟效益的同時，又帶來了環境污染。尤其是對于正常生產時沒有可燃氣體排放，只有事故狀態下才可能有可燃氣體排放的工廠，像液化天然氣接收站，如何在避免火炬長明燈一直燃燒消耗燃料氣的同時又保證火炬在需要時可及時、自動、可靠地點燃是目前本行業需要急迫解決的技術難題。

發明內容
本發明提供一種火炬自動點火系統及方法，用以降低工廠的運行能耗，保證火炬系統穩定可靠運行。為達到上述目的，本發明提供了一種火炬自動點火系統，其包括火炬管網、壓力傳感器、壓力控制器、火炬分液罐、點火裝置、長明燈、火炬、壓力控制閥、燃料氣管線、儀表空氣管線、第一氣動閥、第二氣動閥、供電電纜和火焰傳遞管，其中火炬分液罐連接在火炬管網與火炬之間，壓力傳感器和壓力控制閥分別設置在火炬管網上，常態下壓力控制閥處于關閉狀態，壓力傳感器與壓力控制器相連接，將檢測到的火炬管網內的壓力傳送至壓力控制器，當壓力傳感器檢測到的壓力超過第二設定值時，壓力控制器輸出信號使壓力控制閥打開并控制其開度，此時火炬管網內超壓的可燃氣體通過壓力控制閥、火炬分液罐排放至火炬燃燒；燃料氣管線分別與點火裝置和長明燈相連接，儀表空氣管線和供電電纜分別與點火裝置相連接，火焰傳遞管連接在點火裝置與長明燈之間，長明燈設置在火炬的火炬頭上；第一氣動閥設置在燃料氣管線上，第二氣動閥設置在儀表空氣管線上，第一氣動閥與第二氣動閥分別與壓力控制器相連接，常態下第一氣動閥與第二氣動閥處于關閉狀態，當壓力傳感器檢測到的壓力超過第一設定值時，壓力控制器輸出信號使第一氣動閥和第二氣動閥開啟，燃料氣管線內的燃料氣分別進入點火裝置和長明燈，儀表空氣管線內的儀表空氣進入點火裝置，同時壓力傳感器輸出報警信號，通知操作人員操作設置在點火裝置上或控制室的點火按鈕點燃火焰，并通過火焰傳遞管將火焰傳送至長明燈，將送至長明燈的燃料氣點燃；其中，第二設定值大于第一設定值，燃燒的長明燈將傳輸至火炬的可燃氣體點燃。較佳的，壓力傳感器的數目為2個，分別與壓力控制器相連接，其中任一壓力傳感器檢測到的壓力超過第一設定值時，壓力控制器即輸出信號使第一氣動閥和第二氣動閥開啟，并同時輸出報警信號至控制室。較佳的，火炬包括火炬上升筒、火炬頭和支撐塔架，火炬頭連接在火炬上升筒之上，火炬上升筒和火炬頭由支撐塔架支撐和固定。較佳的，長明燈的數目為3個以上，均布在火炬頭上。較佳的，長明燈上安裝有火焰溫度探測器，實時顯示探測到的溫度并將其傳送至控制室，以及當探測到的溫度超過溫度設定值時發出警報。較佳的，燃料氣管線和儀表空氣管線分別設置有壓力顯示儀表，實時顯示檢測到的壓力并將其傳送至控制室，以及當檢測到的壓力低于壓力設定值時發出警報。較佳的，第一氣動閥和第二氣動閥處均設置有具有手動開關閥的旁路。較佳的，點火裝置前的燃料氣管網和儀表空氣管網上分別設置有止逆閥。較佳的，長明燈前的燃料氣管線上設置有自力式壓力控制閥。為達到上述目的，本發明還提供了一種火炬自動點火方法，該方法包括以下步驟通過壓力傳感器檢測火炬管網內的壓力并傳送至壓力控制器，當壓力傳感器檢測到的壓力超過第一設定值時，壓力控制器輸出信號使分別設置在燃料氣管網和儀表空氣管網上的第一氣動閥和第二氣動閥開啟，并同時輸出報警信號至控制室；燃料氣管線內的燃料氣分別進入與其相連接的點火裝置和長明燈，儀表空氣管線內的儀表空氣進入與其相連接的點火裝置，操作人員接收到報警信號后，通過設置在火裝置上或者控制室內的點火按鈕點燃火焰，并通過火焰傳遞管將火焰傳送至長明燈，將送至長明燈的燃料氣點燃；當壓力傳感器檢測到的壓力超過第二設定值時，壓力控制器輸出信號使設置在火炬管網上的壓力控制閥打開并控制其開度，超壓的可燃氣由火炬管網進入與其相連接的火炬分液罐，并進而傳送至火炬；燃燒的長明燈將傳送至火炬的可燃氣點燃；其中，常態下壓力控制閥、第一氣動閥與第二氣動閥及其旁路上的手動開關閥分別處于關閉狀態，第一設定值小于第二設定值。在上述實施例中，常態下壓力控制閥處于關閉狀態，沒有可燃氣體排放至火炬；燃料氣管線和儀表空氣管線上的氣動閥也處于關閉狀態，長明燈和火炬都處于熄滅狀態，沒有燃料氣消耗，避免了長明燈長期點燃的燃料氣消耗，降低了工廠的運行能耗，并同時滿足工廠的安全和環保要求，實現火炬系統的自動點火，保證火炬系統穩定可靠運行。另外，設置在第一氣動閥和第二氣動閥處旁路上的手動開關閥可以在點火裝置的測試、第一氣動閥和第二氣動閥的故障檢修以及工廠開車期間需要手動點燃長明燈時使用，滿足了工廠運行各種工況對火炬系統的需求。


為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本發明一實施例的火炬自動點火系統示意圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有付出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。圖I為本發明一實施例的火炬自動點火系統示意圖。如圖I所示，火炬自動點火系統包括火炬管網101、壓力傳感器PT-l、PT-2、PT-3和PT-4、壓力控制器PIC-1、火炬分液罐106、點火裝置105、長明燈110、火炬109、壓力控制閥PCV-1、燃料氣管線102和108、儀表空氣管線103、第一氣動閥XV-1、第二氣動閥XV-2、手動開關閥MV-I MV-6、止逆閥MV-7 和MV-8、供電電纜104和火焰傳遞管107，其中火炬分液罐106連接在火炬管網101與火炬109之間，壓力傳感器PT-1、PT_2和壓力控制閥PCV-I分別設置在火炬管網101上，常態下壓力控制閥PCV-I處于關閉狀態，壓力傳感器PT-1、PT-2與壓力控制器PIC-I相連接，將檢測到的火炬管網101內的壓力傳送至壓力控制器PIC-I，當壓力傳感器PT-I、PT-2檢測到的壓力超過第二設定值H2時，壓力控制器PIC-I輸出信號使壓力控制閥PCV-I打開并控制其開度(壓力控制器PIC-I根據實時測得的火炬管網101內的壓力計算出壓力控制閥PCV-I的開度)；燃料氣管線102分別與點火裝置105和長明燈110(圖I中通過燃料氣管線的延長管線108與長明燈110相連接，其中延長管線108上可設置有自力式壓力控制閥PRV-1) 相連接，儀表空氣管線103和供電電纜104分別與點火裝置105相連接，火焰傳遞管107連接在點火裝置105與長明燈110之間，長明燈110設置在火炬109的火炬頭111上；第一氣動閥XV-I設置在燃料氣管線102上，第二氣動閥XV-2設置在儀表空氣管線103上，第一氣動閥XV-I與第二氣動閥102分別與壓力控制器PIC-I相連接，常態下第一氣動閥XV-I與第二氣動閥XV-2處于關閉狀態，當壓力傳感器PT-I和PT-2中的任何一個檢測的壓力超過第一設定值Hl時，壓力控制器PIC-I輸出信號使第一氣動閥XV-I和第二氣動閥XV-2開啟，燃料氣管線102內的燃料氣分別進入點火裝置105和長明燈110，儀表空氣管線103內的儀表空氣進入點火裝置105，在燃料氣和儀表空氣的壓力作用下，點火裝置105 (其中點火裝置可設置在點火盤112上)點燃火焰，并通過火焰傳遞管107將火焰傳送至長明燈110，將送至長明燈110的燃料氣點燃；其中，第二設定值H2大于第一設定值Hl (例如，Hl設置為24kPaG，H2設置為 25. 5kPaG)，確保火炬的長明燈在可燃氣體大量排放至火炬之前首先被及時點燃，燃燒的長明燈110進而將傳輸至火炬109的可燃氣體及時點燃。手動開關閥MV-5和MV-6分別設置在第一氣動閥XV-I和第二氣動閥XV_2的旁路上，正常情況下處于關閉狀態，當點火裝置測試、第一氣動閥XV-I和第二氣動閥XV-2故障檢修以及工廠開車期間等需要手動點燃長明燈時使用。在本實施例中，常態下壓力控制閥PCV-I處于關閉狀態，沒有可燃氣體排放至火炬；燃料氣管線和儀表空氣管線上的氣動閥XV-I和XV-2也處于關閉狀態，長明燈和火炬都處于熄滅狀態，沒有燃料氣消耗，避免了長明燈長期點燃的燃料氣消耗，降低了工廠的運行能耗，并同時滿足工廠的安全和環保要求，實現火炬系統的自動點火，保證火炬系統穩定可靠運行。另外，設置在第一氣動閥和第二氣動閥旁路的手動閥可以在點火裝置測試、第一氣動閥和第二氣動閥故障檢修以及工廠開車期間需要手動點燃長明燈時使用，滿足了工廠運行各種工況對火炬系統的需求。上述實施例中的火炬可包括火炬上升筒、火炬頭和支撐塔架，火炬上升筒和火炬頭可優選為圓筒形結構，火炬頭連接在火炬上升筒之上，火炬上升筒由支撐塔架支撐和固定。長明燈的數量與火炬本體(由火炬上升筒和火炬頭相連接構成)的大小和火炬的能力有關，火炬能力越大，長明燈的數量就越多。當長明燈數量為多個時，可均勻布置在火炬頭的圓周方向上，火焰傳遞管的數量與長明燈的數量相同。其中多個長明燈的點燃可以是一次一個，依次點燃，也可以一次全部點燃。例如，為監測長明燈是否處于點燃狀態，長明燈110上可安裝有火焰溫度探測器 TE-1，實時顯示探測到的溫度并將其傳送至控制室，以及當探測到的溫度超過溫度設定值時發出警報。在圖I中，儀表一側的標號A X為排序編號，具體所需的儀表數量可根據現場的實際情況而定。例如，為了監控燃料氣體和儀表空氣的供應狀態，燃料氣管線102和儀表空氣管線103分別設置有壓力顯示儀表PT-3和壓力顯示儀表PT-4，實時顯示檢測到的壓力并將其傳送至控制室，以及當檢測到的壓力超過壓力設定值時發出警報。例如，為便于對壓力傳感器進行維修時切斷氣體的源頭，壓力傳感器PT-1、PT-2、 PT-3和PT-4的根部分別設置有手動閥MV-l、MV-2、MV-3和MV-4。例如，為防止燃料氣和儀表空氣的逆向傳輸，點火裝置105前的燃料氣管網102和儀表空氣管網103上分別設置有止逆閥MV-7和MV-8。此外，點火過程也可以通過設置在控制室和就地點火盤上的按鈕分別實現，以滿足試車階段的需求。同時，在就地點火盤和控制室還設置有點火系統故障報警裝置，以在點火系統發生故障時及時提醒操作人員進行維修。以下為本發明一實施例的火炬自動點火方法流程，該方法包括以下步驟通過壓力傳感器PT-I和PT-2檢測火炬管網101內的壓力并傳送至壓力控制器 PIC-I，當壓力傳感器PT-I和PT-2中的任一個檢測到的壓力超過第一設定值Hl時，壓力控制器PIC-I輸出信號使分別設置在燃料氣管網102和儀表空氣管網103上的第一氣動閥 XV-I和第二氣動閥XV-2開啟，同時發出報警信號；燃料氣管線102內的燃料氣分別進入與其相連接的點火裝置105和長明燈110，儀表空氣管線103內的儀表空氣進入與其相連接的點火裝置105，操作工通過設置在就地點火裝置105或者控制室的點火按鈕點燃火焰，并通過火焰傳遞管107將火焰傳送至長明燈 110，將送至長明燈110的燃料氣點燃；當壓力傳感器PT-I和PT-2中的任一個檢測到的壓力超過第二設定值H2時，壓力控制器PIC-I輸出信號使設置在火炬管網101上的壓力控制閥PCV-I打開并控制其開度 (壓力控制器Pic-I根據實時測得的火炬管網101內的壓力計算出壓力控制閥PCV-I的開度)，可燃氣由火炬管網101進入與其相連接的火炬分液罐106，并進而傳送至火炬109，燃燒的長明燈110將傳送至火炬109的可燃氣點燃；其中，常態下壓力控制閥PCV-I、第一氣動閥XV-I與第二氣動閥XV-2分別處于關閉狀態，第一設定值Hl小于第二設定值H2。在本實施例中，常態下壓力控制閥PCV-I處于關閉狀態，沒有可燃氣體排放至火炬；燃料氣管線和儀表空氣管線上的氣動閥XV-I和XV-2及其旁路上的手動開關閥也處于關閉狀態，長明燈和火炬都處于熄滅狀態，沒有燃料氣消耗，避免了長明燈長期點燃的燃料氣消耗，降低了工廠的運行能耗，并同時滿足工廠的安全和環保要求，實現火炬系統的自動點火，保證火炬系統穩定可靠運行。另外，設置在第一氣動閥和第二氣動閥旁路的手動閥可以在點火裝置測試、第一氣動閥和第二氣動閥故障檢修以及工廠開車期間需要手動點燃長明燈時使用，滿足了工廠運行各種工況對火炬系統的需求。本領域普通技術人員可以理解附圖只是一個實施例的示意圖，附圖中的模塊或流程并不一定是實施本發明所必須的。本領域普通技術人員可以理解實施例中的裝置中的模塊可以按照實施例描述分布于實施例的裝置中，也可以進行相應變化位于不同于本實施例的一個或多個裝置中。上述實施例的模塊可以合并為一個模塊，也可以進一步拆分成多個子模塊。最后應說明的是以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解其依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換； 而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明實施例技術方案的精神和范圍。
權利要求
1.一種火炬自動點火系統，其特征在于，包括火炬管網、壓力傳感器、壓力控制器、火炬分液罐、點火裝置、長明燈、火炬、壓力控制閥、燃料氣管線、儀表空氣管線、第一氣動閥、 第二氣動閥、供電電纜和火焰傳遞管，其中所述火炬分液罐連接在所述火炬管網與所述火炬之間，所述壓力傳感器和所述壓力控制閥分別設置在所述火炬管網上，常態下所述壓力控制閥處于關閉狀態，所述壓力傳感器與所述壓力控制器相連接，將檢測到的所述火炬管網內的壓力傳送至所述壓力控制器，當所述壓力傳感器檢測到的壓力超過第二設定值時，所述壓力控制器輸出信號使所述壓力控制閥打開并控制其開度，此時所述火炬管網內超壓的可燃氣體通過所述壓力控制閥、所述火炬分液罐排放至所述火炬燃燒；所述燃料氣管線分別與所述點火裝置和所述長明燈相連接，所述儀表空氣管線和所述供電電纜分別與所述點火裝置相連接，所述火焰傳遞管連接在所述點火裝置與所述長明燈之間，所述長明燈設置在所述火炬的火炬頭上；所述第一氣動閥設置在所述燃料氣管線上，所述第二氣動閥設置在所述儀表空氣管線上，所述第一氣動閥與所述第二氣動閥分別與所述壓力控制器相連接，常態下所述第一氣動閥與所述第二氣動閥處于關閉狀態，當所述壓力傳感器檢測到的壓力超過第一設定值時，所述壓力控制器輸出信號使所述第一氣動閥和所述第二氣動閥開啟，所述燃料氣管線內的燃料氣分別進入所述點火裝置和所述長明燈，所述儀表空氣管線內的儀表空氣進入所述點火裝置，同時所述的壓力傳感器輸出報警信號，通知操作人員操作設置在所述點火裝置上或控制室的點火按鈕點燃火焰，并通過所述火焰傳遞管將火焰傳送至所述長明燈，將送至所述長明燈的燃料氣點燃；其中，所述第二設定值大于所述第一設定值，燃燒的所述長明燈將超壓排放至所述火炬的可燃氣體點燃。
2.根據權利要求I所述的火炬自動點火系統，其特征在于，所述壓力傳感器的數目為 2個，分別與所述壓力控制器相連接，其中任一所述壓力傳感器檢測到的壓力超過所述第一設定值時，所述壓力控制器即控制所述第一氣動閥和所述第二氣動閥開啟，并同時輸出報警信號。
3.根據權利要求I所述的火炬自動點火系統，其特征在于，所述火炬包括火炬上升筒、 火炬頭和支撐塔架，所述火炬頭連接在所述火炬上升筒之上，所述火炬上升筒和火炬頭由所述支撐塔架支撐和固定。
4.根據權利要求3所述的火炬自動點火系統，其特征在于，所述長明燈的數目為3個以上，均布在所述火炬頭上。
5.根據權利要求I所述的火炬自動點火系統，其特征在于，所述長明燈上安裝有火焰溫度探測器，實時顯示探測到的溫度并將其傳送至控制室，以及當探測到的溫度超過溫度設定值時發出警報。
6.根據權利要求I所述的火炬自動點火系統，其特征在于，所述燃料氣管線和所述儀表空氣管線分別設置有壓力顯示儀表，實時顯示檢測到的壓力并將其傳送至控制室，以及當檢測到的壓力低于壓力設定值時發出警報。
7.根據權利要求I所述的火炬自動點火系統，其特征在于，所述點火裝置前的所述燃料氣管網和所述儀表空氣管網上分別設置有止逆閥。CN 102537983 A
8.根據權利要求I所述的火炬自動點火系統，其特征在于，所述第一氣動閥和第二氣動閥處均設置有具有手動開關閥的旁路。
9.根據權利要求I所述的火炬自動點火系統，其特征在于，所述長明燈前的所述燃料氣管線上設置有自力式壓力控制閥。
10.一種火炬自動點火方法，其特征在于，包括以下步驟通過壓力傳感器檢測火炬管網內的壓力并傳送至壓力控制器，當所述壓力傳感器檢測到的壓力超過第一設定值時，所述壓力控制器控制分別設置在燃料氣管網和儀表空氣管網上的第一氣動閥和第二氣動閥開啟，并同時輸出報警信號至控制室；所述燃料氣管線內的燃料氣分別進入與其相連接的點火裝置和長明燈，所述儀表空氣管線內的儀表空氣進入與其相連接的所述點火裝置，操作人員接收到報警信號后，通過設置在所述點火裝置上或者控制室內的點火按鈕點燃火焰，并通過火焰傳遞管將火焰傳送至所述長明燈，將送至所述長明燈的燃料氣點燃；當所述壓力傳感器檢測到的壓力超過第二設定值時，所述壓力控制器輸出信號使設置在所述火炬管網上的壓力控制閥打開并控制其開度，超壓的可燃氣由所述火炬管網進入與其相連接的火炬分液罐，并進而傳送至火炬；燃燒的所述長明燈將傳送至所述火炬的可燃氣點燃；其中，常態下所述壓力控制閥、所述第一氣動閥與所述第二氣動閥及其旁路上的手動開關閥均處于關閉狀態，所述第一設定值小于所述第二設定值。
全文摘要
本發明公開一種火炬自動點火系統及方法，火炬分液罐連接在火炬管網與火炬之間，壓力傳感器和壓力控制閥設置在火炬管網上，壓力傳感器與壓力控制器連接，檢測壓力超過第二設定值時使壓力控制閥打開；燃料氣管線與點火裝置和長明燈連接，儀表空氣管線和供電電纜與點火裝置連接，火焰傳遞管連接在點火裝置與長明燈之間，長明燈設置在火炬的火炬頭上；第一氣動閥設置在燃料氣管線上，第二氣動閥設置在儀表空氣管線上，分別與壓力控制器連接，檢測壓力超過第一設定值時控制第一、第二氣動閥開啟，同時輸出報警信號，操作人員通過點火裝置點燃火焰，進而將火焰傳送至長明燈使其點燃；第二設定值大于第一設定值，燃燒的長明燈將火炬內的可燃氣體點燃。
文檔編號F23Q13/00GK102537983SQ20121000644
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月10日 優先權日2012年1月10日
發明者安小霞, 白改玲, 賈明 申請人:中國寰球工程公司