放空气点火系统和采气系统的制作方法

本实用新型涉及采气设备技术领域，尤其涉及一种放空气点火系统和采气系统。

背景技术：

在天然气开采的设备领域中，火炬点火系统是用来处理天然气化工厂或天然气处理装置中无法回收的可燃气体及蒸汽的特殊燃烧设施，利用火炬系统处理可燃气体是保证工厂安全生产、减少环境污染的一项重要措施。而火炬系统的安全有效的点火操作是其工作的基础。

目前用于火炬系统点火的方法主要有采用人工手动点火或者半自动点火，该火炬系统一般包括气体输送管线和点火器，气体输送管线与火炬的点火腔连通，点火器设置在点火腔中。当需要使用火炬系统时，气体输送管线将待燃烧的放空气体输送至点火腔中，通过人为手动控制或者手动电子打火等方式进行点火。

然而目前的点火方式存在打火不及时、未燃烧的可燃气体四处飘散污染大气增加周围安全风险，现场操作点火系统，过程繁琐，费时费力，增加操作人员劳动强度，尤其在恶劣天气条件下操作更加困难等操作缺陷，不利安全生产及安全管理。

技术实现要素：

为了解决背景技术中提到的至少一个问题，本实用新型提供一种放空气点火系统和采气系统，能够实现放空气点火系统的自动点火，在恶劣的操作环境下保证点火成功率，并且提高点火过程的安全性，降低工作人员的劳动强度。

为了实现上述目的，一方面，本实用新型提供的放空气点火系统，包括放空火炬、燃气输送装置、点火装置、火焰检测装置和控制装置；

所述放空火炬包括点火腔和与所述点火腔连通的燃烧口；

所述燃气输送装置的出气端与所述点火腔连通，用于将待燃烧气体输送至所述点火腔；

所述点火装置的火花塞和所述火焰检测装置的检测端均设置在所述燃烧口处，且所述点火装置和所述火焰检测装置均与所述控制装置电性连接，所述点火装置用于点燃所述点火腔中的所述待燃烧气体，所述火焰检测装置有用于检测所述点火腔中的火焰状态，所述控制装置用于控制所述点火装置的点火状态并获取所述火焰状态。

在上述的放空气点火系统中，可选的是，所述燃气输送装置的进气端设置有流量检测器，用于检测进入所述燃气输送装置的所述待燃烧气体的流量；

所述流量检测器与所述控制装置电性连接，用于将检测的所述待燃烧气体的流量发送至所述控制装置。

在上述的放空气点火系统中，可选的是，所述燃气输送装置包括并联设置的第一输送管线和第二输送管线；

所述第一输送管线的进气口和所述第二输送管线的进气口均与所述燃气输送装置的进气端连通，所述第一输送管线的出气口和所述第二输送管线的出气口分别与所述点火腔的相对两端连通。

在上述的放空气点火系统中，可选的是，所述第一输送管线上设置有第一电磁阀，所述第一电磁阀用于控制所述第一输送管线的通断；

所述第一输送管线上连通有排水管线，且所述排水管线上设置有用于控制所述排水管线通断的排水阀；

所述排水阀和所述第一电磁阀均与所述控制装置电性连接。

在上述的放空气点火系统中，可选的是，所述第二输送管线包括并联设置的第一支管线和第二支管线；

所述第一支管线上设置有阻燃器，且所述第一支管线的进气口和出气口上分别设置有第二电磁阀和第三电磁阀，所述阻燃器位于所述第二电磁阀和所述第三电磁阀之间；

所述第二支管线上设置有爆破器，且所述第二支管线的进气口和出气口上分别设置有第四电磁阀和第五电磁阀，所述爆破器位于所述第四电磁阀和所述第五电磁阀之间；

所述爆破器与所述控制装置电性连接。

在上述的放空气点火系统中，可选的是，所述点火装置包括相互电性连接的信号发生器、点火线圈、断电保护器和所述火花塞；

所述信号发生器与所述控制装置电性连接，用于根据所述控制装置的控制信号生成点火信号，并将所述点火信号发送至所述点火线圈和所述火花塞完成点火；

所述断电保护器用于在所述点火装置内部电流高于预设电流时切断所述点火装置内部的电性连接状态。

在上述的放空气点火系统中，可选的是，所述火焰检测装置包括相互电性连接的光电转换模块、信号处理模块和电源模块；

所述光电转换模块包括电性连接的光敏元件和电压转换电路；

所述信号处理模块与所述控制装置电性连接，所述信号处理模块包括放大电路、滤波电路和模拟量输出电路，所述电压转换电路与所述放大电路连接，所述放大电路和所述模拟量输出电路通过所述滤波电路连接。

在上述的放空气点火系统中，可选的是，所述控制装置包括无线发送模块和无线接收模块；

所述控制装置通过所述无线发送模块和所述无线接收模块与远程终端电性连接。

在上述的放空气点火系统中，可选的是，所述光敏元件包括红外光敏元件、可见光光敏元件和紫外光光敏元件中的一种或多种。

另一方面，本实用新型还提供一种采气系统，包括多个采气单井、与多个所述采气单井一一对应连接的多条单井支线、集气输气汇管和上述的放空气点火系统；

多条所述单井支线的出气口均与所述集气输气汇管的进气口连通，所述集气输气汇管的出气口与所述放空气点火系统的燃气输送装置的进气端连通。

本实用新型提供的放空气点火系统和采气系统，该放空气点火系统包括放空火炬、燃气输送装置、点火装置、火焰检测装置和控制装置，利用燃气输送装置向放空火炬的点火腔中输送待燃烧气体，利用点火装置对点火腔中的待燃烧气体进行点火，并且利用火焰检测装置实时监控放空火炬的点火腔和燃烧口处的火焰状态，利用控制装置控制燃气输送装置、点火装置和火焰检测装的工作状态，实现放空气点火系统的自动点火，在恶劣的操作环境下保证点火成功率，并且提高点火过程的安全性，降低工作人员的劳动强度。该放空气点火系统包括多个采气单井、多条单井支线、集气输气汇管和上述的放空气点火系统，可以提高气体采集效率，保证采集过程的安全性。

本实用新型的构造以及它的其他实用新型目的及有益效果将会通过结合附图而对优选实施例的描述而更加明显易懂。

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以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例一提供的放空气点火系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一提供的放空气点火系统的结构示意图；

图3是本实用新型实施例一提供的放空气点火系统的燃气输送装置的结构示意图；

图4是本实用新型实施例一提供的放空气点火系统的燃气输送装置的结构示意图；

图5是本实用新型实施例一提供的放空气点火系统的第一输送管线的结构示意图；

图6是本实用新型实施例一提供的放空气点火系统的第二输送管线的结构示意图；

图7是本实用新型实施例一提供的放空气点火系统的点火装置的结构示意图；

图8是本实用新型实施例一提供的放空气点火系统的火焰检测装置的结构示意图；

图9是本实用新型实施例一提供的放空气点火系统的控制装置的结构示意图。

附图标记说明：

100-放空气点火系统；

10-放空火炬；

11-点火腔；

12-燃烧口；

20-燃气输送装置；

21-流量检测器；

22-第一输送管线；

221-第一电磁阀；

222-排水管线；

223-排水阀；

23-第二输送管线；

231-第一支管线；

231a-第二电磁阀；

231b-阻燃器；

231c-第三电磁阀；

232-第二支管线；

232a-第四电磁阀；

232b-爆破器；

232c-第五电磁阀；

30-点火装置；

31-信号发生器；

32-点火线圈；

33-火花塞；

34-断电保护器；

40-火焰检测装置；

41-光电转换模块；

411-光敏元件；

412-电压转换电路；

42-信号处理模块；

421-放大电路；

422-滤波电路；

423-模拟量输出电路；

43-电源模块；

50-控制装置；

51-无线发送模块；

52-无线接收模块；

60-远程终端。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型的优选实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，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例，都属于本实用新型保护的范围。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，属于“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，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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。

实施例一

图1是本实用新型实施例一提供的放空气点火系统的结构示意图。图2是本实用新型实施例一提供的放空气点火系统的结构示意图。图3是本实用新型实施例一提供的放空气点火系统的燃气输送装置的结构示意图。图4是本实用新型实施例一提供的放空气点火系统的燃气输送装置的结构示意图。图5是本实用新型实施例一提供的放空气点火系统的第一输送管线的结构示意图。图6是本实用新型实施例一提供的放空气点火系统的第二输送管线的结构示意图。图7是本实用新型实施例一提供的放空气点火系统的点火装置的结构示意图。图8是本实用新型实施例一提供的放空气点火系统的火焰检测装置的结构示意图。图9是本实用新型实施例一提供的放空气点火系统的控制装置的结构示意图。

参照图1至图9所示，本实用新型实施例一提供的放空气点火系统100，包括放空火炬10、燃气输送装置20、点火装置30、火焰检测装置40和控制装置50；

放空火炬10包括点火腔11和与点火腔11连通的燃烧口12；

燃气输送装置20的出气端与点火腔11连通，用于将待燃烧气体输送至点火腔11；

点火装置30的火花塞33和火焰检测装置40的检测端均设置在燃烧口12处，且点火装置30和火焰检测装置40均与控制装置50电性连接，点火装置30用于点燃点火腔11中的待燃烧气体，火焰检测装置40有用于检测点火腔11中的火焰状态，控制装置50用于控制点火装置30的点火状态并获取火焰状态。

需要说明的是，本实施例提供的放空火炬10可以是目前使用的高架火炬或地面火炬，用于处理天然气化工制备过程中产生的无法再回收可燃气体。该燃气输送装置20可以是燃气输送管线，该燃气即为待燃烧气体，利用燃气输送装置20将待燃烧气体输送至放空火炬10的点火腔11中，待燃烧气体填充一定程度后，与点火腔11中的空气混合形成可燃气体。

利用点火装置30进行点火，其中火焰检测装置40的检测端设置在燃烧口12处，当点火成功时，点火腔11以及燃烧口12处会产生火焰，利用火焰检测装置40对该火焰状态进行监控。该火焰状态可以是存在火焰和不存在火焰，并将火焰状态反馈至控制装置50，控制装置50根据火焰状态信息控制点火装置30工作。

当点火成功，即存在火焰时，控制装置50控制点火装置30停止点火工作。当点火失败，即不存在火焰时，控制装置50控制点火装置30进行第二次点火，并循环进行火焰检测的工作流程。当控制装置50控制点火次数超过预设次数后，停止点火装置30工作，并生成报警信息将其发送至报警装置，以提示工作人员该放空气点火系统100发生故障，便于后续维修。

该预设次数可以是三次、四次或更多次，报警装置可以是报警灯和/或报警铃，本实施例对预设次数和报警装置具体类型并不加以限制，也不局限于上述示例。

进一步地，燃气输送装置20的进气端设置有流量检测器21，用于检测进入燃气输送装置20的待燃烧气体的流量；

流量检测器21与控制装置50电性连接，用于将检测的待燃烧气体的流量发送至控制装置50。

需要说明的是，通过流量检测器21可以有效监控燃气输送装置20中是否有燃气输送至点火腔11，并根据待燃烧气体的流通量确定是否启动点火装置30。在实际使用中，可以待待燃烧气体流通量达到一定预设流通量时再启动点火装置30，以提高点火成功率，该预设流通量可以根据需要设定，本实施例对此并不加以限定。

具体的，燃气输送装置20包括并联设置的第一输送管线22和第二输送管线23；

第一输送管线22的进气口和第二输送管线23的进气口均与燃气输送装置20的进气端连通，第一输送管线22的出气口和第二输送管线23的出气口分别与点火腔11的相对两端连通。

需要说明的是，将第一输送管线22和第二输送管线23的出气口分别连接在点火腔11的相对两段可以保证待燃烧气体均匀填充点火腔11，从而与点火腔11中的空气混合形成可燃烧的气体，这样的设置可以提高点火成功率。

进一步地，第一输送管线22上设置有第一电磁阀221，第一电磁阀221用于控制第一输送管线22的通断；

第一输送管线22上连通有排水管线222，且排水管线222上设置有用于控制排水管线222通断的排水阀223；

排水阀223和第一电磁阀221均与控制装置50电性连接。

需要说明的是，由于待燃烧气体源自单井未处理的湿气，湿气中的水汽凝结形成液体，液体返排至第一输送管线22，造成第一输送管线22发生液堵现象，或者在外界环境温度较低的情况下，液体冻结造成第一输送管线22发生冻堵现象，因此可以在第一输送管线22上设置排水管线222，及时排出液体，防止发生液堵或冻堵的情况。其中可以利用排水阀223控制排水管线222的排水过程。

第一输送管线22上的第一电磁阀221可以有效控制其待燃烧气体的输送过程，第一电磁阀221与控制装置50电性连接，可以实现自动控制待燃烧气体的输送过程。

进一步地，第二输送管线23包括并联设置的第一支管线231和第二支管线232；

第一支管线231上设置有阻燃器231b，且第一支管线231的进气口和出气口上分别设置有第二电磁阀231a和第三电磁阀231c，阻燃器231b位于第二电磁阀231a和第三电磁阀231c之间；

第二支管线232上设置有爆破器232b，且第二支管线232的进气口和出气口上分别设置有第四电磁阀232a和第五电磁阀232c，爆破器232b位于第四电磁阀232a和第五电磁阀232c之间；

爆破器232b与控制装置50电性连接。

需要说明的是，并联设置的第一支管线231和第二支管线232上分别设置有阻燃其和爆破器232b，阻火器可以有效阻挡点火腔11中的火焰蔓延至燃气输送装置20，避免发生爆炸。而爆破器232b可以在上述两根支管线内压力过高时，利用自动爆破达到顺利输送待燃烧气体的目的，避免因阻火器严重堵塞放空火炬10无法放空的情况。爆破器232b与控制装置50电性连接，可以有效监控爆破器232b的爆破状态，当发生爆破后，控制装置50生成爆破信息，提示工作人员对爆破管线段进行维修。

具体的，点火装置30包括相互电性连接的信号发生器31、点火线圈32、断电保护器34和火花塞33；

信号发生器31与控制装置50电性连接，用于根据控制装置50的控制信号生成点火信号，并将点火信号发送至点火线圈32和火花塞33完成点火；

断电保护器34用于在点火装置30内部电流高于预设电流时切断点火装置30内部的电性连接状态。

需要说明的是，本实施例提供的点火装置30的点火过程可以是：控制装置50将点火信号发送至信号发生器31，信号发生器31接收点火信号并根据该点火信号产生电信号，将该电信号传输至点火线圈32，点火线圈32与火花塞33相连，点火线圈32为火花塞33提供电能，供火花塞33产生电火花引燃放空火炬10的燃烧口12处的燃烧气体，完成点火过程。其中该为保证该点火装置30的使用安全性，在点火装置30中还设有断电保护器34，该断电保护的作用是在检测到点火装置30的通电电路中电流较大超过额定电流或预设电流时，切断电流通路实现断电保护。

其中，额定电流和预设电流可以根据需要设定，本实施例对此并不加以限定。并且为信号发生器31进行供电的可以是采气基地所用的220KV的电压，通过变压和整流后供给信号发生器31。

具体的，火焰检测装置40包括相互电性连接的光电转换模块41、信号处理模块42和电源模块43；

光电转换模块41包括电性连接的光敏元件411和电压转换电路412；

信号处理模块42与控制装置50电性连接，信号处理模块42包括放大电路421、滤波电路422和模拟量输出电路423，电压转换电路412与放大电路421连接，放大电路421和模拟量输出电路423通过滤波电路422连接。

作为一种可选的实施方式，控制装置50包括无线发送模块51和无线接收模块52；

控制装置50通过无线发送模块51和无线接收模块52与远程终端60电性连接。

需要说明的是，该远程终端60可以是远程控制室的控制系统、工作人员的个人电脑、手机或平板电脑，这样可以实现对放空气点火系统100的实时监控，提高点火的安全性，并且减少工作人员的工作量，提高点火效率。

作为一种可选的实施方式，光敏元件411包括红外光敏元件、可见光光敏元件和紫外光光敏元件中的一种或多种。

本实用新型实施例一提供的放空气点火系统，包括放空火炬、燃气输送装置、点火装置、火焰检测装置和控制装置，利用燃气输送装置向放空火炬的点火腔中输送待燃烧气体，利用点火装置对点火腔中的待燃烧气体进行点火，并且利用火焰检测装置实时监控放空火炬的点火腔和燃烧口处的火焰状态，利用控制装置控制燃气输送装置、点火装置和火焰检测装的工作状态，实现放空气点火系统的自动点火，在恶劣的操作环境下保证点火成功率，并且提高点火过程的安全性，降低工作人员的劳动强度。

实施例二

在上述实施例一的基础上，本实用新型实施例二还提供一种采气系统，包括多个采气单井、与多个采气单井一一对应连接的多条单井支线，集气输气汇管和实施例一中的放空气点火系统100。

多条单井支线的出气口均与集气输气汇管的进气口连通，集气输气汇管的出气口与放空气点火系统100的燃气输送装置的进气端连通。

需要说明的是，本实施例提供的采气系统可以是任意地区和任意开采状态的气田的采气系统，本实施例对采气系统的气田类型并不加以限定。

将多个采气单井的单井支线通过集气输气汇管与放空气点火系统100连通，可以实现多个采气单井的可燃气体的放空，提高放空效率。

其他技术特征与实施例一相同，并能达到相同的技术效果，在此不再一一赘述。

本实用新型实施例二提供的采气系统，包括放空气点火系统，该放空气点火系统包括放空火炬、燃气输送装置、点火装置、火焰检测装置和控制装置，利用燃气输送装置向放空火炬的点火腔中输送待燃烧气体，利用点火装置对点火腔中的待燃烧气体进行点火，并且利用火焰检测装置实时监控放空火炬的点火腔和燃烧口处的火焰状态，利用控制装置控制燃气输送装置、点火装置和火焰检测装的工作状态，实现放空气点火系统的自动点火，在恶劣的操作环境下保证点火成功率，并且提高点火过程的安全性，降低工作人员的劳动强度。该放空气点火系统包括多个采气单井、多条单井支线、集气输气汇管和上述的放空气点火系统，可以提高气体采集效率，保证采集过程的安全性。

在上述实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或部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施例保护范围的限制。

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含至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型说明书的描述中，需要理解的是，术语“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。