一种可升降式放空火炬系统的制作方法

本发明涉及天热气应急放空燃烧设备技术领域，具体涉及一种可升降式放空火炬系统。

背景技术

放空火炬是用来处理石油化工厂、炼油厂、化工厂及其它工厂或装置无法回收和再加工的可燃气体及蒸汽的特殊燃烧设施,是保证工厂安全生产、减少环境污染的重要设备。放空火炬是每个天然气场站必备的设施。场站内的一些压力容器、阀门或者计量调压设备需要拆卸维修的时候第一步肯定要做好局部管段的放空，也就是将需要维护的设备的上下游阀门关闭，放空天然气，正规的做法是继续注入氮气，将残余的天然气排空，这些天然气氮气都是从放空火炬出去的。原则上天然气放空的时候要点火烧掉，变成水和二氧化碳，因为甲烷虽然无毒，但是对大气的温室效应是比二氧化碳高很多倍的。

放空火炬一般设置在空旷的田野之处，高度一般在20米以上，虽然有登高爬梯，但是登高作业难度较大，主要原因是放空火炬管径较小，且头部爬梯布置上不利于登高作业者。放空火炬长期置于野外，腐蚀现象严重，给登高作业者造成作业障碍。现场一般采用搭架维修，工作量大，费时费工，安全状况差，给作业人员的人生安全构成威胁。

另外，现有技术中的放空火炬点火方式单一，通常只能手动点火，不具备自动点火功能，无法自动判断点火是否正常，也不具备熄火自动重点功能，运行起来不方便。且点火装置长期位于高空、高温、高腐蚀环境中，如遇点火装置损坏，必须由运维人员进入高危环境进行检修更换，此过程存在极大安全隐患。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种可升降式放空火炬系统，对现有技术中的放空火炬进行改进，利用升降机构实现高空点火，升降设备材料采用耐高温不锈钢，升降过程通过多路无源非接触式传感器联动实现全封闭无人操作，无需人工爬梯作业，安全性更高，并且点火枪可以在地面上进行及时的维修和更换点火头，维护方便，防患于未然，确保现场火炬的正常使用。另外，升降装置也可切换为人工强制操作，实现手动、半自动、全自动升降，且具备自动点火功能，能够自动判断点火是否正常，还具备熄火自动重点功能，结合远程终端app功能，可以实现全网范围的实时监控及数据查询、分析。大大降低运维人员劳动强度，保障人员安全，保证装置运行起来安全、方便、可靠。

本发明提供一种可升降式放空火炬系统，包括基座、放空火炬筒体、火炬升降点火模块、放空管道、防堵塞型燃烧器和现场控制柜，现场控制柜内设置有plc控制器，所述的基座固定设置在地面上，所述的放空火炬筒体固定安装在基座上，所述的火炬升降点火模块设置在放空火炬筒体内部，火炬升降点火模块上设置有高能点火器，火炬升降点火模块还与升降机构连接，升降机构用于带动火炬升降点火模块在放空火炬筒体内部上下升降；所述的放空管道的出口端设置有喷嘴，所述的喷嘴设置在放空火炬筒体内部并位于防堵塞型燃烧器的下方，所述的防堵塞型燃烧器上设置有紫外线火焰检测器；所述的放空管道内还安装有压力传感器或流量开关，压力传感器或流量开关分别与plc控制器连接，当压力传感器检测到放空管道内的放空气的压力超过设定值或流量开关闭合时，plc自动启动自动点火功能，先判断火炬升降点火模块是否处于工作位，如处于工作位，再判断火炬是否已点燃，如检测为无火，则启动高能点火器，点燃防堵塞型燃烧器，紫外线火焰检测器检测到防堵塞型燃烧器的火焰，plc控制器发出着火信号，停止放电；放空火炬进入正常运行状态，实现自动点火模式。

plc控制器启动点火后，以60s间隔循环检测火焰数次，如果期间检测到火焰，判定着火，运行正常，如果数次点火后仍然未检测到火焰，plc控制器发出点火失败信号和系统故障信号。

所述的可升降式放空火炬系统还包括远方数据终端，该远方数据终端用于解析plc控制器发出的点火失败信号和系统故障信号，帮助值班人员查找故障原因并进行维护检修。

所述的远方数据终端包括人机界面或操作面板，在人机界面或操作面板上启动远程强制点火以后，远方数据终端给plc控制器发出一个维持5秒至20秒的短脉冲，令无源干触点闭合，plc控制器通过逻辑继电器和延时继电器自动将ac220v电源接入高能点火器，强制对防堵塞型燃烧器进行点火，实现远程强制点火模式。

远程强制点火操作的维持时间通过调节控制柜内的延时继电器进行设定，初始设定时间为20秒。

现场控制柜上设置有就地点火按钮，操作人员在现场控制柜处按下就地点火按钮，plc控制器启动高能点火器，实现就地手动点火模式。

在自动点火模式或就地手动点火模式下，只要流量开关或压力传感器检测到有放空气、而此时紫外线火焰检测器检测到熄火，则判断火炬升降点火模块是否处于工作位，如处于工作位，plc控制器立即开始自动点火，如不处于工作位，plc控制器自动将火炬升降点火模块升至工作位后开始点火，如果重复5次点火循环仍未检测到火焰，plc控制器立即发出火焰熄灭报警信号和系统故障信号。

所述的现场控制柜上设置有下降开关和上升开关，在所述的可升降式放空火炬系统故障维修或例行检修维护时，操作人员到火炬现场，关闭系统燃料气后，旋转下降开关，使火炬升降点火模块从定位装置退出、定位机构下降，脉冲接触装置自动分离，火炬升降点火模块下降至地面后，就能够进行高能点火器的检查维修清理或更换；检查维修清理或更换作业完毕后，反向启动升降装置，火炬升降点火模块沿定位装置上升，升降组件传感器确认信号，使火炬升降点火模块锁定在工作位置；开启系统燃料气，火炬系统就能够投入运行。

所述的高能点火器的输入电压为交流电220v，频率50hz，输出电压大于2500v；点火能量大于20j，火花频率大于17次/秒。

所述的紫外线火焰检测器的工作电源为24v直流，功耗为3w，光谱响应为180nm至280nm，见火响应时间≤1秒，熄火响应时间为1秒至3秒，监测距离≥20m。

与现有技术相比，本发明所述的可升降式放空火炬系统的有益效果包括：利用升降机构实现高空点火，无需人工爬梯作业，安全性更高，并且点火枪可以在地面上进行及时的维修和更换点火头，维护方便，防患于未然，确保现场火炬的正常使用。另外，具备自动点火功能，能够自动判断点火是否正常，还具备熄火自动重点功能，运行起来方便。

附图说明

图1是本发明所述的可升降式放空火炬系统的整体结构示意图。

具体实施方式

在下文中更详细地描述了本发明以有助于对本发明的理解。

如图1所示，本发明所述的可升降式放空火炬系统包括基座1、放空火炬筒体2、火炬升降点火模块3、放空管道5、防堵塞型燃烧器6和现场控制柜，现场控制柜内设置有plc控制器，所述的基座固定设置在地面上，所述的放空火炬筒体固定安装在基座上，所述的火炬升降点火模块设置在放空火炬筒体内部，火炬升降点火模块上设置有高能点火器4，火炬升降点火模块还与升降机构连接，升降机构用于带动火炬升降点火模块在放空火炬筒体内部上下升降；所述的放空管道的出口端设置有喷嘴，所述的喷嘴设置在放空火炬筒体内部并位于防堵塞型燃烧器的下方，所述的防堵塞型燃烧器上设置有紫外线火焰检测器；所述的放空管道内还安装有压力传感器或流量开关，压力传感器或流量开关分别与plc控制器连接，当压力传感器检测到放空管道内的放空气的压力超过设定值或流量开关闭合时，plc自动启动自动点火功能，先判断火炬升降点火模块是否处于工作位，如处于工作位，再判断火炬是否已点燃，如检测为无火，则启动高能点火器，点燃防堵塞型燃烧器，紫外线火焰检测器检测到防堵塞型燃烧器的火焰，plc控制器发出着火信号，停止放电；放空火炬进入正常运行状态，实现自动点火模式。

plc控制器启动点火后，以60s间隔循环检测火焰数次(例如3次)，如果期间检测到火焰，判定着火，运行正常，如果数次(例如3次)点火后仍然未检测到火焰，plc控制器发出点火失败信号和系统故障信号。

所述的可升降式放空火炬系统还包括远方数据终端(remoteterminalunit，rtu)，该远方数据终端用于解析plc控制器发出的点火失败信号和系统故障信号，帮助值班人员查找故障原因并进行维护检修。

所述的远方数据终端包括人机界面或操作面板，在人机界面或操作面板上启动远程强制点火以后，远方数据终端给plc控制器发出一个维持5秒至20秒的短脉冲，令无源干触点闭合，plc控制器通过逻辑继电器和延时继电器自动将ac220v电源接入高能点火器，强制对防堵塞型燃烧器进行点火，实现远程强制点火模式。

远程强制点火操作的维持时间通过调节控制柜内的延时继电器进行设定，初始设定时间为20秒。

远程强制点火主要应对下列情况：1、plc控制器故障；2、有需要的情况下强制点火。

现场控制柜上设置有就地点火按钮，操作人员在现场控制柜处按下就地点火按钮，plc控制器启动高能点火器，实现就地手动点火模式。

在自动点火模式或就地手动点火模式下，只要流量开关或压力传感器检测到有放空气、而此时紫外线火焰检测器检测到熄火，则判断火炬升降点火模块是否处于工作位，如处于工作位，plc控制器立即开始自动点火，如不处于工作位，plc控制器自动将火炬升降点火模块升至工作位后开始点火，如果重复5次点火循环仍未检测到火焰，plc控制器立即发出火焰熄灭报警信号和系统故障信号。

所述的现场控制柜上设置有下降开关和上升开关，在所述的可升降式放空火炬系统故障维修或例行检修维护时，操作人员到火炬现场，关闭系统燃料气后，旋转下降开关，使火炬升降点火模块从定位装置退出、定位机构下降，脉冲接触装置自动分离，火炬升降点火模块下降至地面后，就能够进行高能点火器的检查维修清理或更换；检查维修清理或更换作业完毕后，反向启动升降装置，火炬升降点火模块沿定位装置上升，升降组件传感器确认信号，使火炬升降点火模块锁定在工作位置；开启系统燃料气，火炬系统就能够投入运行。

所述的高能点火器的输入电压为交流电220v，频率50hz，输出电压大于2500v；点火能量大于20j，火花频率大于17次/秒。

所述的紫外线火焰检测器的工作电源为24v直流，功耗为3w，光谱响应为180nm至280nm，见火响应时间≤1秒，熄火响应时间为1秒至3秒，监测距离≥20m。

以上描述了本发明的优选实施方式，然其并非用以限定本发明。本领域技术人员对在此公开的实施方案可进行并不偏离本发明范畴和精神的改进和变化。