火炬系統用水封結構的製作方法
2023-10-11 08:31:59
專利名稱：火炬系統用水封結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種火炬系統的控制結構，尤其是一種用於火炬系統的水封結構。
背景技術：
火炬系統是石油化工生產企業必不可少的安全排放燃燒設施，用來處理生 產裝置事故狀態下排放的可燃氣體，同時也需要處理正常生產過程中產生的無 法利用但必須排出的可燃氣體。
為了保證安全運行，火炬系統需要考慮可靠的防回火安全措施。現有技術 中，比較典型的是慮以下三種方案
方案一閥門自動控制防回火。如圖1所示，在火炬氣排放管道上安裝閥 門2，根據火炬氣1排放的流量或壓力信號實現自動控制。在沒有火炬氣1排 放時關閉閥門2，從而阻止空氣倒流。採用閥門控制簡單、方便，但是如果控 制系統發生故障閥門2就會無法開啟，造成火炬氣l不能排放，影響裝置正常 生產。因此，採用閥門控制不可靠。
方案二固定水封防回火。如圖2所示，在火炬氣排放管道上設置水封罐， 通過一定高度的水封5防止空氣倒流到火炬氣管網中。這是一種簡單易行、可 靠性高的防回火方式，在火炬系統中得到了廣泛運用。但是，水封5增加了火 炬氣的排放阻力，而且在火炬氣突破水封時會夾帶大量水分，不利於火炬氣完
全燃燒。因此，設計人員希望在火炬氣大量排放時能夠撤除水封5，便於火炬
氣順利排放。
而且，隨著節能、環保要求不斷提高，如圖2所示，通常在水封罐前引出 支管3送往氣櫃，回收正常生產過程中的小量排放氣。這時，要求水封罐內具 備足夠的水封高度5，阻止火炬氣突破水封，讓火炬氣儘量多地進入氣體回收 系統。而且，提高儲氣壓力是氣櫃技術的發展趨勢，這要求火炬系統設置更高
的水封5。由於增大了水封高度5，如果沒有可靠的撤除手段，在火炬氣大量
排放時就會形成安全隱患。
方案三水封和閥門聯合控制。專利200420079150.8的一種"火炬氣回收 排放自動控制水封閥組"中，如圖2所示，設計人員為水封罐增加控制閥門6。 當火炬氣小量排放時，通過足夠高的水封高度5保證火炬氣回收；當火炬氣大 量排放時，由火炬氣進氣管道上的壓力變送器信號自動控制打開閥門6，將水 洩放到水封罐另一側，降低水封高度。雖然該設計考慮了撤除水封5的措施， 但是採用閥門6控制顯然具備以下缺點
1、 閥門控制不及時。閥門開啟需要一定時間，而且大量的水通過閥門流 出也需要一定時間，因此，採用閥門控制不能及時撤除水封。
2、 採用閥門控制不可靠。當儀表風系統、閥門本身、或控制系統出現故 障時，閥門不能正常開啟。
3、 採用閥門控制增加了控制系統投資。
可以看出，方案三綜合了方案一和方案二的設計思想，考慮了大量排放時 撤除水封的措施。但是，方案三同樣具有方案一的固有缺點，即採用閥門控制 不可靠。尤其需要指出，按照方案三的設計思想，需要在小量排放時維持更高 位的水封以便火炬氣回收，但是當大量排放時如果閥門控制系統出現故障不能 及時開啟，則會導致更大的安全事故。
發明內容
針對現有技術各種方案存在的上述缺點，本發明的目的是設計一種火炬系 統用水封結構，既能夠在小量排放時維持高位水封，防止回火，利於火炬氣回 收；同時在大量排放時可以自動撤除水封，而且水封的撤除完全不需要依賴閥 門控制，以達到本質安全的目的。
本發明為解決上述技術問題而採用的技術方案是提供一種火炬系統用水 封結構，包括水封罐，具有一入口及一出口；水封槽，設於該水封罐內以容 納水封，該水封槽具有與該水封罐相通的開口；以及火炬氣入口管，經由該入 口插入至該水封槽的水封內，其中火炬氣大量排放時的壓力可將水封槽中的水 經該開口推至該水封罐。
在上述的火炬系統用水封結構中，該水封槽的當量流通面積是火炬氣進口 管的1 3倍。
在上述的火炬系統用水封結構中，還包括一水封管道，連接該水封罐底部 以導出被推至該水封罐的積水。
在上述的火炬系統用水封結構中，該水封槽的開口位於該水封槽頂部。 在上述的火炬系統用水封結構中，該水封罐為立式的圓柱結構。 在上述的火炬系統用水封結構中，該水封罐為臥式的圓柱結構。 本發明由於採用以上技術方案，使之與現有技術相比，可同時具有如下顯 著優點在小量排放時可以維持高位水封，能夠適應火炬氣回收氣櫃儲氣壓力 不斷提高的要求；而水封撤除可以利用火炬氣自身的壓力實現，從本質上保證 水封可以順利撤除；並且整個撤除過程不需要依靠任何自動化儀表設備即可實 現，簡單易行；再者，水封撤除迅速及時，能夠適應石化企業事故工況火炬氣 排放的要求。
為讓本發明的上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，以下結合附圖對本發 明的具體實施方式
作詳細說明，其中
圖1是採用閥門控制防回火的方案。 圖2是採用水封和閥門聯合控制防回火的方案。 圖3是本發明一實施例的水封結構示意圖。 圖4是本發明另一實施例的水封結構示意圖。
具體實施例方式
請參照圖3所示，根據本發明一實施例的火炬系統用水封結構10，包括一 水封罐11、 一水封槽12以及一火炬氣入口管13。在本實施例中，水封罐11 例如是呈臥置的圓柱形結構，水封罐具有一入口 lla及一出口 llb。其中入口 lla用以插入火炬氣入口管13，火炬氣入口管13中流通火炬氣14。水封槽12 設於水封罐ll內，舉例來說，設在水封罐的底部。水封槽12中容納水封15。 在本發明的實施例中，水封15的高度根據需要的壓力而定，在此不作任何限制。水封槽12還具有與水封罐11相通的開口 12a，在圖3所示例子中，開口 12a位於水封槽12的頂部，但這並非作為限制。開口還可設於水封槽12的側 面，只要能夠使水封槽12保持水封所需的容量。
火炬氣入口管13在水封罐11內插入至水封槽的水封15內。在小排量時， 火炬氣14通過水封15後進入水封罐11內，然後經出口llb排出，以便被燃 燒；而當火炬氣14大量排放時，依靠火炬氣自身壓力，可將水封槽12中的水 經開口 12a推出水封槽12外，從而自動撤除水封槽12中的水封15。而推出水 封槽12外的水會積累在水封罐11的底部，如圖3所示。
在優化的實施例中，水封槽12的當量流通面積是火炬氣進口管13的1 3倍。
另外，還可以通過增設的水封管道17將水封罐底部的積水順利排出。 圖4所示為本發明的另一實施例中，在該實施例中，與前一實施例相同的 標號表示相同的部件，其不同之處在於，本實施例中的水封罐21為立式的圓 柱結構，因而具有更小的空間。火炬氣入口管13則從側面的入口插入水封罐 21中的水封槽12內。本實施例的水封結構的工作原理與前一實施例類似，在 此不再贅述。
綜上所述，本發明的新型水封結構相比傳統的結構可達到的有益效果是
1、 小量排放時可以維持高位水封，能夠適應火炬氣回收氣櫃儲氣壓力不 斷提高的要求；
2、 水封撤除利用火炬氣自身的壓力實現，從本質上保證水封可以順利撤
除；
3、 水封撤除方法簡單易行，整個撤除過程不需要依靠任何自動化儀表設 備即可實現；
4、 水封撤除迅速及時，能夠適應石化企業事故工況火炬氣排放的要求。 雖然本發明已以較佳實施例揭示如上，然其並非用以限定本發明，任何本
領域技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的修改和完善， 因此本發明的保護範圍當以權利要求書所界定的為準。
權利要求
1.一種火炬系統用水封結構，包括水封罐，具有一入口及一出口；水封槽，設於該水封罐內以容納水封，該水封槽具有與該水封罐相通的開口；火炬氣入口管，經由該入口插入至該水封槽的水封內，其中火炬氣大量排放時的壓力可將水封槽中的水經該開口推至該水封罐。
2. 如權利要求1所述的火炬系統用水封結構，其特徵在於，該水封槽的 當量流通面積是火炬氣進口管的1 3倍。
3. 如權利要求1所述的火炬系統用水封結構，其特徵在於，還包括一水 封管道，連接該水封罐底部以導出被推至該水封罐的積水。
4. 如權利要求1所述的火炬系統用水封結構，其特徵在於，該水封槽的 開口位於該水封槽頂部。
5. 如權利要求1所述的火炬系統用水封結構，其特徵在於，該水封罐為 立式的圓柱結構。
6. 如權利要求1所述的火炬系統用水封結構，其特徵在於，該水封罐為 臥式的圓柱結構。
全文摘要
本發明涉及一種火炬系統用水封結構，包括水封罐，具有一入口及一出口；水封槽，設於該水封罐內以容納水封，該水封槽具有與該水封罐相通的開口；以及火炬氣入口管，經由該入口插入至該水封槽的水封內，其中火炬氣大量排放時的壓力可將水封槽中的水經該開口推至該水封罐。本發明通過特殊設計的水封罐內部結構，不需要設置閥門控制系統，既可在小量排放時維持足夠水封高度，阻止空氣倒流，利於氣體回收，又可在大量排放時自動撤除水封，避免採用閥門控制水封的各種缺點，實現本質安全。
文檔編號F23D14/38GK101338897SQ20081004159
公開日2009年1月7日 申請日期2008年8月12日 優先權日2008年8月12日
發明者侯守坤, 劉世俊, 奚文杰, 張世程, 楓 曹 申請人:中國船舶重工集團公司第七一一研究所