申请专利材料090718

1、各项专利申请说明一、塔架结构塔架主视图（如附件塔架主视图）整体描述设备作用：高架火炬用于焚烧化工装置排放的废气。为避免造成对地面人员及装置的伤害，通常会将废气排放至几十米到一百多米处焚烧。火炬塔架7的作用就是用来支撑火炬排放筒8、分子密封器5及火炬头1。以前塔架缺点：以前塔架通常采用焊接方式，必须在现场安装，焊接点刚度及强度很差。很难制造百米以上塔架。采用爬梯（笼式），给维修人员携带维修工具、材料带来不便，有安全上的隐患，容易发生事故。现场施工环境差，施工品质难以控制。因天气因素常无法掌控施工进度。连接螺栓采用镀锌保护，使用寿命有限。本塔架特点：塔架采用三角形、双曲线结构设计。风阻系数最小。火

2、炬筒体8布置于塔架内由塔架支撑。塔架由主柱及斜撑构成。塔架连接处采用法兰螺栓连接，斜撑与主柱之间采用卡板方式连接。柱基座10采用双层基座板加筋板及套管螺栓，具有良好的抗震效果。塔架上设置休息，平台材料为防腐镀锌隔栅板。在平台休息处设置防护室6，钢制螺旋梯2及楼梯9为人员提供休息、防护场所。减少现场施工量，缩短施工周期，确保施工进度及施工质量，降低施工成本，减少现场重型吊具的租金。塔架构件材质为Q235B与20#。主要发明点：A. 塔架连接处采用法兰加筋板连接。B. 顶层平台3与下一层平台4间设置钢制螺旋梯2及楼梯9。C. 防护室6。D.柱基座10。E.螺栓采用铬酸盐皮膜烘覆。F.塔架法兰连接采

3、用双螺帽。实物图塔架细部描述连接法兰局部放大图描述实物图备注塔架钢管1连接采用法兰2螺栓4连接。在法兰面与支管间均匀设置若干加强筋板3，可以看作是中心体和若干个横截面为空心矩形的组合体。节省材料的同时，大大增强连接处的刚度和强度。使塔架整体更牢固，安全。螺栓设置双螺帽，使连接更固定。横梁与斜撑均采用连接板方式连接。螺旋楼梯局部放大图描述实物图备注在塔架顶层平台3与下一层平台间设置螺旋形楼梯，包括台阶4和护栏5。全部采用钢结构设计。具有攀爬方便、造型美观等特点。局部放大图描述实物图备注塔架平台6间设置有45度楼梯。包括台阶4、护栏2及小型休息平台7。全部采用钢结构设计。台阶采用花纹钢、格栅板及止

4、滑材料设计。具有攀爬方便、造型美观等特点。防护室局部放大图描述实物图备注在塔架一定间隔休息平台3处设置有防护室，全部为钢制材料制成，包括防护室墙体1和防护门2。为查看或维修人员提供休息及保护。保证火炬在正常燃烧时，产生的热辐射不会对防护室内的人员造成伤害。室内嵌耐火材料及绝缘材料5，防止热辐射及雷击触电。塔架基座局部放大图描述实物图备注塔架结构主柱1基座采用双层基座板加筋板结构，如图基座板2和基座板4，中间为加强筋板5.此结构大大增强了连接处的刚度和强度。具有良好的抗震效果。基座周围布置基础螺栓8，基础螺栓设置双螺帽3，使连接更固定。螺栓外层设置螺栓套管7。螺栓采用铬酸盐皮膜烘覆处理，大大增强

5、抗腐蚀能力。使用寿命大大高于镀锌螺栓。采用模板对基础6预埋基础螺栓定位，不会出现错位的问题。基础安装模板：在火炬塔架基础螺栓预埋时，采用模板过行预埋定位，因为模板与设备实际螺栓孔位置完全相同，保证设备与基础螺栓可精准对接。如无此模板，将无法保证预埋螺栓能够清确插入设备螺栓孔内。造成对接不上，影响安装施工。二、吊装机构吊装机构主视图整体描述设备作用：火炬吊装机构是火炬头2检修时，用来吊装火炬头的装置。包括吊臂1、地面卷扬机5、高空卷扬机7、钢缆3、牵引拖车4。吊臂为升降提供支点，卷扬机通过钢缆控制火炬头吊卸位置，牵引拖车使火炬头方向定位，使火炬头吊卸过程中不与塔架接触。以前缺点：火炬头属经常维护

6、设备，火炬检修时，通常使用链条升降机构将火炬头吊下或搭建临时升降装置，维修完成后再将其吊至火炬顶部安装。成本、时间、操作难度均很大。本发明特点：只采用简易的起重设备便能完成火炬头检修与更换。当装置设备处在大修期间维修人员可登上火炬的检修平台对火炬进行检查，如判断确认某部件虽然目前可以使用，但存在隐患需要更换时（如长明灯组件），可利用吊装将火炬头整组送到塔顶而不用搭建临时升降装置或使用大型起重设备，使得火炬头的维修更换更加快捷方便，减少了大量的费用，降低了劳动强度, 处理时间相当快。主要发明点：A.使用平台上卷扬机7升降吊臂.B.钢缆经由吊臂管内穿过。C.在塔架一定高度设置滑轮组，引导方向，平衡

7、受力。D吊装时采用吊装方向引导装置4，保证火炬头不会与塔架接触，造成损坏。实物图吊装机构细部描述起重机构局部放大图描述实物图备注起重吊臂主要由支架1、钢缆2、滑轮3、十字吊架4组成。起重吊臂，固定在火炬塔架最上面一层平台和筒体上，经由卷扬机将已经与筒体7分开的火炬头6提升旋转移至火炬塔架的护栏外测然后卸放到地面。提升钢缆经由吊臂1管中串过。十字吊架4扣住火炬头上设置的吊耳5.其特点为结构简单，使用方便。起重机构操作流程如右图为吊臂卸放火炬头的步骤图。图A所示为吊臂2不使用时状态，此时吊臂位于顶层平台之下，并固定于筒体4上。防止火炬燃烧时，高温对其造成损害。图B所示为准备吊起火炬头1，过程为：由

8、高层平台上的卷扬机先将吊臂提升至顶层平台之上，十字吊架位于火炬头上方。将十字吊架上缆绳固定于火炬头四只吊耳上。然后，将火炬头1与筒体2间螺栓拆下，使火炬头与筒体分开。图C所示为准备卸放火炬头，过程为：先将火炬头提升一定高度，后旋转吊臂180度，使火炬头处理平台外侧。另有吊装方向引导装置将火炬头拉线引向卸放到地面。吊装过程为反过程。其它设备吊卸与此相同。电动卷扬机局部放大图描述实物图备注电动卷扬机1设置于地面2筒体4附近。通过钢缆3控制吊臂吊卸火炬头位置。采用可正反向自锁结构,保证了吊索的安全性。5为导向定滑轮，改变钢缆方向，平均受力。吊装机构对照已申请专利示意图对比描述：1.如左图，滑轮4、5

9、及钢钢缆安装于吊臂6外侧。这样设计钢缆很容易脱钩。如右图，滑轮3安装于吊臂内，钢缆2由吊臂管1内穿过。钢缆不会脱钩。2.如左图，吊臂6直接安装在平台上面，火炬燃烧时，会对吊臂造成很大辐射伤害。如右图，吊臂不使用时，通过卷扬机将其下放至平台下方。使用时，通过卷扬机将其提升到平台上。大大减小火炬燃烧时对吊臂造成的热辐射伤害。增加吊臂的使用寿命。本发明示意图三、防风墙防风墙主视图整体描述设备作用：燃烧塔2下部5米处为无遮掩引风结构。外围设有防风墙1。防风墙为圆形结构，通常高度为6米。防止燃烧塔底部侧风对地面燃烧器燃烧过程的影响，同时起到防热辐射及噪音的作用。利用排放气燃烧，空气从防风墙和燃烧塔间的空

10、间引射到燃烧塔内与排放气充分混合燃烧。以前缺点：以前，地面火炬防风墙通常为混凝土结构，占地空间较大且很容易发生龟裂，使用寿命较短，无耐高温材料做内衬。防风墙只能现场施工制造。本专利特点： 防风墙采用钢结构制成，防风墙分成若干模块，采用螺栓连接组装而成。不需在现场制造后进至现场组装。墙内壁衬有耐火耐高温陶瓷纤维毯，可最大限度地降噪和防止热辐射外漏，同时又可有效阻止操作人员进入地面排放气燃烧塔的高温区域。陶瓷纤维毯下以岩棉为内衬，岩棉用不锈钢丝网固定，并且有两个进出门3。防风墙底部铺设有小卵石，以增加地面抗热辐射能力并可有效抵消噪音。主要发明点：防风墙整体由许多片钢结构模块连接组合而成。实物图防风

11、墙细部描述防风墙板局部放大图描述实物图备注防风墙整体由许多钢制片状模板1连接组合而成。每片模板上均有若干连接孔位。同时，间隔一定长度增加一块筋板2，增加模板的强度。其特点为方便运输、组装。在出厂前进行预组装，不会产生变形或对接不上等问题。四、多层次水封罐结构水封罐主视图整体描述设备作用：火炬系统水封罐1是火炬气排放时防止回火的重要设备，能够可靠地保证系统安全。通常水封罐具有入口2和出口3各一个。入口管线4插入到罐内液面下，插入深度为水封高度。当排放气压力大于水封压力时，将冲破水封后经出口排出。这样，入口与出口气体形成非连通。防止回火。通常水封罐设补水管线6和排污虹吸管7。以前特点：入口插管直接

12、插入液面下，单一水封高度结构，极易产生大气泡，发生喘流、喘振和憋压。本发明特点：水封罐插管4设计成锯齿形结构，可以有效地防止排放气体压力不稳定产生喘流及喘振。同时也避免了排放气压力的波动造成水封罐连接部位的破坏和泄漏。在水封罐插管上设置分支插管5，分支插管由主插管引出后，也插入液面下。管径及水封深度小于主插管。微量或微压排放气通过分支插管排出。避免产生憋压现象。主要发明点：A：插入管设置为锯齿结构。B：多层次水封插管5。五、水封罐虹吸管虹吸管主视图整体描述装置作用：火炬系统水封罐虹吸管为水封罐多余水溢流装置。以前缺点： 在水封罐内设置隔板，一边水封槽，一边为废水槽。废水槽液达到一定高度时，控制

13、排水阀打开排水。此种设计可靠性较低，控制系统故障时将无法排水，造成极大安全隐患。本发明特点：虹吸管2安装于火炬系统水封罐装置3处，作为水封罐内高液位溢流装置，使水封罐内水封液位不高于某一值，同时，防止外界气体倒灌进入水封罐。本装置采用正反U型结构。正常情况下，虹吸管正U型部分充满水，在大气压作用下，U型管内液位与水封液位相同。水封液位上升，U型管内液位也随之上升。当U型管内液位超过倒U部分顶端时，多余的水将自动流出。这样就保证水封液位不会超过某一值。U型管顶端设置有与大气相通的通气管。保证管内不会产生虹吸现象将水大量排出。虹吸管设置排污阀1、4。当检修需要清空水封罐内液位时，将阀1、4打开。使

14、罐内液体排空。正常使用时，阀1、4关阀。主要发明点：A.U型虹吸管排水结构B.夹套时虹吸管排水结构实物图液位计：在虹吸管正U管处设置液位计，显示虹吸管内液位高度。使操作人员了解虹吸管内液位情况，保证安全操作。夹套式虹吸管局部放大图描述实物图备注本发明特点：夹套式虹吸管安装于火炬系统水封罐装置5处，作为水封罐内高液位溢流装置，使水封罐内水封液位不高于某一值，同时，防止外界气体倒灌进入水封罐。本装置采用夹套式结构。正常情况下，虹吸管下水管4及上水管2处充满水，在大气压作用下，管内液位与水封液位相同。水封液位上升，上水管2液位也随之上升。当管内液位超过上水管2部分顶端时，多余的水将自动流出。这样就保

15、证水封液位不会超过某一值。箭头所指方向为水流方向。上水管2顶端设置有与大气相通的通气管1。保证管内不会产生虹吸现象将水大量排出。预埋管3为施工前预埋地下的预埋管。虹吸管可直接插入此管进行固定。特点：水封虹吸管通常会很长，一部分要埋在地下。夹套结构设计只需在地下打一个孔，将预埋管放入即可。避免大面积挖掘。六、火炬头火炬燃烧器主视图整体描述设备作用：火炬头是火炬设施的核心设备。用来焚烧化工装置排放的废气。火炬头设置在火炬塔架顶部。通常由筒体3、长明灯5、导流板7及三路蒸汽消烟装置组成（外环4、中环5、内环6）。以前缺点：目前国内普遍采用蒸汽助燃注入技术进行消烟，这种技术应用于较大和中等废气排放量的

16、炼油火炬项目中的确可以起到消烟的作用。但对于较大的废气排放量来说，火焰周围的空气显得不足，会产生大量黑烟，且噪声很大。本发明特点：火炬头为低噪音、高燃尽率的火炬燃烧器。310SS材质，耐高温，采用外环4、中环5、内环6三路蒸汽消烟技术，彻底解决火炬头排放量不稳定带来的消烟不稳定的难题，使其达到彻底的无烟燃烧的效果。主要发明点：A.为了改善火焰周围空气不足，本发明火炬头上采用了一项专有技术“助燃导流板”7。B.在每支蒸汽引射管线上分别设置消音装置4，极大的降低燃烧噪音。C.火炬头出口处设置稳火环，提高火焰刚度。D.火炬头内部设置有回火及焖烧检测及联锁控制装置，防止回火及焖烧的发生。实物图三路蒸汽

17、描述：第一路由中心蒸汽引入火炬头。在火炬燃烧器中心通入一根蒸汽喷管。这路蒸汽可以改变燃烧区中心的水碳比，同时降低头部温度，延长火炬燃烧器寿命。第二路由火炬燃烧器内同心均匀布置若干根蒸汽喷管引入火炬头。其主要作用是: 喷管喷出高速蒸汽-空气混合气流，托高火焰，使火焰远离火炬燃烧器头部，以降低头部温度，延长火炬燃烧器寿命。通过蒸汽喷嘴从下部引射大量的空气，供应火焰中心高温缺氧区，同时增加火炬中心的紊流度，火炬气与空气充分混合。第三路由上部环行蒸汽喷嘴引入火炬头。上部蒸汽环形喷嘴位于火炬燃烧器头部外围，均匀分布若干球形喷嘴。它的作用是：喷嘴喷出的蒸汽形成蒸汽幕有效吸收辐射热，使火炬燃烧器头部冷却。

18、使蒸汽旋流状喷出，引射大量的空气，极大地增加火炬气与空气的混合效果。火炬燃烧器细部描述助燃导流板局部放大图描述实物图备注“助燃导流板”1成流线型设置在火炬头2的外部围成环状，这种助燃导流板将高空横向流动的大量空气由横向力转向为垂直向上，使空气源源不断地导向燃烧着火炬区域上方，使火炬头顶部的火焰不易倾倒，这种技术使火炬无烟排放量在常规技术上大大提升。减小消烟蒸汽的消耗量。火炬消声装置整体布置图描述细部图细部描述如左图：在火炬头6内均匀设置蒸汽喷管5，为火炬燃烧提供消烟蒸汽。蒸汽经蒸汽主管1进入蒸汽环管2，后分配给每一路消烟蒸汽管线3，同时引射大量空气进入各路蒸汽管线，起到助燃效果。在引射空气时，

19、会产生噪音，因此，在每一路引射管线上设置消音装置，避免噪声污染。如左图为消音装置工作流程图，蒸汽通过管4、引射喷嘴2喷出进入消烟蒸汽管。同时，引射大量空气进入。此时，空气流速过快会产生噪音。在蒸汽引喷嘴2周围设置消音装置1，避免噪声污染。采用消音棉作为消音装置消音介质。七、高架与地面火炬切换切换流程示意图切换流程描述本发明特点：如右图，设置一套高架和一套地面作为处理排放废气的火炬系统，对于正常排放（低压小流量）火炬气通过支管3、限流孔板4、流量计5、气动切断阀6、水封罐7、水封后总管8、各级火炬气调节阀9、阀后压力变送器10到地面火炬燃烧塔11中的燃烧器14中处理。燃烧塔采用混凝土支柱12支撑

20、.外转设置有防风墙13.地面火炬采用蒸汽进行消烟。蒸汽经由总管15，分别为每一级火炬火炬燃烧器提供消烟蒸汽。管线上设置有蒸汽调节阀13。可减少高架火炬长期排放所造成的光污染及异常排放（大流量）的高架火炬燃烧小流量的废气所带来的安全隐患（如回火、闷烧等现象）。火炬气排放量超过一定值时，火炬气则通过火炬气排放总管2、高架火炬水封罐17、高架火炬筒体18、分子密封器19、最后到高架火炬头20中处理。主要发明点：A. 于排放总管1引出支管3，在支管上设置有限流孔板4、流量计5、气动切断阀6、地面火炬水封罐7、破水封后经总管8排放直至地面火炬燃烧器14处理。B地面火炬水封罐7及高架火炬水封罐17水封深度差异，排放压力不同。流量小、压力低时，火炬气由支管3进入地面火炬处理。限流板4使流经支管气体的流量不会超过一定值，流量计5及气动切断阀6联锁控制进入地面火炬的排放量不超过其设计量，如果检测分支管3内气体流量高于某一值时，而关闭切断阀6，使排放气经由火炬气管线2改排高架火炬处理。C地面火炬采用多级微分控制，由火炬气调节阀9、阀后压力变送器10及蒸汽管线上的蒸汽调节阀16组成，由PLC自动控制，完全无人值守的自动控制系统。使消烟蒸汽量随排放气量变化而变化，不会造成蒸汽不足而产生黑烟，也不会因蒸汽过量而造成浪费，达到节能减排的功效。八、