一種閥門自動控制防回火系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型是一種防回火系統(tǒng)，更具體的涉及一種應(yīng)用于火炬系統(tǒng)的由閥門自動控制的防回火系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]火炬系統(tǒng)是煉油廠、石化廠、天然氣處理廠以及其它在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生可燃氣體的化工廠中必不可少的安全與環(huán)保設(shè)施，是這些工廠的最后一道安全防線，其安全穩(wěn)定運行對于這些工廠的安全生產(chǎn)至關(guān)重要。
[0003]火炬頭是一種特殊形式的燃燒器，其出口直徑是以火炬氣最大放空量設(shè)計，而正常工況下火炬氣的流量均較小甚至為零，火炬頭可能會發(fā)生回火、內(nèi)燃甚至爆炸現(xiàn)象。防回火系統(tǒng)的正確選擇和設(shè)計，是保證火炬系統(tǒng)安全的關(guān)鍵?；鹁嫦到y(tǒng)的防回火系統(tǒng)必須滿足以下兩個要求:
[0004]第一，必須保證火炬氣能夠在需要時排放至火炬頭燃燒焚毀。例如，在緊急情況下，大量的火炬氣產(chǎn)生，此時，防回火系統(tǒng)必須能夠提供足夠的泄放通道，使得火炬氣能夠及時排放至火炬頭燃燒焚毀，而不應(yīng)成為火炬氣泄放的障礙。
[0005]第二，在各種情況下均能防止空氣逆流入火炬系統(tǒng)，防止火炬氣與空氣混合而產(chǎn)生內(nèi)燃或爆炸。例如，在火炬燃燒過程中，火炬氣量迅速減少而流速很低時，防回火系統(tǒng)必須能夠阻止空氣逆流入火炬系統(tǒng)。
[0006]在以往的實踐中，通常使用水封罐作為火炬系統(tǒng)的防回火設(shè)施，如圖1所示。當火炬氣壓力較低時，火炬氣無法沖破水封，水封可以將空氣和火炬氣隔絕，防止回火現(xiàn)象的發(fā)生。在緊急情況下，大量火炬氣泄放時，超壓氣體會沖破水封罐的水封層而進入火炬頭燃
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[0007]在多數(shù)工況下，水封罐能夠較為安全、可靠的保護火炬系統(tǒng)，但是水封罐具有以下缺點:(1)占地空間大，靈活性差；(2)水封罐必須每天進行檢查和維護，以確保水封罐的水封高度和清除密封水上面的漂油；(3)露點高于密封水溫度的熱火炬氣排放時，火炬氣會在水封罐中冷凝為液態(tài)烴并在此積聚，如果此時發(fā)生大的火炬氣排放工況，積聚的液態(tài)烴就會帶入火炬燃燒部分導(dǎo)致“火雨”的發(fā)生；(4)在寒冷地區(qū)，水封罐需要考慮防凍設(shè)施；
(5)低溫火炬氣的排放可能會導(dǎo)致水封罐內(nèi)密封水的凍結(jié)，阻塞火炬氣排放；(6)如果排放氣溫度比較高且要長期排放，且補水不足，水封罐內(nèi)的密封水可能會被蒸干，被蒸干后水封罐與大氣是相通的，非常危險；(7)水封罐會增加火炬氣的排放阻力，并引起水封罐周圍管道的振動；(8)若火炬氣排放結(jié)束之后突遇降雨天氣，雨水在火炬氣排放管道外形成一定厚度的水膜。雨水與管道換熱導(dǎo)致管內(nèi)氣體溫度驟降，管道內(nèi)部有可能形成負壓，從而破壞火炬氣排放系統(tǒng)水封罐的水封作用，形成一定的安全隱患；(9)水封罐的清洗和維護工作是十分頭痛的事情，因為水封罐中會有大量污泥存在。
【實用新型內(nèi)容】
[0008]本實用新型涉及的一種閥門自動控制防回火系統(tǒng)，其主要由控制系統(tǒng)、壓力變送器、壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型泄壓閥、火炬氣控制閥和氮氣控制閥組成，其特征在于:壓力變送器安裝于火炬氣總管，并位于火炬氣控制閥的上游；作為火炬氣控制閥的旁路，壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型泄壓閥與火炬氣控制閥并聯(lián)安裝；氮氣控制閥安裝于壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型泄壓閥和火炬氣控制閥下游管道的支管上；控制系統(tǒng)接收壓力變送器輸出的壓力信號、火炬氣控制閥和壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型泄壓閥的閥位信號，并根據(jù)這些信號發(fā)出調(diào)整火炬氣控制閥和氮氣控制閥閥位的指令。
[0009]當火炬氣壓力低于設(shè)定低限值時，火炬控制閥將處于全關(guān)狀態(tài)，此時，空氣不會逆流進入火炬系統(tǒng)，不會發(fā)生回火。當火炬氣壓力處于設(shè)定低限值和高限值之間時，火炬氣控制閥會根據(jù)控制系統(tǒng)發(fā)出的火炬氣壓力信號來調(diào)節(jié)開度釋放部分火炬氣，釋放的火炬氣能夠保證一定的流速，能夠防止空氣進入火炬系統(tǒng)而發(fā)生回火。在緊急情況下，當火炬氣總管內(nèi)的壓力超過設(shè)定值時，控制系統(tǒng)會發(fā)出信號給火炬氣控制閥，將火炬氣控制閥全部開啟，使得火炬氣能夠順利泄放至火炬頭燃燒焚毀。
[0010]在火炬氣燃燒后而火炬氣總管內(nèi)壓力降低至設(shè)定值低限后，火炬氣控制閥會自動關(guān)閉。在火炬氣控制閥關(guān)閉的同時，控制系統(tǒng)會使氮氣控制閥打開，氮氣會進入火炬氣控制閥的下游管道而將其中的可燃氣體吹掃至火炬系統(tǒng)之外，消除了由于管線內(nèi)殘留的可燃氣體而造成回火的可能性。
[0011 ] 如果火炬氣控制閥因故障不能打開，火炬氣總管內(nèi)的壓力由于氣體的聚集而繼續(xù)升高，當火炬氣壓力達到壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型泄壓閥的壓力設(shè)定值時，壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型泄壓閥會自動開啟，從而使得火炬氣能夠泄放至火炬頭燃燒焚毀。壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型泄壓閥為火炬氣泄放提供了另外一重保障，保證了火炬氣能夠在需要時排放至火炬頭燃燒焚毀。
[0012]壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型泄壓閥的閥位信號會反饋至控制系統(tǒng)，在壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型泄壓閥開啟時，控制系統(tǒng)會開啟氮氣控制閥，確保即便在火炬氣燃燒完畢后，火炬系統(tǒng)也不會發(fā)生回火。氮氣控制閥直至控制系統(tǒng)確認壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型泄壓閥已經(jīng)復(fù)位后，方可關(guān)閉。
[0013]本實用新型設(shè)計合理，工藝簡單，設(shè)備投資少，施工量小，設(shè)計建造周期短，維護費用低，占地空間小，其為火炬氣的安全泄放和防回火提供雙重保障，能夠滿足火炬系統(tǒng)對于防回火設(shè)施的要求，可替代水封罐等防回火設(shè)施，廣泛應(yīng)用于石油、化工等行業(yè)的火炬系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0014]圖1為采用水封罐的火炬系統(tǒng)防回火設(shè)施；
[0015]圖2為本實用新型涉及的閥門自動控制防回火系統(tǒng)的原理圖；
[0016]圖3為本實用新型涉及的閥門自動控制防回火系統(tǒng)中壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型泄壓閥的典型原理圖1。圖4為本實用新型涉及的閥門自動控制防回火系統(tǒng)中壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型泄壓閥的典型原理圖2。
【具體實施方式】
[0017]—種閥門自動控制防回火系統(tǒng)，其主要由控制系統(tǒng)1、壓力變送器(和/或流量計)2、壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型泄壓閥3、火炬氣控制閥4和氮氣控制閥5組成。如圖1所示，該系統(tǒng)安裝于火炬頭6上游。
[0018]其中，壓力變送器(和/或流量計)2安裝于火炬氣總管，并位于火炬氣控制閥4的上游。
[0019]其中，作為火炬氣控制閥4的旁路，壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型泄壓閥3與火炬氣控制閥4并聯(lián)安裝。壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型泄壓閥3是一種由進口壓力驅(qū)動的非重閉式泄壓裝置，其泄壓功能系通過細長桿10的壓桿失穩(wěn)進而觸發(fā)密封元件的彼此脫離而實現(xiàn)。常見的壓桿失穩(wěn)觸發(fā)型泄壓閥可分為直線式、旋轉(zhuǎn)式和先