一种油田加热炉的气体灭火系统
[技术领域]
[0001]
本发明涉及油田加热炉的灭火系统，尤其涉及一种油田加热炉的气体灭火系统。
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背景技术：
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[0002]
油田加热炉简称火筒炉，是油田上广泛使用的加热设备，用以加热油田生产中的多相混合液，通常多台并排的油田加热炉安装在各自的工作间中。
[0003]
油田加热炉中加热的多相混合液包括油液，水及其他杂质。油田加热炉包括炉体和火筒，其中，火筒是加热炉的主要加热装置，包括火管、燃烧器和烟管，燃烧器安装在炉体的外部，火管的一端。燃料在火管一端的燃烧器中点燃、喷到火管中燃烧，火管外的多相混合液与火管外壁对流换热，实现油水分离。但如果火筒因火烧穿孔，多相混合液就会流进火筒里，引起火灾，目前没有专门针对油田加热炉火筒因漏液失火的灭火装置，火筒灭火难度较大。
[0004]
专利号为cn200920050110.3的实用新型公开了一种特别适用于易燃液体贮罐的防火装置，包括发生装置、喷射装置和探测启动装置。其中发生装置的筛型导流筒为锥形，上部直径较大，将烟火型灭火剂和干粉的装药高度控制在药面离发生器顶部法兰2～4厘米；烟火型灭火剂和干粉呈散状分层装于发生器中筛型导流筒外的空间内；烟火型灭火剂和干粉装药时分3～5次压紧，药剂整体呈外紧内松状；探测启动装置包括易熔合金探头、感温火焰启动复合启动引线、消防引线、远程手动启动按钮和远程启动盒；喷射装置的喷头设置在贮罐内部顶端。该实用新型当贮罐内部发生火灾后，；烟火型灭火药剂被消防引线药芯以螺旋方式点燃后，初始燃烧的药剂产生与点燃方式一致的螺旋式高压气流，散装的烟火型灭火剂呈悬浮状态在发烟器内部部分反应，携带着干粉灭火剂被螺旋式高压气流及自身产生的气体带入导烟管中继续反应；所产生的混合灭火介质以很高的压力(1.3～1.8mpa)通过喷头喷射至贮罐内；首先对罐内火焰进行机械切割，压制火焰，最后以全淹没的方式对火焰进行覆盖，通过惰性气体窒息，固体微粒的吸热，链抑制在30s内达到灭火的目的。该实用新型的防火装置只能对一台设备进行灭火，无法对多台设备进行灭火，每台设备分别安装一套防火装置的成本较高，存在投资浪费。
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技术实现要素：
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[0005]
本发明要解决的技术问题是提供一种能够对多台设备进行防火的油田加热炉的气体灭火系统。
[0006]
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种油田加热炉的气体灭火系统，包括气体灭火介质发生器、消防引线、主控电路、输送烟雾的主管路和复数个加热炉灭火单元，加热炉灭火单元包括分支管路、单元控制电路和与加热炉的火筒配套的电控阀，主管路的入口接气体灭火介质发生器的气体灭火介质出口，分支管路的入口接主管路；分支管路通过电控阀接对应的火筒；单元控制电路包括控制器，电控阀的控制端接控制器的控制信号输出端。
[0007]
以上所述的气体灭火系统，加热炉灭火单元包括与加热炉的火筒配套的漏液检测传感器和与加热炉的火筒配套的图像视频火焰识别器，漏液检测传感器的液位探头安装在对应的火筒中，漏液检测传感器的信号输出端接控制器的火筒漏液信号输入端；图像视频火焰识别器安装在燃烧器的风机或加热炉上，图像视频火焰识别器的控制端和监测信号输出端分别接控制器；电控阀包括阀门开闭信号输出端，电控阀的阀门开闭信号输出端接控制器的电控阀阀门开闭信号输入端；所述的漏液检测传感器为投入式液位变送器，投入式液位变送器包括液位变送器本体、所述的液位探头和连接变送器本体与液位探头的导压管，液位变送器本体通过支架安装在火筒的外部，导压管穿过火筒，液位探头布置在火筒内的下部；液位变送器的信号输出端接控制器的火筒漏液信号输入端；图像视频火焰识别器的本体安装在燃烧器风机的壳体或加热炉上，燃烧器风机的壳体或加热炉包括观察孔，图像视频火焰识别器的镜头穿过观察孔进入燃烧器风机的壳体的内部或加热炉内部。
[0008]
以上所述的气体灭火系统，加热炉灭火单元包括与加热炉的火筒配套的压力传感器，加热炉灭火单元的压力传感器安装在对应的火筒与电控阀连接的管路上，加热炉灭火单元压力传感器的压力信号输出端接控制器的压力信号输入端；分支管路通过配套的电控阀连接对应的火筒的燃烧器壳体或加热炉；投入式液位变送器的支架安装在油燃烧器壳体或加热炉上，导压管穿过燃烧器壳体进入或直接进入加热炉火筒。
[0009]
以上所述的气体灭火系统，主控电路包括主控制器和引线电点火装置，引线电点火装置的控制端接主控制器的点火控制信号输出端；加热炉灭火单元的控制器与主控制器通信连接。
[0010]
以上所述的气体灭火系统，引线电点火装置包括继电器、继电器驱动电路、消防引线电热点火器、继电器常开触点串接在消防引线点火电源与消防引线电热点火器之间；继电器驱动电路的控制端接控制器的点火控制信号输出端，继电器电源、继电器线圈与继电器驱动电路串接；主管路在靠近气体灭火介质发生器的烟雾出口部位装有压力传感器，主管路压力传感器的压力信号输出端接主控制器的压力信号输入端。
[0011]
以上所述的气体灭火系统，包括消防引线护管，主控电路包括启动盒和主控箱，消防引线电热点火器布置在启动盒中，主控制器、继电器和继电器驱动电路和布置在控制盒中；消防引线护管的一端接启动盒，另一端接气体灭火介质发生器的消防引线入口；消防引线的第一端位于启动盒中，靠近消防引线电热点火器，消防引线的另一端穿过消防引线护管，进入到气体灭火介质发生器中。
[0012]
以上所述的气体灭火系统，加热炉灭火单元安装在对应的油田加热炉的工作间中，复数个工作间中的一个作为主控室，启动盒和主控箱安装在主控室的室内，气体灭火介质发生器安装在主控室的室外，消防引线护管穿过主控室的墙壁连接启动盒与气体灭火介质发生器，主管路穿过工作间的墙壁与分支管路连接；主控制器兼作主控室中加热炉灭火单元的控制器。
[0013]
以上所述的气体灭火系统，所述的压力传感器为闪压感知器，闪压感知器包括压变电桥、信号放大电路和模数转换器，压变电桥的输出端接信号放大电路的输入端，信号放大电路的输出端通过模数转换器接控制器或主控制器的压力信号输入端。
[0014]
以上所述的气体灭火系统，油田加热炉的气体灭火系统工作时包括以下步骤：
[0015]
901)各加热炉灭火单元的控制器和漏液检测传感器对本单元火筒漏油进行实时
监测，当任一加热炉灭火单元的控制器收到本单元漏液检测传感器发出的油田加热炉火筒的漏油信号后，该加热炉灭火单元的控制器向油田加热炉的控制室发出信号，油田加热炉的控制室对漏油的火筒停电、停燃气；
[0016]
902)漏油的火筒停电、停燃气后，控制室通知该加热炉灭火单元的控制器对漏油的火筒内进行火焰检测，启动相关的图像视频火焰识别器进行工作，如果停电、停燃气后，漏油的火筒内仍可以检测到明火，该加热炉灭火单元的控制器向主控制器发出启动点火装置的信号；
[0017]
903)主控制器收到启动点火装置的信号后，控制引线电点火装置点燃消防引线，燃烧的消防引线引燃气体灭火介质发生器内的气体灭火介质灭火剂，气体灭火介质发生器内产生高压使气体灭火介质或气体喷出，从气体灭火介质发生器喷出的高压气体灭火介质通过主管路和分支管路输入到漏油的火筒中，扑灭油田加热炉火筒因漏油产生的火焰。
[0018]
以上所述的气体灭火系统，所述的电控阀常开，加热炉灭火单元包括与加热炉的火筒配套的压力传感器，加热炉灭火单元的压力传感器安装在对应的火筒与电控阀连接的管路上，加热炉灭火单元压力传感器的压力信号输出端接控制器的压力信号输入端，油田加热炉的气体灭火系统工作时包括以下步骤：
[0019]
1001)主控制器收到启动点火装置的信号后，先通知各加热炉灭火单元的控制器关闭所有与这次灭火无关的电控阀，只剩漏液火筒对应的电控阀仍处在打开状态，关闭的电控阀将阀门关闭信号通过加热炉灭火单元的控制器反馈给主控制器，主控制器收到所有与这次灭火无关的电控阀的关闭信号后，再控制引线电点火装置引燃消防引线；
[0020]
1002)主管路中的压力传感器感知到高压气体灭火介质的压力，向主控制器反馈气体灭火介质发生器已引燃并输出高压气体灭火介质的信号，如果主控制器在启动消防引线电热点火器后没有收到主管路压力传感器反馈的压力信号，主控制器开启报警信号；
[0021]
1003)漏油的火筒输送气体灭火介质分支管路中的压力传感器感知到高压气体灭火介质的压力，向加热炉灭火单元的的控制器反馈高压气体灭火介质到达火筒的信息，加热炉灭火单元的的控制器再向主控制器传达高压气体灭火介质抵达的压力信号，以确认灭火装置工作正常；如加热炉灭火单元的控制器未收到相应的气体灭火介质压力信号并通报给主控制器，主控制器开启报警信号，防止火筒漏油火焰失控。
[0022]
本发明的气体灭火系统装备一台气体灭火介质发生器就能对系统内的多台油田加热炉进行漏油灭火，投资成本较低。
[附图说明]
[0023]
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0024]
图1是本发明实施例油田加热炉的气体灭火系统的立体图。
[0025]
图2是本发明实施例油田加热炉的气体灭火系统的主视图。
[0026]
图3是图1中ⅰ部位的局部放大图。
[0027]
图4是图2中ⅱ部位的局部放大图。
[0028]
图5是本发明实施例火筒漏液检测传感器的立体图。
[0029]
图6是本发明实施例烟雾发生器启动电路的电路图。
[具体实施方式]
[0030]
本发明实施例油田加热炉的气体灭火系统的结构如图1至图6所示，用于对三台并列布置的油田加热炉40的火筒漏油故障进行灭火，每台油田加热炉40安装在一间对应的工作间(烧火间)20中。每台油田加热炉40有两个火筒，每个火筒的后端安装有用于火筒烧火的燃烧器和风机。
[0031]
气体灭火系统包括烟雾发生器10、消防引线、主控电路、输送烟雾的主管路14和三个加热炉灭火单元。主管路14的入口接烟雾发生器10的烟雾出口13。
[0032]
气体灭火介质发生器还可以采用三氟甲烷(氮气)发生器、二氧化碳发生器、七氟丙烷发生器或全氟己酮发生器，本实施例的气体灭火介质发生器以烟雾发生器为例进行说明。
[0033]
加热炉灭火单元包括分支管路61、两个与火筒配套的漏液检测传感器50、两个与火筒配套的图像视频火焰识别器(图中未示出)和单元控制电路。
[0034]
分支管路61包括三通接头15、两个与火筒配套的电控阀62和两个与火筒配套的闪压感知器63。三通接头15入口与主管路14连接，三通接头15的两个出口分别通过一个电控阀62和一根软管65接对应火筒的燃烧器壳体41。闪压感知器63安装在电控阀62与软管65之间。灭火时，烟雾发生器10产生的高压烟雾经过主管路14、三通接头15和分支管路61，从燃烧器壳体41进入或直接进入油田加热炉40漏油的火筒内。
[0035]
图像视频火焰识别器安装在火筒燃烧器的风机或加热炉上。图像视频火焰识别器的本体安装在燃烧器风机或加热炉的壳体上，燃烧器风机或加热炉的壳体上有一个观察孔，图像视频火焰识别器的镜头穿过观察孔进入燃烧器风机的壳体或加热炉的内部。
[0036]
单元控制电路有一个微控制器mcu，电控阀62的阀门常开，电控阀62的控制端接微控制器mcu的控制信号输出端，电控阀62的阀门开闭信号输出端接微控制器mcu的电控阀阀门开闭信号输入端。闪压感知器63的压力信号输出端接微控制器mcu的压力信号输入端，漏液检测传感器50信号输出端接微控制器mcu的漏液检测信号输入端，图像视频火焰识别器的信号输出端接微控制器mcu的火焰识别信号输入端。
[0037]
漏液检测传感器50的液位探头安装在对应的火筒中，漏液检测传感器50的信号输出端接微控制器mcu的火筒漏液信号输入端。
[0038]
如图5所示，在本实施例中，漏液检测传感器50为投入式液位变送器，投入式液位变送器包括液位变送器本体51、液位探头52和连接变送器本体51与液位探头52的导压管53，液位变送器本体51通过支架54安装在油田加热炉火筒燃烧器壳体41的外部，导压管53穿过燃烧器壳体41进入火筒，液位探头52布置在加热炉火筒内的下部。液位变送器的信号输出端接微控制器mcu的控制信号输入端。
[0039]
主控电路包括主控mcu和引线电点火装置。引线电点火装置的控制端接主控mcu的点火控制信号输出端。所有加热炉灭火单元的微控制器mcu通过通信线路17与主控mcu通信连接，向主控mcu发送漏液检测传感器50检测到的漏油信号，当烟雾发生器10点火工作后，微控制器mcu向主控mcu发送闪压感知器63检测到的分支管路61与漏油的火筒之间的压力信号。
[0040]
如图4所示，主管路14靠近烟雾发生器10的烟雾出口13的立管上装有闪压感知器16。主管路14上闪压感知器16的压力信号输出端接主控mcu的压力信号输入端。
[0041]
本实施例的闪压感知器16和闪压感知器63各包括压变电桥、信号放大电路和模数转换器，压变电桥的输出端接信号放大电路的输入端，信号放大电路的输出端通过模数转换器接微控制器mcu或主控mcu的压力信号输入端。
[0042]
如图6所示，烟雾发生器启动电路包括继电器k、继电器驱动电路、消防引线的电热点火器、继电器常开触点k1串接在消防引线的点火电源与消防引线的电热点火器之间。继电器驱动电路的控制端作为烟雾发生器启动电路的控制端接控制器的点火控制信号输出端，继电器电源、继电器线圈与继电器驱动电路串接。
[0043]
如图6所示,在本实施例中,电热点火器为螺旋状的电热丝，消防引线点火电源为ac 220v市电，消防引线穿过螺旋状的电热丝的内孔。继电器驱动电路采用三极管q1，微控制器mcu的点火控制信号输出端通过电阻r1接三极管q1的基极，dc_5v的继电器电源、继电器k的线圈与三极管q1串接。
[0044]
三间工作间20中，当中的一间20a是主控间，主控电路包括启动盒30和主控箱02a，消防引线电热点火器布置在启动盒30中，主控mcu、继电器和继电器驱动电路和布置在主控箱02a中。消防引线护管11的一端接启动盒30，另一端接烟雾发生器10的消防引线入口12。消防引线的一端固定在启动盒30中，穿过消防引线电热点火器螺旋状的电热丝，消防引线的另一端穿过消防引线护管11，进入到烟雾发生器10中。
[0045]
启动盒30和主控箱02a安装在主控间20a室内的墙壁21a的内壁上，烟雾发生器10安装在主控间20a的室外，消防引线护管11穿过主控间20a的墙壁21a连接启动盒30与烟雾发生器10。
[0046]
主管路14穿过各工作间20的墙壁21与各加热炉灭火单元的分支管路61连接。各工作间20中有控制盒02，各加热炉灭火单元的微控制器mcu布置在对应工作间20的控制盒02中，主控间中不设置控制盒和另外的微控制器mcu，只设主控箱02a，主控箱02a中的主控mcu兼作主控间中加热炉灭火单元的单元控制电路的微控制器。
[0047]
本发明以上实施例的油田加热炉的气体灭火系统工作时，各加热炉灭火单元的微控制器和漏液检测传感器对本单元火筒漏油进行实时监测，当任一加热炉灭火单元的微控制器收到本单元漏液检测传感器发出的油田加热炉火筒的漏油信号后，该加热炉灭火单元的微控制器立即向油田加热炉的控制室发出信号，油田加热炉的控制室对漏油的火筒停电、停燃气。漏油的火筒停电、停燃气后，控制室通知该加热炉灭火单元的微控制器对漏油的火筒内进行火焰检测，启动相关的图像视频火焰识别器进行工作，如果停电、停燃气后，漏油的火筒内仍可以检测到明火，该加热炉灭火单元的微控制器向主控mcu发出启动点火装置的信号。
[0048]
主控mcu收到启动点火装置的信号后，通知各加热炉灭火单元的微控制器关闭所有与这次灭火无关的电控阀，只剩漏液火筒对应的电控阀仍处在打开状态。关闭的电控阀将阀门关闭信号通过加热炉灭火单元的微控制器反馈给主控mcu，主控mcu收到所有与这次灭火无关的电控阀的关闭信号后，控制引线电点火装置的电热丝引燃作为导火索的消防引线，燃烧的消防引线引燃烟雾发生器内的烟雾灭火剂，烟雾发生器内产生高压使烟雾或气体喷出。从烟雾发生器喷出的高压烟雾通过输送管路输入到漏油的火筒中，迅速扑灭油田加热炉火筒因漏油产生的火灾。
[0049]
另外，主管路中的闪压感知器感知到高压烟雾的压力，向主控mcu反馈烟雾发生器
10已引燃并输出高压烟雾的信号。如果主控mcu在启动消防引线电热点火器后没有收到主管路闪压感知器反馈的压力信号，主控mcu便开启报警信号，防止火筒漏油火灾失控。
[0050]
漏油的火筒输送烟雾分支管路中的闪压感知器感知到高压烟雾的压力，向加热炉灭火单元的的微控制器反馈高压烟雾到达火筒的信息，加热炉灭火单元的的微控制器再向主控mcu传达高压烟雾抵达的压力信号，以确认灭火装置工作正常；如加热炉灭火单元的微控制器未收到相应的烟雾压力信号并通报给主控mcu，主控mcu也开启报警信号，防止火筒漏油火灾失控。