一種組合式預(yù)防石化加熱爐閃爆的安全控制裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種組合式預(yù)防石化加熱爐閃爆的安全控制裝置，其包括可燃?xì)怏w報警器、爐溫檢測器、火焰檢測器、邏輯控制器一與邏輯控制器二，可燃?xì)怏w報警器連接邏輯控制器一，邏輯控制器一分別連接燃料流量控制閥一與空氣流量控制閥一，爐溫檢測器與火焰檢測器均連接邏輯控制器二，邏輯控制器二分別連接燃料流量控制閥二與空氣流量控制閥二，燃料流量控制閥一與燃料流量控制閥二串聯(lián)設(shè)置在加熱爐燃料輸送管道上，空氣流量控制閥一設(shè)置在加熱爐空氣輸送管道上，在加熱爐空氣輸送管道上并聯(lián)一空氣輸送支路，空氣流量控制閥二設(shè)置在空氣輸送支路上。本發(fā)明對人為控制依賴度低，可有效控制加熱爐的閃爆危險性，提升石化加熱爐的安全控制水平。
【專利說明】—種組合式預(yù)防石化加熱爐閃爆的安全控制裝置及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明主要應(yīng)用在石油化工的加熱爐領(lǐng)域，包括燃油加熱爐和燃?xì)饧訜釥t等，具體地說是涉及一種組合式預(yù)防石化加熱爐閃爆的安全控制裝置及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在石油化工生產(chǎn)中，很多物料需要通過燃油器、燃?xì)夂陀蜌鈨捎眉訜釥t來提高溫度，而燃油燃?xì)饧訜釥t在操作過程中涉及到可燃?xì)怏w或者蒸汽與空氣混合?？諝膺M(jìn)料量波動、燃料波動或儀表設(shè)備故障等可能導(dǎo)致加熱爐火焰熄滅，從而引發(fā)加熱爐閃爆事故，造成非計劃停車和設(shè)備人員損失。目前，對加熱爐的安全控制方法主要是現(xiàn)場操作人員根據(jù)爐溫變化判斷是否發(fā)生火焰熄滅，從而進(jìn)行控制。此類方法具有明顯缺點，就是當(dāng)火焰熄滅后若無人員干預(yù)，爐溫下降，控制系統(tǒng)會自動加大燃料量，造成更嚴(yán)重后果。此外，還有些加熱爐有火焰檢測系統(tǒng)，而單一的火焰檢測系統(tǒng)發(fā)生故障時會失去對加熱爐熄火保護(hù)功能。因此，依靠人工或者單一的安全控制措施對加熱爐的安全控制不足，需要研發(fā)更加可靠的安全控制措施。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種組合式預(yù)防石化加熱爐閃爆的安全控制裝置及方法。
[0004]本發(fā)明所采用的技術(shù)解決方案是:
[0005]一種組合式預(yù)防石化加熱爐閃爆的安全控制裝置，包括可燃?xì)怏w報警器、爐溫檢測器、火焰檢測器、邏輯控制器一與邏輯控制器二，可燃?xì)怏w報警器、爐溫檢測器及火焰檢測器均設(shè)置在加熱爐上，可燃?xì)怏w報警器連接邏輯控制器一，邏輯控制器一分別連接燃料流量控制閥一與空氣流量控制閥一，爐溫檢測器與火焰檢測器均連接邏輯控制器二，邏輯控制器二分別連接燃料流量控制閥二與空氣流量控制閥二，燃料流量控制閥一與燃料流量控制閥二串聯(lián)設(shè)置在加熱爐燃料輸送管道上，空氣流量控制閥一設(shè)置在加熱爐空氣輸送管道上，在加熱爐空氣輸送管道上并聯(lián)一空氣輸送支路，空氣流量控制閥二設(shè)置在空氣輸送支路上。
[0006]優(yōu)選的，所述可燃?xì)怏w報警器設(shè)置在加熱爐輻射段頂端，所述爐溫檢測器設(shè)置在加熱爐輻射段中部，所述火焰檢測器設(shè)置在加熱爐輻射段底部。
[0007]優(yōu)選的，所述的可燃?xì)怏w報警器為泵吸式可燃?xì)怏w報警器。
[0008]一種組合式預(yù)防石化加熱爐閃爆的安全控制方法，其步驟如下:
[0009]當(dāng)加熱爐主火焰發(fā)生熄滅時，加熱爐輻射段頂端設(shè)置的泵吸式可燃?xì)怏w報警器將可燃?xì)怏w濃度信號傳輸?shù)竭壿嬁刂破饕唬壿嬁刂破饕粰z測到可燃?xì)怏w體積濃度超過設(shè)定數(shù)值范圍上限，設(shè)定數(shù)值范圍為1%。-1%，觸發(fā)相關(guān)控制單元，迅速切斷燃料流量控制閥一，全開空氣流量控制閥一，向爐膛內(nèi)進(jìn)行空氣吹掃30分鐘至60分鐘，待爐膛內(nèi)可燃?xì)怏w濃度降低到設(shè)定數(shù)值范圍內(nèi)，設(shè)定數(shù)值范圍為0.5%o -0.5%，重新進(jìn)行加熱爐點火操作；
[0010]同時當(dāng)加熱爐主火焰燈發(fā)生熄滅時，加熱爐輻射段中部爐溫檢測器感應(yīng)到爐溫下降，并將信號傳輸?shù)竭壿嬁刂破鞫瑫r位于加熱爐輻射段底部的火焰檢測器檢測到主火焰熄滅，也將信號傳輸?shù)竭壿嬁刂破鞫壿嬁刂破鞫ㄟ^兩個信號的分析，確定加熱爐火焰熄滅，觸發(fā)相關(guān)控制單元，迅速切斷燃料流量控制閥二，全開空氣流量控制閥二，向爐膛內(nèi)進(jìn)行空氣吹掃30分鐘至60分鐘，待爐膛內(nèi)可燃?xì)怏w濃度降低到設(shè)定數(shù)值范圍內(nèi)，設(shè)定數(shù)值范圍為0.5%0 -0.5%,重新進(jìn)行加熱爐點火操作。
[0011]本發(fā)明的有益技術(shù)效果是:
[0012]本發(fā)明將可燃?xì)怏w檢測、爐溫的變化和火焰檢測器進(jìn)行組合控制，當(dāng)其中一個控制系統(tǒng)失效時，另一個控制系統(tǒng)仍可有效切斷燃料進(jìn)料，加大空氣吹掃，防止發(fā)生閃爆。本發(fā)明具有對人為控制依賴度低，可靠性和安全性更高等優(yōu)勢，可有效控制加熱爐的閃爆危險，保證加熱爐安全平穩(wěn)運行。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖與【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
[0014]圖1為一種組合式預(yù)防石化加熱爐閃爆的安全控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖中:1-泵吸式可燃?xì)怏w報警器，2-爐溫檢測器，3-火焰檢測器，4-邏輯控制器一，5-邏輯控制器二，6-加熱爐，7-燃料流量控制閥一，8-空氣流量控制閥一，9-燃料流量控制閥二，10-空氣流量控制閥二，11-加熱爐燃料輸送管道，12-加熱爐空氣輸送管道，13-空氣輸送支路。

【具體實施方式】
[0016]結(jié)合附圖，一種組合式預(yù)防石化加熱爐閃爆的安全控制裝置，包括泵吸式可燃?xì)怏w報警器1、爐溫檢測器2、火焰檢測器3、邏輯控制器一 4與邏輯控制器二 5。可燃?xì)怏w報警器1、爐溫檢測器2及火焰檢測器3均設(shè)置在加熱爐6上，其中可燃?xì)怏w報警器I設(shè)置在加熱爐輻射段頂端，爐溫檢測器2設(shè)置在加熱爐輻射段中部，火焰檢測器3設(shè)置在加熱爐輻射段底部?？扇?xì)怏w報警器I連接邏輯控制器一 4，邏輯控制器一 4分別連接燃料流量控制閥一 7與空氣流量控制閥一 8。爐溫檢測器2與火焰檢測器3均連接邏輯控制器二 5，邏輯控制器二 5分別連接燃料流量控制閥二 9與空氣流量控制閥二 10。燃料流量控制閥一 7與燃料流量控制閥二 9串聯(lián)設(shè)置在加熱爐燃料輸送管道11上，空氣流量控制閥一 8設(shè)置在加熱爐空氣輸送管道12上，在加熱爐空氣輸送管道12上并聯(lián)一空氣輸送支路13，空氣流量控制閥二 10設(shè)置在空氣輸送支路13上。
[0017]一種利用上述裝置進(jìn)行組合式預(yù)防石化加熱爐閃爆的安全控制方法，其具體步驟如下:
[0018]當(dāng)加熱爐主火焰發(fā)生熄滅時，加熱爐輻射段頂端設(shè)置的泵吸式可燃?xì)怏w報警器I將可燃?xì)怏w濃度信號傳輸?shù)竭壿嬁刂破饕?4。邏輯控制器一 4檢測到可燃?xì)怏w體積濃度超過設(shè)定數(shù)值范圍上限，設(shè)定數(shù)值范圍為1%。-1%，觸發(fā)相關(guān)控制單元，迅速切斷燃料流量控制閥一 7，全開空氣流量控制閥一 8，向爐膛內(nèi)進(jìn)行空氣吹掃30分鐘至60分鐘，待爐膛內(nèi)可燃?xì)怏w濃度降低到設(shè)定數(shù)值范圍內(nèi)，設(shè)定數(shù)值范圍為0.5%o -0.5%，重新進(jìn)行加熱爐點火操作。
[0019]同時當(dāng)加熱爐主火焰燈發(fā)生熄滅時，加熱爐輻射段中部爐溫檢測器2感應(yīng)到爐溫下降，并將信號傳輸?shù)竭壿嬁刂破鞫?5，同時位于加熱爐輻射段底部的火焰檢測器3檢測到主火焰熄滅，也將信號傳輸?shù)竭壿嬁刂破鞫?5。邏輯控制器二 5通過兩個信號的分析，確定加熱爐火焰熄滅，觸發(fā)相關(guān)控制單元，迅速切斷燃料流量控制閥二 9，全開空氣流量控制閥二 10，向爐膛內(nèi)進(jìn)行空氣吹掃30分鐘至60分鐘，待爐膛內(nèi)可燃?xì)怏w濃度降低到設(shè)定數(shù)值范圍內(nèi)，設(shè)定數(shù)值范圍為0.5%0 -0.5%,重新進(jìn)行加熱爐點火操作。
[0020]具體應(yīng)用例I
[0021]當(dāng)以甲烷為燃料的加熱爐由于操作不當(dāng)導(dǎo)致主火焰和長明燈發(fā)生熄滅時，加熱爐輻射段頂端設(shè)置的泵吸式可燃?xì)怏w報警器，檢測到可燃?xì)怏w體積濃度超過I % (甲烷在空氣中的爆炸下限為5% )，觸發(fā)相關(guān)控制單元，切斷燃料流量控制閥一，全開空氣流量控制閥一。同時，加熱爐輻射段中部爐溫檢測器感應(yīng)到爐溫迅速下降20°，加熱爐輻射段底部的火焰檢測器檢測到主火焰熄滅，觸發(fā)相關(guān)控制單元，迅速切斷燃料燃料流量控制閥二，全開空氣流量控制閥二，向爐膛內(nèi)進(jìn)行空氣吹掃30分鐘，待爐膛內(nèi)可燃?xì)怏w濃度降低到0.1%后，重新進(jìn)行加熱爐點火操作。
[0022]具體應(yīng)用例2
[0023]當(dāng)以重油為燃料的加熱爐由于操作不當(dāng)導(dǎo)致主火焰和長明燈發(fā)生熄滅時，加熱爐輻射段頂端設(shè)置的泵吸式可燃?xì)怏w報警器一，檢測到可燃?xì)怏w體積濃度超過0.5% (重油在空氣中的爆炸下限為0.25% )，觸發(fā)相關(guān)控制單元，切斷燃料流量控制閥一，全開空氣流量控制閥一。同時，加熱爐輻射段中部爐溫檢測器感應(yīng)到爐溫迅速下降30°，加熱爐輻射段底部的火焰檢測器檢測到主火焰熄滅，觸發(fā)相關(guān)控制單元，迅速切斷燃料流量控制閥二，全開空氣流量控制閥二，向爐膛內(nèi)進(jìn)行空氣吹掃60分鐘，待爐膛內(nèi)可燃?xì)怏w濃度降低到0.5%。后,重新進(jìn)行加熱爐點火操作。
【權(quán)利要求】
1.一種組合式預(yù)防石化加熱爐閃爆的安全控制裝置，其特征在于:包括可燃?xì)怏w報警器、爐溫檢測器、火焰檢測器、邏輯控制器一與邏輯控制器二，可燃?xì)怏w報警器、爐溫檢測器及火焰檢測器均設(shè)置在加熱爐上，可燃?xì)怏w報警器連接邏輯控制器一，邏輯控制器一分別連接燃料流量控制閥一與空氣流量控制閥一，爐溫檢測器與火焰檢測器均連接邏輯控制器二，邏輯控制器二分別連接燃料流量控制閥二與空氣流量控制閥二，燃料流量控制閥一與燃料流量控制閥二串聯(lián)設(shè)置在加熱爐燃料輸送管道上，空氣流量控制閥一設(shè)置在加熱爐空氣輸送管道上，在加熱爐空氣輸送管道上并聯(lián)一空氣輸送支路，空氣流量控制閥二設(shè)置在空氣輸送支路上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合式預(yù)防石化加熱爐閃爆的安全控制裝置，其特征在于:所述可燃?xì)怏w報警器設(shè)置在加熱爐輻射段頂端，所述爐溫檢測器設(shè)置在加熱爐輻射段中部，所述火焰檢測器設(shè)置在加熱爐輻射段底部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種組合式預(yù)防石化加熱爐閃爆的安全控制裝置，其特征在于:所述的可燃?xì)怏w報警器為泵吸式可燃?xì)怏w報警器。
4.一種組合式預(yù)防石化加熱爐閃爆的安全控制方法，其特征在于步驟如下: 當(dāng)加熱爐主火焰發(fā)生熄滅時，加熱爐輻射段頂端設(shè)置的泵吸式可燃?xì)怏w報警器將可燃?xì)怏w濃度信號傳輸?shù)竭壿嬁刂破饕唬壿嬁刂破饕粰z測到可燃?xì)怏w體積濃度超過設(shè)定數(shù)值范圍上限，設(shè)定數(shù)值范圍為觸發(fā)相關(guān)控制單元，迅速切斷燃料流量控制閥一，全開空氣流量控制閥一，向爐膛內(nèi)進(jìn)行空氣吹掃30分鐘至60分鐘，待爐膛內(nèi)可燃?xì)怏w濃度降低到設(shè)定數(shù)值范圍內(nèi)，設(shè)定數(shù)值范圍為0.5%o -0.5%，重新進(jìn)行加熱爐點火操作； 同時當(dāng)加熱爐主火焰燈發(fā)生熄滅時，加熱爐輻射段中部爐溫檢測器感應(yīng)到爐溫下降，并將信號傳輸?shù)竭壿嬁刂破鞫?，同時位于加熱爐輻射段底部的火焰檢測器檢測到主火焰熄滅，也將信號傳輸?shù)竭壿嬁刂破鞫壿嬁刂破鞫ㄟ^兩個信號的分析，確定加熱爐火焰熄滅，觸發(fā)相關(guān)控制單元，迅速切斷燃料流量控制閥二，全開空氣流量控制閥二，向爐膛內(nèi)進(jìn)行空氣吹掃30分鐘至60分鐘，待爐膛內(nèi)可燃?xì)怏w濃度降低到設(shè)定數(shù)值范圍內(nèi)，設(shè)定數(shù)值范圍為0.5%0 -0.5%,重新進(jìn)行加熱爐點火操作。
【文檔編號】F23N5/24GK104329687SQ201410566320
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月22日
【發(fā)明者】徐偉, 張帆, 費軼, 孫峰, 石寧, 王振剛 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司青島安全工程研究院