本發(fā)明屬于石油化工可燃?xì)怏w放空系統(tǒng)，涉及一種高架火炬頭裝置，具體為一種適用于多種工況的環(huán)保節(jié)能型高架火炬頭。
背景技術(shù)：
1、火炬系統(tǒng)又稱可燃性氣體排放系統(tǒng)，主要是用來燃燒石油煤化工等工廠事故狀態(tài)下泄放的可燃有毒氣體，是保證工廠安全生產(chǎn)、減少環(huán)境污染的一項(xiàng)重要措施。
2、火炬系統(tǒng)排放分為高架火炬和地面火炬。地面火炬一個(gè)排放系統(tǒng)多采用分級(jí)排放，多個(gè)燃燒器進(jìn)行燃燒處理，適用多種排放工況。高架火炬一個(gè)排放系統(tǒng)多種排放工況都在一個(gè)火炬頭中燃燒排放，不同排放工況在火炬頭中的排放速率可能相差30倍以上。小流量存在燃燒不充分產(chǎn)生黑煙，燜燒燒壞火炬的情況；大流量存在排放背壓高，使火炬系統(tǒng)憋壓等不利安全的情況。以往的高架火炬頭設(shè)計(jì)只能是抓住主要的排放工況進(jìn)行設(shè)計(jì)，其它排放工況產(chǎn)生的不利影響則一直存在。
3、高架火炬頭通常由長明燈點(diǎn)燃，并且需要氮?dú)庖恢贝祾?，使空氣不進(jìn)入火炬頭上游系統(tǒng)，發(fā)生回火爆炸。長明燈用的燃料氣和氮?dú)舛际沁B續(xù)供應(yīng)，造成資源浪費(fèi)，給工廠增加了不小的運(yùn)營成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種適用于多種工況的環(huán)保節(jié)能型高架火炬頭；可以滿足多種差別較大的排放工況在同一個(gè)高架火炬頭中燃燒排放的要求，同時(shí)降低工廠火炬系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用要求。
2、本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
3、一種適用于多種工況的環(huán)保節(jié)能型高架火炬頭，包括火炬頭主管、多級(jí)火炬頭支管和等離子點(diǎn)火器；多級(jí)火炬頭支管從第一級(jí)到第n級(jí)由內(nèi)向外依次圍繞火炬頭主管圓周均勻分布。第一級(jí)到第n級(jí)火炬頭支管的管徑依次增大，形成n個(gè)級(jí)別的排放結(jié)構(gòu)；火炬頭主管分別與多級(jí)火炬頭支管和等離子點(diǎn)火器連通；多級(jí)火炬頭支管內(nèi)均設(shè)有火炬頭升降結(jié)構(gòu)；
4、火炬頭升降結(jié)構(gòu)包括升降結(jié)構(gòu)動(dòng)部件和升降結(jié)構(gòu)靜部件；升降結(jié)構(gòu)靜部件包括與火炬頭支管內(nèi)壁固定連接的流體密封結(jié)構(gòu)套管和擋板；擋板位于流體密封結(jié)構(gòu)套管上方，升降結(jié)構(gòu)動(dòng)部件包括密封內(nèi)管，密封內(nèi)管側(cè)壁上設(shè)有火炬氣孔道，密封內(nèi)管在流體密封結(jié)構(gòu)套管和擋板之間上下滑動(dòng)連接；等離子點(diǎn)火器的點(diǎn)火器出口位于第一級(jí)火炬頭支管一側(cè)。
5、進(jìn)一步的，擋板和流體密封結(jié)構(gòu)套管之間設(shè)置有定位桿；定位桿套于密封內(nèi)管內(nèi)，起導(dǎo)向作用。
6、進(jìn)一步的，升降結(jié)構(gòu)靜部件還包括筋板，筋板呈十字型布置，筋板的邊緣與各級(jí)火炬頭支管內(nèi)壁連接，擋板水平連接在筋板的底面上。
7、進(jìn)一步的，流體密封結(jié)構(gòu)套管的上部為圓柱狀結(jié)構(gòu)，下部為錐臺(tái)形結(jié)構(gòu)，流體密封結(jié)構(gòu)套管的下部錐臺(tái)形結(jié)構(gòu)的底部與各級(jí)火炬頭支管內(nèi)壁連接。
8、進(jìn)一步的，升降結(jié)構(gòu)動(dòng)部件還包括密封錐形管和密封蓋板；密封錐形管連接在密封內(nèi)管頂部，密封錐形管頂部與密封蓋板連接；密封蓋板中心設(shè)有定位桿孔洞；定位桿穿過定位桿孔洞，并深入流體密封結(jié)構(gòu)套管。
9、進(jìn)一步的，火炬氣孔道在密封內(nèi)管側(cè)壁上環(huán)向均勻布置。
10、進(jìn)一步的，火炬氣孔道設(shè)置為長條形，在升降結(jié)構(gòu)動(dòng)部件升降過程中，火炬氣孔道露出的孔道面積呈線性變化。
11、進(jìn)一步的，多級(jí)火炬頭支管頂部均設(shè)置有穩(wěn)焰塊。
12、進(jìn)一步的，火炬頭主管下部與火炬頭連接法蘭連通，火炬頭主管靠近火炬頭連接法蘭的上部內(nèi)側(cè)設(shè)有集氣口，集氣口通過等離子點(diǎn)火器連接法蘭與等離子點(diǎn)火器連通。
13、進(jìn)一步的，等離子點(diǎn)火器由點(diǎn)火器氣管、絕緣保護(hù)管、鋼絞線、點(diǎn)火器出口和點(diǎn)火器放電極組成，點(diǎn)火器氣管上部連接點(diǎn)火器出口，點(diǎn)火器氣管下部側(cè)方連通火炬氣進(jìn)口，點(diǎn)火器氣管內(nèi)套絕緣保護(hù)管，絕緣保護(hù)管通過固定件固定于點(diǎn)火器氣管內(nèi)，留出氣道；絕緣保護(hù)管包裹鋼絞線，鋼絞線下端連接電氣接口，通過電氣接口與高壓電纜連接；鋼絞線上端連接點(diǎn)火器放電極，點(diǎn)火器放電極設(shè)置于點(diǎn)火器出口的中心偏里位置，留有環(huán)隙孔道，用于放電和走火炬氣，等離子點(diǎn)火器通過等離子點(diǎn)火器固定板和等離子點(diǎn)火器連接法蘭固定于火炬頭主管外側(cè)。
14、本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)所產(chǎn)生的有益效果為：
15、1、本發(fā)明通過將火炬頭設(shè)置為多分支出口，增大了火炬氣燃燒時(shí)與空氣的接觸面積，實(shí)現(xiàn)更好的無煙燃燒，保護(hù)了環(huán)境。
16、2、通過將火炬頭設(shè)置為多分支出口，并在每個(gè)分支出口設(shè)置升降結(jié)構(gòu)，根據(jù)流量和背壓自動(dòng)調(diào)節(jié)升降結(jié)構(gòu)的依次開閉，實(shí)現(xiàn)了不同排放量的火炬氣，均在設(shè)定的排放速率范圍內(nèi)下燃燒，提高了火炬頭的壽命和燃燒的可靠性。
17、3、本發(fā)明在不排放火炬氣時(shí)，各分支處于關(guān)閉狀態(tài)，閉合部分只留有很小的縫隙口，整個(gè)火炬頭的縫隙孔口小，用很少量的氮?dú)獯祾呔湍鼙ＷC火炬頭微正壓，節(jié)約了氮?dú)夂牧俊?/p>
18、4、本發(fā)明火炬頭采用等離子點(diǎn)火使排放的火炬氣電離，形成高溫等離子體，遇空氣自燃，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)燃自身的目的，配合火炬升降結(jié)構(gòu)，能及時(shí)點(diǎn)燃火炬頭，省去了長明燈，節(jié)約燃料氣，為企業(yè)節(jié)約每年百萬元的燃料氣費(fèi)用。
19、5、本發(fā)明使用等離子點(diǎn)火器利用等離子電弧的原理，放電能量高，能電離火炬氣、空氣、氮?dú)獾雀鞣N氣體，吹出后形成高溫等離子火焰，既能點(diǎn)燃自身火炬氣，又能直接點(diǎn)燃一級(jí)火炬氣，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)燃火炬頭，其點(diǎn)火可靠性有保證。
1.一種適用于多種工況的環(huán)保節(jié)能型高架火炬頭，其特征在于，包括火炬頭主管（2）、多級(jí)火炬頭支管和等離子點(diǎn)火器（3）；多級(jí)火炬頭支管從第一級(jí)到第n級(jí)由內(nèi)向外依次圍繞火炬頭主管（2）圓周均勻分布；第一級(jí)到第n級(jí)火炬頭支管的管徑依次增大，形成n個(gè)級(jí)別的排放結(jié)構(gòu)；火炬頭主管（2）分別與多級(jí)火炬頭支管和等離子點(diǎn)火器（3）連通；多級(jí)火炬頭支管內(nèi)均設(shè)有火炬頭升降結(jié)構(gòu)（4）；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于多種工況的環(huán)保節(jié)能型高架火炬頭，其特征在于，擋板（17）和流體密封結(jié)構(gòu)套管（15）之間設(shè)置有定位桿（16）；定位桿（16）套于密封內(nèi)管（19）內(nèi)，起導(dǎo)向作用。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種適用于多種工況的環(huán)保節(jié)能型高架火炬頭，其特征在于，升降結(jié)構(gòu)靜部件（13）還包括筋板（18），筋板（18）呈十字型布置，筋板（18）的邊緣與各級(jí)火炬頭支管內(nèi)壁連接，擋板（17）水平連接在筋板（18）的底面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種適用于多種工況的環(huán)保節(jié)能型高架火炬頭，其特征在于，流體密封結(jié)構(gòu)套管（15）的上部為圓柱狀結(jié)構(gòu)，下部為錐臺(tái)形結(jié)構(gòu)，流體密封結(jié)構(gòu)套管（15）的下部錐臺(tái)形結(jié)構(gòu)的底部與各級(jí)火炬頭支管內(nèi)壁連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種適用于多種工況的環(huán)保節(jié)能型高架火炬頭，其特征在于，升降結(jié)構(gòu)動(dòng)部件（12）還包括密封錐形管（20）和密封蓋板（21）；密封錐形管（20）連接在密封內(nèi)管（19）頂部，密封錐形管（20）頂部與密封蓋板（21）連接；密封蓋板（21）中心設(shè)有定位桿孔洞（23）；定位桿（16）穿過定位桿孔洞（23），并深入流體密封結(jié)構(gòu)套管（15）。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于多種工況的環(huán)保節(jié)能型高架火炬頭，其特征在于，火炬氣孔道（22）在密封內(nèi)管（19）側(cè)壁上環(huán)向均勻布置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種適用于多種工況的環(huán)保節(jié)能型高架火炬頭，其特征在于，火炬氣孔道（22）設(shè)置為長條形，在升降結(jié)構(gòu)動(dòng)部件（12）升降過程中，火炬氣孔道（22）露出的孔道面積呈線性變化。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于多種工況的環(huán)保節(jié)能型高架火炬頭，其特征在于，多級(jí)火炬頭支管頂部均設(shè)置有穩(wěn)焰塊（6）。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于多種工況的環(huán)保節(jié)能型高架火炬頭，其特征在于，火炬頭主管（2）下部與火炬頭連接法蘭（1）連通，火炬頭主管（2）靠近火炬頭連接法蘭（1）的上部內(nèi)側(cè)設(shè)有集氣口（11），集氣口（11）通過等離子點(diǎn)火器連接法蘭（10）與等離子點(diǎn)火器（3）連通。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于多種工況的環(huán)保節(jié)能型高架火炬頭，其特征在于，等離子點(diǎn)火器（3）由點(diǎn)火器氣管（28）、絕緣保護(hù)管（27）、鋼絞線（26）、點(diǎn)火器出口（29）和點(diǎn)火器放電極（30）組成，點(diǎn)火器氣管（28）上部連接點(diǎn)火器出口（29），點(diǎn)火器氣管（28）下部側(cè)方連通火炬氣進(jìn)口（25），點(diǎn)火器氣管（28）內(nèi)套絕緣保護(hù)管（27），絕緣保護(hù)管（27）通過固定件（31）固定于點(diǎn)火器氣管（28）內(nèi)，留出氣道；絕緣保護(hù)管（27）包裹鋼絞線（26），鋼絞線（26）下端連接電氣接口（24），通過電氣接口（24）與高壓電纜（14）連接；鋼絞線（26）上端連接點(diǎn)火器放電極（30），點(diǎn)火器放電極（30）設(shè)置于點(diǎn)火器出口（29）的中心偏里位置，留有環(huán)隙孔道，用于放電和走火炬氣，等離子點(diǎn)火器（3）通過等離子點(diǎn)火器固定板（9）和等離子點(diǎn)火器連接法蘭（10）固定于火炬頭主管（2）外側(cè)。