一种火炬正压氮封防回火系统的制作方法

本实用新型涉及石油、油气、天然气、石化、化工、冶金等众多行业内使用的火炬技术领域，具体涉及一种火炬正压氮封防回火系统。

背景技术：

火炬系统是用来处理石油化工厂、炼油厂、化工厂及焦炉无法回收和再加工的可燃和可燃有毒气体的特殊燃烧设施，能够在开停工及非正常工况下将各装置排放的烃类气体和酸性气体及时燃烧排放。火炬系统是保证工厂安全生产、减少环境污染的重要设施。火炬系统的稳定运行对安全生产起到至关重要的作用。

目前，国内外的火炬排放系统的防回火设备几乎都是水封罐阻火器与分子封进行组合使用，水封罐和阻火器主要用在装置与火炬之间的排放气管路上，前者在无排放时隔开管路内气体，达到阻火的作用，后者是利用了阻火器吸热的作用，使燃烧着的气体被大量吸热降温而熄灭；分子封则主要用于火炬头和火炬筒体直接的防火焰传递。

在火炬运行过程中，一旦向火炬大量泄放时，二级、三级火炬管路上的电磁阀打开对火炬气主管进行分流，以降低火炬气主管的压力，在等压力恢复后二级、三级火炬管路上的电磁阀关闭，此时二级管路和三级管路在电磁阀与燃烧室之间的管路内突然没有气量，易造成火炬回火事故，存在安全隐患，严重时容易导致管道爆炸。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种火炬正压氮封防回火系统，在一级、二级、三级火炬管线上各增设一条氮气管线，利用氮气自动充入保证了管线内部一直有压力，避免出现真空状态，防止回火事故。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

提供一种火炬正压氮封防回火系统，包括火炬气总管、燃烧室和氮气主管，火炬气总管经过水封罐后分流形成与燃烧室内一级燃烧器连接的一级火炬管路、与燃烧室内二级燃烧器连接的二级火炬管路，以及与燃烧室内三级燃烧器连接的三级火炬管路，二级火炬管路上、三级火炬管路上分别安装有电磁阀i；

二级火炬管路在电磁阀i与燃烧室之间的管路上通过第二支管与氮气主管连通，三级火炬管路在电磁阀i与燃烧室之间的管路上通过第三支管与氮气主管连通，第二支管上、第三支管上分别安装有可与二级火炬管路上、三级火炬管路上的电磁阀i反向联动的电磁阀ii。

本方案在一级、二级、三级火炬管线上各增设一条氮气管线，并用联锁切断阀控制其开关状态，二级三级火炬管路上的电磁阀i开关状态直接联锁与氮气主管连接的第二支路和第三支路上的电磁阀ii，二级、三级火炬管路上的电磁阀i关闭时，第二支路和第三支路上的电磁阀ii打开，氮气自动充入保证了火炬管线内部一直有压力，避免出现真空状态，防止回火事故。

进一步的，一级火炬管路上安装有单向阀，一级火炬管路在单向阀与燃烧室之间的管路上通过第一支管与氮气主管连通，第一支管上安装有电磁阀iii。

一级火炬管路上的单向阀使得火炬气只能向燃烧室的方向流动而阻止火炬气点燃后回流，第一支管连接氮气主管，通过控制电磁阀iii可在一级火炬管路内火炬气燃烧完毕，压力降低时，向一级火炬管路内补充氮气，利用氮气对管路进行补压，防止管内产生真空造成可燃气回火的现象发生。

更进一步的，还包括plc控制器，以及安装在火炬气总管内且与plc控制器输入端电连接的压力变送器，plc控制器的输出端分别与电磁阀i、电磁阀ii和电磁阀iii电连接。

plc控制器可接收压力变送器的信号，在压力变送器检测到火炬气总管内的压力恢复至常规范围内时，输出信号控制二级火炬管路和三级火炬管路上的电磁阀i关闭，第二支路和第三支路上的电磁阀ii同时动作打开，将氮气主管内氮气排入第二支路和第三支路内，带动支路内的可燃气体排入燃烧室内，防止发生回火。

作为优选，一级火炬管路在单向阀与燃烧室之间的管路上通过法兰连接有备用防回火结构，备用防回火结构包括回火管、第一回火网和第二回火网，回火管的两端分别套设在对应法兰的法兰管上并与法兰管之间通过螺纹连接，第一回火网和第二回火网相互平行且间隔地设置在回火管内，将回火管的内腔分隔为三部分。

备用防回火结构可起到辅助防回火的作用，在系统出现故障时，可利用第一回火网和第二回火网避免回火管内气流变化紊乱，阻断火焰回缩，有效阻止了燃烧过程中燃烧点的火通过管道向气源方向蔓延。

进一步的，回火管内壁上设有环形凸台，第一回火网和第二回火网分别通过对应法兰上的法兰管压配在环形凸台的两个端面上。

第一回火网和第二回火网通过法兰管与环形凸台配合进行装配，使得两个回火网在回火管内安装稳定，不易脱落。

作为优选，第一回火网上的圆孔和第二回火网上的圆孔采用错位分布的方式开设。

两个回火网采用错位分布的开孔方式相对布置，避免回火管内气流变化紊乱，阻断火焰回缩。

本实用新型的有益效果：

在一级、二级、三级火炬管线上各增设一条氮气管线，通过压力变送器检查火炬气总管内压力状态，利用氮气充入各个火炬管路内，补入的氮气保证了管线内部一直有压力，避免出现真空状态，可阻止可燃气进入管路内，防止回火事故。

备用防回火结构可在紧急情况下，发挥防回火的作用，利用第一回火网和第二回火网避免回火管内气流变化紊乱，阻断火焰回缩，有效阻止燃烧过程中燃烧点的火通过管道向气源方向蔓延，引起燃爆等安全事故的发生。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型中备用防回火结构的示意图；

图3为图2中第一回火网的结构示意图；

图4为图2中第二回火网的结构示意图。

图中所示：

1、水封罐，2、火炬气总管，3、压力变送器，4、plc控制器，5、三级火炬管路，6、电磁阀i，7、二级火炬管路，8、一级火炬管路，9、单向阀，10、备用防回火结构，11、燃烧室，12、第一支路，13、第二支路，14、第三支路，15、电磁阀iii，16、电磁阀ii，17、氮气总管，18、回火管，19、法兰，20、第一回火网，21、第二回火网，22、环形凸台。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

一种火炬正压氮封防回火系统，包括火炬气总管2、燃烧室11和氮气主管17。

火炬气总管2经过水封罐1后分流形成与燃烧室11内一级燃烧器连接的一级火炬管路8、与燃烧室11内二级燃烧器连接的二级火炬管路7，以及与燃烧室11内三级燃烧器连接的三级火炬管路5，二级火炬管路7上、三级火炬管路5上分别安装有电磁阀i6。

二级火炬管路7在电磁阀i6与燃烧室11之间的管路上通过第二支管13与氮气主管17连通，三级火炬管路5在电磁阀i6与燃烧室11之间的管路上通过第三支管14与氮气主管17连通，第二支管13上、第三支管14上分别安装有可与二级火炬管路7上、三级火炬管路5上的电磁阀i6反向联动的电磁阀ii16。这里的反向联动是指电磁阀i与电磁阀ii为同步且反向动作，即在电磁阀i6打开时，电磁阀ii16同时关闭；电磁阀i6关闭时，电磁阀ii16同时打开。

一级火炬管路8上安装有单向阀9，一级火炬管路8在单向阀9与燃烧室11之间的管路上通过第一支管12与氮气主管17连通，第一支管12上安装有电磁阀iii15。

还包括plc控制器4，以及安装在火炬气总管2内且与plc控制器4输入端电连接的压力变送器3，plc控制器4的输出端分别与电磁阀i6、电磁阀ii16和电磁阀iii15电连接。

一级火炬管路8在单向阀9与燃烧室11之间的管路上通过法兰19连接有备用防回火结构，备用防回火结构包括回火管18、第一回火网20和第二回火网21，回火管18的两端分别套设在对应法兰19的法兰管上并与法兰管之间通过螺纹连接，第一回火网20和第二回火网21相互平行且间隔地设置在回火管18内，将回火管18的内腔分隔为三部分。

回火管18内壁上设有环形凸台22，第一回火网20和第二回火网21分别通过对应法兰上的法兰管压配在环形凸台22的两个端面上。第一回火网20和第二回火网21的外径与回火管18的内径相适应，其为开孔的边缘处分别压配在回火管18的环形凸台22的两个端面上。

第一回火网20上的圆孔和第二回火网21上的圆孔采用错位分布的方式开设，如图3和图4所示，在第一回火网20和第二回火网21上的任意两个圆孔的中轴线均不重合，避免回火管18内气流变化紊乱，阻断火焰回缩以提高防回火效果。

第一回火网20和第二回火网21为两个开设有多个圆孔的不锈钢网体，圆孔既可以保证放火炬气流过，也可以避免因所燃烧的气体内有固体杂质而导致杂质堆积堵塞防回火管内。如图1所示，备用防回火结构在使用时，其两端分别通过法兰与一级火炬管路8上的设置的法兰进行连接，实现将一级火炬管线8的空间分隔。

本实用新型的工作过程：

正常情况下，一级火炬管路8上的单向阀9处于常开状态，而二级火炬管线7和三级火炬管线5上的电磁阀i6处于关闭状态，在火炬气主管2内的泄放量增多，管道内压力增大时，管道内的压力变送器3检测到压力变化后传递信号给plc控制器4，plc控制器4发出指令控制二级火炬管路7和三级火炬管路5上的电磁阀i6打开将火炬气主管2内的火炬气分流降压，在压力变送器3检测到火炬气主管2内的压力稳定后，发出信号控制二级火炬管路7和三级火炬管路5上的电磁阀i6关闭，同时控制第二支管13和第三支管14上的电磁阀ii16打开，利用氮气主管17内的氮气分别补入第二支管13和第三支管14内，保证了管路内部一直有压力，避免出现真空状态，防止回火事故。

如果第一火炬管路8内的火炬气压力逐渐减小并结束燃烧时，将单向阀9关闭，此时plc控制器4会控制电磁阀iii15打开，将氮气总管17与一级火炬管路8连接，向单向阀9下游补充氮气，防止发生回火。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本实用新型的技术方案并非是对本实用新型的限制，参照优选的实施方式对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本实用新型的宗旨，也应属于本实用新型的权利要求保护范围。