CN216047831U - 推进式点火*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了推进式点火***，包括放空燃烧器（1）、点火枪（2）、火焰检测电路（3）、PLC控制箱（4）、高能发生器（5）及放空气检测仪（6），点火枪（2）紧邻放空燃烧器（1）处设置，火焰检测电路（3）信号连接PLC控制箱（4），PLC控制箱（4）分别信号连接高能发生器（5）、点火枪（2）和放空气检测仪（6），高能发生器（5）相互连接点火枪（2），在放空燃烧器（1）上设置有放空管，所述放空气检测仪（6）连接在放空管上，能够实现不需要燃料气的情况下直接点燃放空燃烧器放空气或长明灯，避免不能及时点火或点火失败所造成的恶劣影响。

Description

推进式点火***

技术领域

本实用新型涉及油气开采技术等领域，具体的说，是推进式点火***。

背景技术

放空燃烧***其主要作用是对生产过程中产生的尾气及事故状态下排放的可燃气体进行燃烧，是天然气集输工艺与钻井过程中用以保障工艺装置安全生产的辅助生产设备，是HSE（健康、安全、环境三位一体管理体系）管理的重要设施之一。但现有的放空燃烧***的点火***普遍采用高空电子点火的方式，即通过高压发生器给点火电极输送2200V以上的脉冲电压产生电火花、同时打开电磁阀给引火燃烧器注入燃料气后由电火花点燃后再引燃放空燃烧器，该种方式在没有燃料气的井站点火成功率普遍偏低，特别是含硫的高空放空火炬一旦出现放空，点火如果不及时或点火失败造成的后果不堪设想。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供推进式点火***，能够实现不需要燃料气的情况下直接点燃放空燃烧器放空气或长明灯，避免不能及时点火或点火失败所造成的恶劣影响。

本实用新型通过下述技术方案实现：推进式点火***，包括放空燃烧器、点火枪、火焰检测电路、PLC控制箱、高能发生器及放空气检测仪，点火枪紧邻放空燃烧器处设置，火焰检测电路信号连接PLC控制箱，PLC控制箱分别信号连接高能发生器、点火枪和放空气检测仪，高能发生器相互连接点火枪，在放空燃烧器上设置有放空管，所述放空气检测仪连接在放空管上。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述放空气检测仪与放空管相连接的管道上设置有阀组。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述点火枪采用推进式点火枪。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：还包括采用手动的方式现场控制或远程有线（RS485或无源干接点）控制或无线控制的点火信号电路，且点火信号电路相互连接PLC控制箱。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：还包括故障指示电路，且故障指示电路连接PLC控制箱。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：还包括故障诊断电路，且故障诊断电路连接PLC控制箱。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述PLC控制箱采用防爆PLC控制箱，其内装载西门子PLC控制***。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述放空燃烧器（1）垂直装于高空中或水平与放空管相连安装。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本实用新型，可以采用撬块化设计，能够实现在不需要燃料气的情况下直接点燃放空燃烧器的放空气或长明灯。

（2）本实用新型点火枪采用推进的方式在点火成功后由PLC自动控制将点火电极推动到火焰中心以下避免高温对点火电极的损伤；点火***的现场防爆PLC控制箱、高能发生器、火焰监测器等各部件均可集成于一个撬块上，设备出厂前完成了各部件的连接和组装以及整体联调，大大减少了现场的安装工作量；省时省力，操作使用安全，可满足井站或钻井过程正常放空和应急放空的使用要求；设备运输到现场只需简单的进行连接就可投入使用大大的减少了现场的安装及维护费用并且可无燃料气消耗。

（3）本实用新型采用直接火花点火技术可不需燃料气消耗只有电能消耗且消耗量低（约为2000W），地面可不需设置燃料气阀门，减少投资；采用高能半导体直接点火技术，即使在大雨情况下也可点火；点火电极采用特制不锈钢材质和高温陶瓷件以保证耐高温；PLC控制箱可配置触摸屏以便更直观的显示***的参数和参数的修改。

附图说明

图1本实用新型结构示意图（放空燃烧器立式设置）。

图2为本实用新型结构示意图（放空燃烧器水平（卧式）设置）

图3为本实用新型电气连接结构示意图。

其中，1-放空燃烧器、2-点火枪、3-火焰检测电路、4-PLC控制箱、5-高能发生器、6-放空气检测仪。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横 向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、 “竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元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用新型的限制。

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括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上， 除非另有明确具体的限定。

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

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

值得注意的是：在本申请中，某些需要应用到本领域的公知技术或常规技术手段时，申请人可能存在没有在文中具体的阐述该公知技术或/和常规技术手段是一种什么样的技术手段，但不能以文中没有具体公布该技术手段，而认为本申请不符合专利法第二十六条第三款的情况。

实施例：

本实用新型设计出推进式点火***，能够实现不需要燃料气的情况下直接点燃放空燃烧器放空气或长明灯，避免不能及时点火或点火失败所造成的恶劣影响，如图1~图3所示，特别采用下述设置结构：包括放空燃烧器1、点火枪2、火焰检测电路3、PLC控制箱4、高能发生器5及放空气检测仪6，点火枪2紧邻放空燃烧器1处设置，火焰检测电路3信号连接PLC控制箱4，PLC控制箱4分别信号连接高能发生器5、点火枪2和放空气检测仪6，高能发生器5相互连接点火枪2，在放空燃烧器1上设置有放空管，所述放空气检测仪6连接在放空管上，PLC控制箱4还连接电源。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述放空气检测仪6与放空管相连接的管道上设置有阀组。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述点火枪2采用推进式点火枪。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：还包括采用手动的方式现场控制或远程有线（RS485或无源干接点）控制或无线控制的点火信号电路，且点火信号电路相互连接PLC控制箱4。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：还包括故障指示电路，且故障指示电路连接PLC控制箱4。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：还包括故障诊断电路，且故障诊断电路连接PLC控制箱4。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述PLC控制箱4采用防爆PLC控制箱，其内装载西门子PLC控制***。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述放空燃烧器1垂直装于高空中或水平与放空管相连安装。

放空检测仪6优先选用流量开关，也可选用压力开关/压力变送器/流量计。

火焰监测器3优先选用紫外线火焰监测器或选用铠装热电偶。

作为优选的设置方案，在设置时，推进式点火***是根据井站放空火炬和钻井放喷的工作特点设有就地控制***，并可以与用户上位机进行RS485通讯连接和电气连接以接收上位机的各种指令。就地控制***中现场防爆PLC控制箱（PLC控制箱4的外壳）操作面板上有工作状态显示，可显示所有***设备的工作状态。若放空燃烧***在工作中出现火焰熄灭等现象时，***会自动推进点火电极再次进行点火，优选的，如3次点火失败（次数可调）则进行故障报警以提醒工作人员。当放空燃烧***火焰正常后，自动停止点火并推进点火电极推送预定的非高温位置，从而延长点火电嘴的使用寿命。火焰检测装置（火焰检测电路3）时刻检测放空燃烧***的火焰燃烧情况，并将火焰状态反映到就地PLC控制箱4的控制面板上。同时也可设置在远程RTU也将显示火焰情况。当无放空后，自动完成点火电极的推进等工作。

就地控制采用了西门子PLC可编程控制器控制（优选的西门子PLC控制***选择西门子S7-200 Smart SR30控制***），具有可靠性高，抗干扰能力强，维护方便等特点。当PLC控制箱4的***设备出现故障时，本***将自动进行故障分析和查找，并将故障所在位置通过报警信号报告给设备维护人员，从而使故障排除时间大打缩短。

整个推进式点火***主要由三大单元组成即：控制单元、触发与监测单元、点火执行单元。

控制单元（PLC控制箱4）：西门子PLC控制***和防爆PLC控制箱组成；

触发与监测单元：主要包括放空气检测仪6、火焰监测器（火焰检测电路3）；

点火执行单元：包括由高能发生器5、推进式点火枪（点火枪2）、高压点火电缆组成；推进式点火枪上设有点火电极、推进杆、伺服电机组件、推进驱动器组件和防护隔热机构和安装支架；优选的也可在有燃料气的井站另选用1套常规点火装置/外传火点火装置或地面内传焰点火装置（需同时具有压缩空气）作为备用。

其工作原理为：点火***处于自动工作状态，当放空气检测仪6检测到有放空气时，放空气检测仪6将检测到的信号转变为电信号送至PLC控制箱4或手动操作，经与内部设定值比较，产生开关量信号，该信号与火焰信号传感器（火焰检测电路3）产生的开关量信号进行逻辑与运算，并以达到流量信号和无火焰为点火条件来控制放空燃烧***的点火***的工作，达到自动点火或手动点火的目的。

在放空气排放期间，一旦放空燃烧器熄灭（长明灯）则高能发生器和点火枪重新工作，将其点燃。

其工艺流程为：放空气体排放时，通过设置在放空管线上的检测仪（放空气检测仪6）信号，传入西门子PLC控制***中，当达到程序设定值时，西门子PLC控制***给高能发生器5送电工作同时给推进式点火枪的伺服电机送电启动推进驱动器组件产生作用力使推进杆将点火电极推送至预定位置，点燃放空燃烧器（长明灯）、火焰检测器（火焰检测电路3）在线检测；***同时具备自动、半自动、手动点火功能。优选的，如配太阳能电***可使***在停电状态下可照常工作。

本实用新型的，PLC控制箱作为控制单元，其是整个点火***的中枢，采用西门子PLC为核心控制单元（西门子S7-200 Smart SR30控制***）以实现对放空燃烧***的全过程监控和对点火执行单元的自动控制，主要由防爆（现场）控制箱和现场仪器仪表组成，能实现现场就地、RTU进行手动和自动点火和远程无线操作，由放空气检测仪6、火焰监测器（火焰检测电路3）提供点火启动信号；西门子PLC控制***实现对放空燃烧***的全过程监控和点火的自动控制；由火焰监测器对放空气燃烧情况进行监测。优选的流量信号（放空气检测仪6检测所得）和火焰信号（火焰检测电路3监测所得）连锁还可进入操作室RTU***报警；RTU***提供点火启动信号（开关量）到PLC控制***。

推进式点火装置由高能发生器5、推进式点火枪（点火电极、点火电极导向器、推进杆、伺服电机组件、推进驱动器、防护隔热机构设施）、高压电缆等组成。

高能发生器5由于其采用元件蓄能和瞬间集中放电的工作原理，因此具有输入电流小即功耗低、输出电压低更安全但火花能量大的优点，适用于以天然气、煤气、液化气、轻柴油、重油以及低热值燃气为燃料的点火和燃烧***；

点火电极配套的点火电嘴具有抗水抗油、抗积碳抗结焦、耐高温、寿命长的特点，具有很强的自净能力，可以有效延缓电嘴(火花塞)触点的积碳从而保持更高的点火能量输出，延长产品寿命；

推进杆实现点火电极的上下或前后运动，当放空需要点火时，推进杆将点火电极推送到点火位置，点火电极开始点火，当成功点燃后，推进杆将点火电极推送到待机位置；

伺服电机组件与推进杆连接，将电机的旋转运动转化为推进杆的上下或前后运动；

推进驱动器为推进装置提供动力及控制，实现推进装置启停、行程距离及位置控制。

点火时，高能发生器5产生的高压电经高压电缆输送至推进式点火枪的点火电极经推进器将其推进到预先指定位置，点火电极发出电火花点燃放空气。

高能发生器5置于防爆箱内放置在地面点火控制盘上，推进式点火枪安装在放空燃烧器1下部避免直接接触高温区。

推进器可根据客户现场实际情况选用电动式、气动式或气电混合式，优选选用电动。

采用推进式原理可使点火电极寿命延长3年，地面可不需配置燃料气电磁阀组和管线而直接点放空气。

本实用新型可以实现三种点火功能，其中：

全自动点火控制流程为：当放空气检测仪6检测到有放空时，PLC控制箱4给推进式点火枪发出上升信号，启动推进杆推进点火电极向上或前进运动到点火位置，当PLC控制箱4检测到点火电极运动到点火位置时，PLC控制箱4启动点火枪2开始点火，点火枪放电20秒，放电时间到后如果火焰监测器（火焰检测电路3）监测到放空气体被点燃，PLC控制箱4给推进式点火枪发出下降或退回信号，推进杆将点火电极下移动到待机位置；如果火焰监测器没有监测到放空气被点燃，则重新启动点火枪，点火电极重新放电直到将放空气体点燃。

半自动点火控制流程：手动启动点火控制按钮，PLC控制箱4给推进式点火枪发出上升或前进信号，推进杆推进点火电极向上或前进运动到点火位置，当PLC控制箱4检测到点火电极运动到点火位置时，PLC控制箱4启动点火枪开始点火，点火枪放电20秒，放电时间到后如果火焰监测器检测到放空气体被点燃，点火控制器给推进装置发出下降或退回信号，推进装置将点火枪下移动或退回到点火待机位置；如果火焰监测器没有监测到放空气被点燃，则重新启动点火枪，点火电极重新放电直到将放空气体点燃。

手动点火控制流程：点火信号电路给出手动上升推进或前进信号，推进装置将点火枪向上或前进运动到点火位置；手动启动点火，点火枪开始工作，点火枪开始放电将放空气体点燃；停止点火。观察到放空气点燃后，给出手动下降信号，推进装置将点火枪向下运动到点火待机位置。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.推进式点火***，其特征在于：包括放空燃烧器（1）、点火枪（2）、火焰检测电路（3）、PLC控制箱（4）、高能发生器（5）及放空气检测仪（6），点火枪（2）紧邻放空燃烧器（1）处设置，火焰检测电路（3）信号连接PLC控制箱（4），PLC控制箱（4）分别信号连接高能发生器（5）、点火枪（2）和放空气检测仪（6），高能发生器（5）相互连接点火枪（2），在放空燃烧器（1）上设置有放空管，所述放空气检测仪（6）连接在放空管上。

2.根据权利要求1所述的推进式点火***，其特征在于：所述放空气检测仪（6）与放空管相连接的管道上设置有阀组。

3.根据权利要求1所述的推进式点火***，其特征在于：所述点火枪（2）采用推进式点火枪。

4.根据权利要求1所述的推进式点火***，其特征在于：还包括采用手动的方式现场控制或远程有线控制或无线控制的点火信号电路，且点火信号电路相互连接PLC控制箱（4）。

5.根据权利要求1所述的推进式点火***，其特征在于：还包括故障指示电路，且故障指示电路连接PLC控制箱（4）。

6.根据权利要求1所述的推进式点火***，其特征在于：还包括故障诊断电路，且故障诊断电路连接PLC控制箱（4）。

7.根据权利要求1~6任一项所述的推进式点火***，其特征在于：所述PLC控制箱（4）采用防爆PLC控制箱，其内装载西门子PLC控制***。

8.根据权利要求1~6任一项所述的推进式点火***，其特征在于：所述放空燃烧器（1）垂直装于高空中或水平与放空管相连安装。

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