一种基于涡流管的放空火炬自动点火装置，主要包括：放空管、涡流管、温差发电模块、三通混合器、引射器以及点火器，来自放空管的可燃气体进入涡流管，高速气流在涡流管内发生能量分离产生冷、热两股气流，冷、热气流分别与温差发电片冷、热端板换热产生电能，使点火器内热电阻丝温度升高达到着火点。冷、热气流经过温差发电模块后重新混合进入引射器，吸入一部分空气后形成可燃混合气体，随后流经点火器时被电热阻丝点燃，从而激发火炬燃烧。本发明专利技术结构简单、无需维护，仅依靠可燃气体自身做动力源，不需长明火炬，具有广泛应用前景。
【技术实现步骤摘要】
一种基于涡流管的放空火炬自动点火装置
:本专利技术涉及一种点火装置，具体涉及一种能自动点燃天然气处理厂放空系统火炬的装置。
技术介绍
:天然气具有易燃、易爆特性，一旦泄漏容易发生火灾、爆炸，如果含有硫化氢，还极易引发中毒事故。因此，在天然气生产中，集气站、天然气处理厂等通常设置有长明火炬，其功能是一旦生产系统发生故障，天然气将通过放空系统进入火炬燃烧，从而避免发生火灾、爆炸以及硫化氢中毒事故。现在的火炬放空系统使用净化处理后的洁净天然气作为燃料，当放空气体进入放空管路后，在出口处由长明火炬点燃，放空气发生燃烧，天然气转化为二氧化碳和水，硫化氢转化为二氧化硫，从而可以消除或降低危害，保障站场安全。传统的长明火炬的问题是，无论是天然气生产系统是否正常，放空火炬需一直燃烧，在无放空气体时也会消耗天然气，造成了大量能源的浪费。当前节能减排已成为全社会共识，为了克服现有的放空系统存在的问题，本专利技术利用涡流管的能量分离原理，提出了一种利用放空气体自身提供能量点燃火炬的自动点火装置。正常生产时，点火系统不激发，而一旦发生泄漏或其他故障，有气体放空时点火装置自动启动，将放空气迅速点燃，从而在保障安全的同时，减少了燃料消耗。
技术实现思路
：本专利技术涉及一种基于涡流管的放空火炬自动点火装置，主要包括：放空管、涡流管、温差发电模块、三通混合器、引射器以及点火器，涡流管进气口通过管道与放空管相连通，涡流管冷气出口通过冷流进气管与温差发电模块的冷气腔相连通，涡流管热气出口通过热流进气管与温差发电模块的热气腔相连通，三通混合器安装在引射器上游，三通混合器的两入口分别通过冷流出气管和热流出气管与冷气腔和热气腔相连，引射器的出口通过管道与点火器进气口相连。所述的涡流管由涡流室、冷端管、热端管组成，热端管的末端安装有热力调节阀。所述的温差发电模块由温差发电片、冷气腔以及热气腔组成，冷气腔位于热气腔的上方，温差发电模块表面均包覆有保温层，所述的冷气腔为顶面封闭的圆筒状结构，顶面设有冷流进口管以及冷流出气管，冷流出气管入口端面与筒体顶面齐平，冷流进气管深入到筒体内，冷流进口管末端为喇叭口，喇叭口距温差发电片冷端板的距离约为冷气腔直径的0.2-0.3倍；热气腔为底面封闭的圆筒状结构，其直径与冷气腔相同，底面设有热流进口管以及热流出口管，热流出气管入口端面与筒体底面齐平，热流进气管深入到筒体内，热流进口管末端为喇叭口，喇叭口距温差发电片热端板的距离约为热气腔直径的0.2-0.3倍。所述的引射器主要包括喷嘴、吸入室、拉法尔喷管，三者依次连通，吸入室的侧壁上安装有吸气口。所述的点火器为圆筒状结构，点火器进气口通过管道与引射器出口相连，出气口与放空管的末端相连通，点火器内安装有止回阀，出气口处设有电热阻丝，电热阻丝两端分别通过导线与温差发电模块相连。所述的冷端板、热端板均为导热性能好的金属材料。本专利技术在工作时，来自放空管的一部分气体进入涡流管，高速运动的气体在涡流管内发生能量分离，一端产生热气流，另一端产生冷气流，冷、热气流分别施加到温差发电片两侧，从而产生电能，使点火器内热电阻温度升高，达到着火点。冷、热气流经过温差电池后再进入引射器，通过吸入空气后形成可燃混合气体，混合气体在点火器内被热电阻点燃，从而激发火炬燃烧。与现有的放空装置相比，该装置具有如下益处：(1)仅依靠放空气体作为动力源和电力源，绿色环保。(2)在放空管路中有气体流过时能自动打火燃烧，装置组成简单，成本低、操作方便、无需维护。附图说明：图1为本专利技术的组成示意图；图2为涡流管结构和工作原理示意图；图3为温差发电模块结构示意图；图4为引射器结构示意图；图5为点火器结构示意图。图中：1.放空管；2.涡流管；3.温差发电模块；4.三通混合器；5.引射器；6.点火器；7.导线；8.涡流管进气口；9.涡流管冷气出口；10.涡流管热气出口；11.涡流室；12.冷端管；13.热端管；14热力调节阀；15.温差发电片；16.冷气腔；17.热气腔；18.冷端板；19.热端板；20.冷流进气管；21.热流进气管；22.冷流出气管；23.热流出气管；24.喷嘴；25.吸入室；26.拉法尔喷管；27.吸气口；28.点火器进气口；29.电热阻丝；30.止回阀；31.火炬。具体实施方式:下面结合附图对本专利技术的实施例做详细说明：本实施例在以专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。如图1所示，本专利技术主要包括：放空管1、涡流管2、温差发电模块3、三通混合器4、引射器5以及点火器6，涡流管进气口8通过管道与放空管1相连通，涡流管2的冷气出口9通过冷流进气管20与温差发电模块3的冷气腔16相连通，涡流管2的热气出口10通过热流进气管21与温差发电模块3的热气腔17相连通，三通混合器4安装在引射器5上游，三通混合器4的两入口分别通过冷流出气管22和热流出气管23与冷气腔16和热气腔17相连，引射器5的出口通过管道与点火器6进气口28相连。石油天然气站场，生产系统中的放空气体汇聚到放空管1，由于涡流管2的进口与放空管1相连通，当放空管1内有放空气流时，一部分气体会进入涡流管2。如图2所示，所述的涡流管2主要由涡流室11、冷端管12、热端管13以及热流调节阀14组成，放空气体以很高的速度沿切线方向进入涡流室11，气流在涡流室11内形成高速涡旋，在涡流效应作用下分离成温度不相等的两部分气流。其中，处于中心部位的回流气流温度降低，形成冷气流，由冷端管12的冷气出口9流出，而处于外层部位的气流温度升高，形成热气流，从热端管13的热气出口10流出，这一现象即被称为涡流管的能量分离效应，又称Ranque效应。热端管13靠近热气出口10处安装有热流调节阀14。通过热流调节阀14可以控制进入冷端管12和热端管13的气体流量比例，进而改变冷气出口9与热气出口10的气流温度。如图3所示，所述的温差发电模块3由温差发电片15、冷气腔16以及热气腔17组成，冷气腔16位于热气腔17的上方，二者中间为温差发电片15，温差发电模块3表面均包覆有保温层。所述的冷气腔16为顶面封闭的圆筒状结构，顶面设有冷流进口管20以及冷流出气管22，冷流出气管22入口端面与筒体顶面齐平，冷流进气管20深入到筒体内，冷流进口管20末端为喇叭口，喇叭口距温差发电片15冷端板18的距离约为冷气腔16直径的0.2-0.3倍；热气腔17为底面封闭的圆筒状结构，其直径与冷气腔16相同，底面设有热流进口管21以及热流出口管23，热流出气管23入口端面与筒体底面齐平，热流进气管21深入到筒体内，热流进口管21末端为喇叭口，喇叭口距温差发电片15热端板19的距离约为热气腔17直径的0.2-0.3倍。温差发电片15与冷气腔16接触侧设有冷端板18，与热气腔17接触侧设有热端板19，由于热气流倾向于向上运动，而冷气流倾向于向下运动，将冷气腔16置于于热气腔17的上方，而温差发电片15置于二者之间，有利于增强冷、热气流与冷端板18及热端板19的换热效果。来自于涡流管冷端管12的冷气流通过冷流进气管20进入冷气腔16，在喇叭口的作用下扩大喷射气流作用面积，加快热量交换，使冷端板18保持较低温度。与此类似，来自于涡流管热端管13的热气流通过热本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于涡流管的放空火炬自动点火装置，其特征在于：主要包括放空管(1)、涡流管(2)、温差发电模块(3)、三通混合器(4)、引射器(5)以及点火器(6)，涡流管进气口(8)通过管道与放空管(1)相连通，涡流管(2)的冷气出口(9)通过冷流进气管(20)与温差发电模块(3)的冷气腔(16)相连通，涡流管(2)的热气出口(10)通过热流进气管(21)与温差发电模块(3)的热气腔(17)相连通，三通混合器(4)安装在引射器(5)上游，三通混合器(4)的两入口分别通过冷流出气管(22)和热流出气管(23)与冷气腔(16)和热气腔(17)相连，引射器(5)的出口通过管道与点火器进气口(28)相连。
【技术特征摘要】
1.一种基于涡流管的放空火炬自动点火装置，其特征在于：主要包括放空管(1)、涡流管(2)、温差发电模块(3)、三通混合器(4)、引射器(5)以及点火器(6)，涡流管进气口(8)通过管道与放空管(1)相连通，涡流管(2)的冷气出口(9)通过冷流进气管(20)与温差发电模块(3)的冷气腔(16)相连通，涡流管(2)的热气出口(10)通过热流进气管(21)与温差发电模块(3)的热气腔(17)相连通，三通混合器(4)安装在引射器(5)上游，三通混合器(4)的两入口分别通过冷流出气管(22)和热流出气管(23)与冷气腔(16)和热气腔(17)相连，引射器(5)的出口通过管道与点火器进气口(28)相连。2.根据权利要求1所述的一种基于涡流管的放空火炬自动点火装置，其特征在于：所述的涡流管(2)由涡流室(11)、冷端管(12)及热端管(13)组成，热端管(13)的末端安装有热力调节阀(14)。3.根据权利要求1所述的一种基于涡流管的放空火炬自动点火装置，其特征在于：所述的温差发电模块(3)由温差发电片(15)、冷气腔(16)以及热气腔(17)组成，冷气腔(16)位于热气腔(17)的上方，温差发电模块(3)表面均包覆有保温层，冷气腔(16)为顶面封闭的圆筒...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁法春，王骅钟，韩璐媛，陈婧，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东,37
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