[go: up one dir, main page]

RU2566616C1 - Igniter flame detection and ignition system - Google Patents

Igniter flame detection and ignition system Download PDF

Info

Publication number
RU2566616C1
RU2566616C1 RU2014112928/06A RU2014112928A RU2566616C1 RU 2566616 C1 RU2566616 C1 RU 2566616C1 RU 2014112928/06 A RU2014112928/06 A RU 2014112928/06A RU 2014112928 A RU2014112928 A RU 2014112928A RU 2566616 C1 RU2566616 C1 RU 2566616C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
flame
rod
insulator
burner
flame rod
Prior art date
Application number
RU2014112928/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014112928A (en
Inventor
Курт КРАУС
Дасти РИЧМОНД
Джей ДЖЕННИНГС
Стефано БЬЕТТО
Original Assignee
Ханивелл Интернэшнл Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US13/352,830 external-priority patent/US8986000B2/en
Application filed by Ханивелл Интернэшнл Инк. filed Critical Ханивелл Интернэшнл Инк.
Publication of RU2014112928A publication Critical patent/RU2014112928A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2566616C1 publication Critical patent/RU2566616C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • F23G7/06Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases
    • F23G7/08Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases using flares, e.g. in stacks
    • F23G7/085Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases using flares, e.g. in stacks in stacks
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00Systems for controlling combustion
    • F23N5/02Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
    • F23N5/12Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using ionisation-sensitive elements, i.e. flame rods
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23QIGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
    • F23Q9/00Pilot flame igniters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23QIGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
    • F23Q9/00Pilot flame igniters
    • F23Q9/08Pilot flame igniters with interlock with main fuel supply
    • F23Q9/12Pilot flame igniters with interlock with main fuel supply to permit the supply to the main burner in dependence upon existence of pilot flame
    • F23Q9/14Pilot flame igniters with interlock with main fuel supply to permit the supply to the main burner in dependence upon existence of pilot flame using electric means, e.g. by light-sensitive elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D2207/00Ignition devices associated with burner
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D2900/00Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
    • F23D2900/00014Pilot burners specially adapted for ignition of main burners in furnaces or gas turbines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D2900/00Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
    • F23D2900/00015Pilot burners specially adapted for low load or transient conditions, e.g. for increasing stability
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2227/00Ignition or checking
    • F23N2227/22Pilot burners
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2229/00Flame sensors
    • F23N2229/02Pilot flame sensors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
  • Control Of Combustion (AREA)

Abstract

FIELD: power engineering.
SUBSTANCE: invention relates to power engineering. Claimed method consists in making the flame core with one end placed at burner flame location. Flame core section is closed by insulator at preset distance from said flame core end. Flame availability at the burner is defined by voltage detection at flame core. Said voltage is caused by the flame ionised gas area. Said burner is fired by spark at flame core to initiate the flame. Note here that said insulator eliminates the humidity effects to prevent electric faults of the flame rod which makes the latter incapable of detecting aforesaid voltage or firing the burner by the spark.
EFFECT: resisting to atmospheric precipitation.
15 cl, 4 dwg

Description

Уровень техникиState of the art

Настоящее изобретение относится к обнаружению и зажиганию пламени и, в частности к механизмам противодействия атмосферным осадкам для запальников, которые обеспечивают обнаружение и зажигание пламени.The present invention relates to the detection and ignition of a flame, and in particular to mechanisms for counteracting atmospheric precipitation for igniters, which provide for the detection and ignition of a flame.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Изобретение обеспечивает способ для обнаружения и зажигания пламени, характеризующийся тем, что обеспечивают стержень пламени, причем один конец стержня пламени размещают в месте нахождения пламени горелки; закрывают участок стержня пламени изолятором на заданном расстоянии от указанного конца стержня пламени; определяют наличие пламени на горелке путем обнаружения напряжения на стержне пламени, которое обусловлено областью ионизированного газа пламени; и зажигают горелку искрой на стержне пламени, чтобы инициировать пламя на горелке; при этом изолятор устраняет влияние влажности для предотвращения электрической неисправности стержня пламени, которая делает стержень пламени неспособным обнаруживать напряжение на стержне пламени, вызываемое областью ионизированного газа пламени, или зажигать горелку с помощью искры.The invention provides a method for detecting and igniting a flame, characterized in that the flame rod is provided, one end of the flame rod being placed at the location of the burner flame; close the portion of the flame rod with an insulator at a predetermined distance from the specified end of the flame rod; determine the presence of flame on the burner by detecting the voltage on the flame rod, which is due to the region of the ionized flame gas; and light the burner with a spark on the flame rod to initiate the flame on the burner; the insulator eliminates the influence of humidity to prevent electrical failure of the flame rod, which makes the flame rod unable to detect the voltage on the flame rod caused by the region of the ionized flame gas, or to ignite the burner with a spark.

Предпочтительно, к изолятору с помощью высокотемпературной пайки твердым припоем или сварки прикрепляют соединитель; и прикрепляют стержень пламени к указанному соединителю с помощью высокотемпературной пайки твердым припоем или сварки; при этом высокотемпературная пайка твердым припоем или сварка выдерживает температуру до 1100°C; изолятор содержит материал, выдерживающий температуру до 1100°C; и стержень пламени содержит электропроводный материал, выдерживающий температуру до 1100°С.Preferably, a connector is attached to the insulator by high temperature brazing or welding; and attach the flame rod to the specified connector using high-temperature brazing or welding; at the same time, high-temperature brazing or welding withstands temperatures up to 1100 ° C; the insulator contains material that can withstand temperatures up to 1100 ° C; and the flame rod contains an electrically conductive material that can withstand temperatures up to 1100 ° C.

В частности, изолятор содержит гофрированную внешнюю поверхность; причем изолятор размещают на заданном расстоянии от горелки; при этом изолятор фактически немедленно высыхает, когда в горелке присутствует пламя. Кроме того, изолятор располагают на заданном расстоянии от выводной трубы факела; при этом изолятор фактически немедленно высыхает, когда в выводной трубе факела присутствует пламя.In particular, the insulator comprises a corrugated outer surface; moreover, the insulator is placed at a predetermined distance from the burner; the insulator actually dries immediately when a flame is present in the burner. In addition, the insulator is located at a predetermined distance from the outlet pipe of the torch; in this case, the insulator dries out immediately when a flame is present in the discharge pipe of the torch.

Вторым объектом изобретения является система для обнаружения и зажигания пламени. Система содержит стержень пламени, имеющий первый конец и второй конец; электрически изолирующую втулку, расположенную вокруг части стержня пламени на первом конце; переключатель, подключенный к первому концу стержня пламени; усилитель сигнала, соединенный с переключателем; и источник искры, соединенный с переключателем; при этом переключатель имеет первое положение и второе положение; в первом положении переключатель подключает усилитель к стержню пламени; во втором положении переключатель подключает источник искры к стержню пламени; а электрически изолирующая втулка предотвращает электрическое повреждение стержня пламени от атмосферных осадков.A second aspect of the invention is a system for detecting and igniting a flame. The system comprises a flame rod having a first end and a second end; an electrically insulating sleeve located around a portion of the flame rod at the first end; a switch connected to the first end of the flame rod; signal amplifier connected to the switch; and a spark source connected to the switch; wherein the switch has a first position and a second position; in the first position, the switch connects the amplifier to the flame rod; in the second position, the switch connects the spark source to the flame rod; and an electrically insulating sleeve prevents electrical damage to the flame rod from precipitation.

Предпочтительно, второй конец стержня пламени расположен в горелке запальника; стержень пламени выполнен с возможностью зажигать горелку запальника с помощью искры; и стержень пламени также выполнен с возможностью обнаруживать пламя в горелке запальника через область ионизированного газа, создаваемого пламенем, что вызывает появление напряжения на стержне пламени.Preferably, the second end of the flame rod is located in the pilot burner; the flame rod is configured to ignite the igniter burner with a spark; and the flame rod is also configured to detect flame in the pilot burner through the region of ionized gas generated by the flame, which causes a voltage to appear on the flame rod.

В частности, электрически изолирующая втулка содержит гофрированную внешнюю поверхность, предпочтительно содержит керамический материал. Кроме того, второй конец стержня пламени обеспечивает двойной режим функционирования, который включает режим обнаружения и режим зажигания; усилитель сигнала соединен с помощью переключателя с первым концом стержня пламени в режиме обнаружения; и источник искры соединен с помощью переключателя с первым концом стержня пламени в режиме зажигания.In particular, the electrically insulating sleeve comprises a corrugated outer surface, preferably containing ceramic material. In addition, the second end of the flame rod provides a dual mode of operation, which includes a detection mode and an ignition mode; the signal amplifier is connected via a switch to the first end of the flame rod in the detection mode; and the spark source is connected via a switch to the first end of the flame rod in the ignition mode.

Система также содержит кабель, соединяющий переключатель с первым концом стержня пламени; кабель выдерживает температуру до 1100°С; при этом стержень пламени содержит стальной сплав. Соединение кабеля с первым концом стержня пламени обеспечивается с помощью высокотемпературной пайки твердым припоем или сварки; и высокотемпературная пайка твердым припоем или сварка выдерживает температуру до 1100°С.The system also includes a cable connecting the switch to the first end of the flame rod; the cable can withstand temperatures up to 1100 ° C; wherein the flame rod contains a steel alloy. The cable connection to the first end of the flame rod is provided by high-temperature brazing or welding; and high temperature brazing or welding can withstand temperatures up to 1100 ° C.

Третьим объектом изобретения является второй вариант системы для обнаружения и зажигания пламени, которая содержит: первый удлиненный элемент из металла; удлиненный изолятор, имеющий первый конец, прикрепленный к первому концу первого удлиненного элемента из металла; и второй удлиненный элемент из металла, имеющий первый конец, прикрепленный к первому концу первого удлиненного элемента из металла и расположенный таким образом, что проходит через отверстие в удлиненном изоляторе; при этом первый удлиненный элемент из металла, второй удлиненный элемент из металла и удлиненный изолятор выполнены с возможностью выдерживать температуру до 1100°С; первый удлиненный элемент из металла способен переносить сигнальное напряжение, указывающее на наличие пламени в горелке запальника, и способен переносить напряжение для воспламенения пламени в горелке запальника; а удлиненный изолятор расположен в пределах заданного расстояния от горелки запальника, имеющей пламя, обеспечивающего фактически мгновенное удаление влаги с удлиненного изолятора.A third aspect of the invention is a second embodiment of a system for detecting and igniting a flame, which comprises: a first elongated metal element; an elongated insulator having a first end attached to the first end of the first elongated metal element; and a second elongated metal element having a first end attached to the first end of the first elongated metal element and arranged so that it passes through an opening in the elongated insulator; wherein the first elongated element of metal, the second elongated element of metal, and the elongated insulator are configured to withstand temperatures up to 1100 ° C; a first elongated metal element is capable of transmitting a signal voltage indicative of the presence of a flame in the pilot burner, and is capable of transmitting a voltage to ignite a flame in the pilot burner; and the elongated insulator is located within a predetermined distance from the igniter burner having a flame, providing virtually instantaneous removal of moisture from the elongated insulator.

Предпочтительно удлиненный изолятор имеет внешнюю поверхность, которая содержит углубления в поверхности для создания большей внешней поверхности, чем внешняя поверхность без углублений.Preferably, the elongated insulator has an outer surface that contains recesses in the surface to create a larger outer surface than the outer surface without recesses.

В частности, система также содержит селекторный выключатель, соединенный со вторым концом второго удлиненного элемента из металла; усилитель, соединенный с селекторным выключателем; и источник напряжения, соединенный с селекторным выключателем; при этом селекторный выключатель выполнен с возможностью подключать усилитель или источник напряжения ко второму концу второго удлиненного элемента из металла, а также отображать выбор режима обнаружения пламени или режима зажигания пламени; усилитель выполнен с возможностью усиливать напряжение, создаваемое на первом удлиненном элементе из металла областью ионизированного газа из пламени горелки запальника; источник напряжения выполнен с возможностью обеспечивать искру для зажигания пламени в горелке запальника; и второй конец первого удлиненного элемента из металла расположен достаточно близко к горелке запальника, чтобы зажигать пламя в горелке запальника, а также чтобы обнаруживать напряжение, создаваемое областью ионизированного газа из пламени в горелке запальника.In particular, the system also includes a selector switch connected to the second end of the second elongated metal element; an amplifier connected to a selector switch; and a voltage source connected to the selector switch; while the selector switch is configured to connect an amplifier or voltage source to the second end of the second elongated element of metal, and also display the choice of flame detection mode or flame ignition mode; the amplifier is configured to amplify the voltage generated on the first elongated metal element by the region of ionized gas from the flame of the pilot burner; the voltage source is configured to provide a spark for igniting the flame in the pilot burner; and the second end of the first elongated metal element is located close enough to the pilot burner to ignite the flame in the pilot burner, and also to detect the voltage generated by the region of ionized gas from the flame in the pilot burner.

Система может работать в суровых климатических условиях, до - 40°С, включая сильные ветры и значительное количество влаги и дождей. Система обеспечивает обнаружение и зажигание пламени с помощью узла стержня пламени, включающего быстро сохнущий изолятор, расположенный вокруг указанного стержня.The system can operate in harsh climatic conditions, up to - 40 ° C, including strong winds and a significant amount of moisture and rain. The system provides flame detection and ignition using a flame rod assembly including a quick-drying insulator located around said rod.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Фиг. 1 - схема запальника для факельного модуля производственного процесса;FIG. 1 is a pilot diagram for a flare module of a manufacturing process;

фиг. 2 - схема иллюстративного примера узла стержня пламени, предназначенного для механизма обнаружения и зажигания пламени;FIG. 2 is a diagram of an illustrative example of a flame rod assembly for a flame detection and ignition mechanism;

фиг. 3a и 3b - схемы узла стержня пламени для горелки запальника; иFIG. 3a and 3b are diagrams of a flame rod assembly for a pilot burner; and

фиг. 4 - схема другой конструкции узла стержня пламени.FIG. 4 is a diagram of another design of a flame rod assembly.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Для факела производственного процесса может быть необходима компьютеризированная электронная система управления для постоянного отслеживания наличия пламени в его запальнике. Это может гарантировать, что при необходимости факел будет воспламенен. Благодаря преимуществам технологии электронного управления требуемый временной цикл системы управления с обратной связью может быть уменьшен. Однако технология отслеживания пламени существующего уровня техники в настоящее время не всегда обеспечивает необходимое малое время отклика.For the torch of the production process, a computerized electronic control system may be needed to constantly monitor for the presence of flame in its igniter. This can ensure that the torch is ignited if necessary. Due to the advantages of electronic control technology, the required time cycle of a feedback control system can be reduced. However, prior art flame tracking technology does not currently provide the required short response time.

Технология использования стержня (стержня пламени) для измерения ионизации в области пламени может указывать на наличие пламени практически мгновенно. Вследствие экстремальных окружающих условий необходимо изделие для использования в оборудовании запальника факела. Может использоваться несколько характеристик этого изделия для преодоления различных проблем. Место расположения стержня пламени может гарантировать, что он будет работать постоянно в условиях с высокой скоростью ветра. Герметичное уплотнение и особый профиль изолятора стержня может предотвратить воздействие сильного дождя и влажности, которые могут вызвать неисправность стержня пламени. Сигнальный кабель, присоединенный к стержню на изоляторе, должен быть такого типа, который может выдержать высокую температуру. Материалы и способ изготовления могут позволить полученному в результате изделию в виде стержня пламени выдерживать очень высокую температуру во время его эксплуатационного срока службы. Кроме того, такое изделие может быстро высыхать. Эти соображения могут дифференцировать изделие в виде стержня пламени по настоящему изобретению от другой технологии использования стержня пламени исходя из его надежности и долговечности, таким образом давая обладателю настоящего изделия в виде стержня пламени конкурентное преимущество на рынке факелов и запальников факела.The technology of using a rod (flame rod) to measure ionization in a flame region can indicate the presence of a flame almost instantly. Due to extreme environmental conditions, the product is required for use in torch pilot equipment. Several features of this product can be used to overcome various problems. The location of the flame rod can ensure that it will operate continuously in conditions with high wind speeds. The tight seal and the special profile of the rod insulator can prevent exposure to heavy rain and moisture, which can cause a malfunction of the flame rod. The signal cable attached to the rod on the insulator must be of a type that can withstand high temperatures. The materials and manufacturing method can allow the resulting flame rod product to withstand very high temperatures during its operational life. In addition, such a product can dry quickly. These considerations can differentiate the flame rod product of the present invention from other flame rod technology based on its reliability and durability, thus giving the holder of the flame rod product of the present invention a competitive advantage in the market for torches and torch igniters.

Настоящее изделие может содержать ограниченное количество деталей. Стержень пламени и его резьбовые соединения могут быть литыми или обработанным на станке и выполненным из стали или из нержавеющего стального сплава (выбранного в соответствии с требованиями при эксплуатации). Изолятор может быть выполнен из любого подходящего изолирующего материала, такого как керамика. Материал изолятора может быть отлит со специальной геометрией и прикреплен к стержню пламени на концевых соединениях с помощью высокотемпературного соединения пайкой твердым припоем или сваркой. «Пайка твердым припоем» или «сварка» могут здесь называться «пайкой твердым припоем». «Высокотемпературная» пайка твердым припоем может выдерживать температуры по меньшей мере до 1100°С. Процесс пайки твердым припоем может удовлетворять характеристикам целостности и требованиям по температуре.This product may contain a limited number of parts. The flame rod and its threaded connections can be cast or machined and made of steel or stainless steel alloy (selected in accordance with the requirements for operation). The insulator may be made of any suitable insulating material, such as ceramic. The insulator material can be molded with special geometry and attached to the flame rod at the end connections using a high-temperature connection by brazing or welding. “Brazing” or “welding” may be referred to herein as “brazing”. “High temperature” brazing can withstand temperatures of at least 1100 ° C. The brazing process can satisfy the integrity characteristics and temperature requirements.

Изделия, полученные в результате высокотемпературной пайки твердым припоем, могут выдерживать температуру, которая равна или превышают около 815°С (1500°F). Процесс высокотемпературной пайки твердым припоем может включать в себя использование сплавов, которые содержат такие материалы, как хром, никель и другие подобные материалы. Обычная или низкотемпературная пайка твердым припоем может включать в себя использование таких материалов, как медь, серебро и другие подобные материалы.Products obtained by high temperature brazing can withstand temperatures that are equal to or greater than about 815 ° C (1500 ° F). The high temperature brazing process may include the use of alloys that contain materials such as chromium, nickel and other similar materials. Conventional or low temperature brazing may include the use of materials such as copper, silver and other similar materials.

Сигнальный кабель, присоединенный к стержню пламени, может иметь высокотемпературный коэффициент, который достаточен для условий эксплуатации. Например, изделие в виде стержня пламени может отвечать требованиям по геометрии, как показано на фиг.2. Металлические материалы могут быть обработанными на станке или отлитыми из подходящей стали или из нержавеющих стальных сплавов. Сплавы могут включать в себя, но необязательно ограничиваясь этим, ASTM 304, ASTM 310, ASTM 316, Inconel™, Kanthol (или Kanthal), hastaloy (или hastelloy™) и т.д.The signal cable attached to the flame rod may have a high temperature coefficient that is sufficient for operating conditions. For example, a product in the form of a flame rod can meet the requirements for geometry, as shown in figure 2. Metallic materials may be machined or cast from suitable steel or stainless steel alloys. Alloys may include, but are not limited to, ASTM 304, ASTM 310, ASTM 316, Inconel ™, Kanthol (or Kanthal), hastaloy (or hastelloy ™), etc.

Стержень для обнаружения пламени/зажигания пламени для факела может обеспечивать зажигание пламени с помощью искры и обнаруживать пламя путем обнаружения ионизации в запальнике для факельной системы. Изделие может подвергаться воздействию экстремальных температур (т.е. от -40 до 1100°С). Изделие может быть установлено на высоте нескольких сотен футов над уровнем земли в воздухе, или может устанавливаться близко к земле, или где-то в промежуточных положениях. Этому изделию нужно противостоять экстремальным температурам и при этом не ухудшить свои эксплуатационные качества. Изделие должно быть достаточно прочным, чтобы иметь по меньшей мере пять лет срока службы без вывода из эксплуатации, что может быть типичным сроком эксплуатации нефтеперерабатывающего завода между периодами обслуживания. Обнаружение должно быть надежным на уровне методики «шести сигм» и при этом без неправильных положительных определений.The flame detection / flame ignition rod for the torch can ignite the flame with a spark and detect the flame by detecting ionization in the ignitor for the flare system. The product may be exposed to extreme temperatures (i.e. from -40 to 1100 ° C). The product can be installed at a height of several hundred feet above ground level in the air, or can be installed close to the ground, or somewhere in intermediate positions. This product needs to withstand extreme temperatures and at the same time not degrade its performance. The product must be strong enough to have at least five years of service life without decommissioning, which may be the typical life of a refinery between service periods. Detection must be reliable at the level of the Six Sigma methodology and at the same time without incorrect positive definitions.

В целом определенные аспекты настоящего изделия могут включать в себя возможность самостоятельного высушивания, температурную стойкость вплоть до 1100°С и объединение возможности обнаружения и зажигания. В частности, керамический изолятор способен самостоятельно высыхать. Аналогичным образом стержень пламени может также самостоятельно высыхать.In general, certain aspects of this product may include self-drying capability, temperature resistance up to 1100 ° C, and the combination of detection and ignition capabilities. In particular, the ceramic insulator is able to dry on its own. Similarly, the flame rod can also dry out on its own.

Стержень пламени может быть выполнен из высокотемпературного сплава с отличными характеристиками (HP), чтобы противостоять экстремальным температурам, создаваемым как факелом запальника, так и факельным пламенем. Стержень может быть присоединен к более длинному стержню или трубке, выполненной из сплава, устойчивого к высоким температурам. Электрический сигнал может передаваться через оголенный стержень/трубку к проводу, расположенному несколькими футами ниже, а затем - к ящику с переключателями. Шкаф с переключателем может обеспечивать несущее напряжение для обнаружения ионизированного газа от пламени запальника через реле факела, а также другое напряжение для создания искры с помощью высоковольтного трансформатора. Переключатель может позволить выборочное электрическое соединение между двумя устройствами. Шкаф с переключателем может быть размещен на уровне земли. Два керамических изолятора могут обеспечивать защиту от короткого замыкания и могут размещаться в верхней части модуля, где оголенный стержень проходит на некотором расстоянии между двумя керамическими узлами (фиг. 4). Это расстояние может, например, составлять несколько футов. Кончик стержня может вставляться в верхний конец запальника выше газового соединительного патрубка.The flame rod can be made of high temperature alloy with excellent performance (HP) to withstand the extreme temperatures created by both the pilot flame and the flame flame. The rod may be attached to a longer rod or tube made of an alloy resistant to high temperatures. An electrical signal can be transmitted through a bare rod / tube to a wire a few feet below, and then to a switch box. A cabinet with a switch can provide a carrier voltage for detecting ionized gas from a pilot flame through a torch relay, as well as other voltages to create a spark using a high voltage transformer. The switch may allow selective electrical connection between the two devices. A cabinet with a switch can be placed at ground level. Two ceramic insulators can provide protection against short circuit and can be located in the upper part of the module, where the exposed rod extends at some distance between the two ceramic nodes (Fig. 4). This distance may, for example, be several feet. The tip of the rod can be inserted into the upper end of the igniter above the gas connecting pipe.

Может быть обеспечен узел керамического изолятора. Стержень пламени может быть приобретен и вставлен в керамический изолятор. Трубка или стержень из высокотемпературного сплава могут быть прикреплены к нижнему концу узла изолятора с помощью соединительной втулки. Второй узел керамического изолятора может быть вставлен в трубку или стержень из высокотемпературного сплава. Провод может прикрепляться к нижней части сборочного узла изолятора и проходить весь путь к шкафу с переключателем. Шкаф с переключателем может быть размещен на уровне земли или там, где определит заказчик, и может подключаться к источнику напряжения.A ceramic insulator assembly may be provided. The flame rod can be purchased and inserted into the ceramic insulator. A tube or rod of high temperature alloy can be attached to the lower end of the insulator assembly using a connecting sleeve. The second ceramic insulator assembly may be inserted into a tube or rod of high temperature alloy. The wire can be attached to the bottom of the insulator assembly and travel all the way to the switch cabinet. A cabinet with a switch can be placed at ground level or where the customer determines, and can be connected to a voltage source.

Фиг. 1 является схемой запальника 11 для факельного модуля 12 производственного процесса. Факел 12 может иметь трубу или выводную трубу 13. На вершине трубы 13 может быть сопло 16, над которым может подниматься и гореть главное пламя 17 факела 12. В примерах применения газовый факел или факельная труба могут использоваться для уничтожения жидкостей, таких как горючие отходы, технологический газ или другие материалы на нефтяных скважинах, газовых скважинах, буровых установках, нефтеперерабатывающих заводах, химических заводах, установках по переработке нефти, установках по химической переработке и т.д. Имеющаяся проблема состоит в том, чтобы постоянно отслеживать наличие пламени запальника 11 для факела 12. Факел 12 необязательно должен всегда иметь пламя 17, если не существует жидкости или материала для сгорания; однако факел 12 должен быть готов для горения с пламенем 17 фактически в любое время. Такая готовность может потребовать, чтобы запальник 11 находился вблизи факела 12.FIG. 1 is a diagram of an igniter 11 for a flare module 12 of a manufacturing process. The torch 12 may have a pipe or an outlet pipe 13. At the top of the pipe 13 there may be a nozzle 16 above which the main flame 17 of the torch 12 can rise and burn. In applications, a gas torch or torch pipe can be used to destroy liquids such as combustible waste, process gas or other materials in oil wells, gas wells, drilling rigs, oil refineries, chemical plants, oil refineries, chemical refineries, etc. The existing problem is to constantly monitor the presence of the flame of the igniter 11 for the torch 12. The torch 12 need not always have a flame 17 if there is no liquid or material for combustion; however, torch 12 must be ready to burn with flame 17 at virtually any time. Such readiness may require that the ignitor 11 be near the torch 12.

Предложенные подход и устройство могут быть использованы для того, чтобы гарантировать, что имеется пламя из запальника 11 для факела 12. Запальник 11 может включать в себя горелку 21 запальника, обеспечивающую пламя для поджига факела 12 в случае, если факел должен быть зажжен для получения пламени 17, чтобы сжигать газ или какой-либо другой продукт, подаваемый через трубу или выводную трубу 13. Труба 22 может обеспечивать смесь воздуха и топлива для поддержания пламени горелки 21 запальника 11. Труба 23 с экраном и/или отражателем 24 может обеспечить генератор фронта пламени (FFG) для воспламенения горелки 21 запальника в ситуациях, когда горение пламени горелки 21 запальника прекращается. Труба 25 может быть присоединена к трубе 22. Труба 25 может обеспечивать зажигание искрой (емкостной разряд) потока топливно-воздушной смеси, подаваемой к горелке 21 из трубы 22. Трубы 23 и 25 могут обеспечивать альтернативные формы зажигания для горелки 21 запальника. В горелке 21 может быть термопара и провод 26, которые могут определять, работает или нет горелка 21 с помощью измерения температуры горелки. Термопара и провод 26 могут быть присоединены к индикатору 64 температуры. Проблемой в данном случае может быть медленная индикация изменения температуры на горелке. Медленная индикация подразумевает, что если факел запальника на горелке 21 погаснет, может произойти задержка, чтобы горелка 21 охладилась в достаточной степени, так чтобы обнаружилось отсутствие факела 11 запальника и, следовательно, задержка в зажигании факела, которое должно быть произведено. Тепло от главного пламени 17 может непреднамеренно нагреть термопару 26, когда факел запальника погашен, вызывая ложную положительную индикацию наличия пламени на горелке 21 запальника.The proposed approach and device can be used to ensure that there is a flame from the pilot 11 for the torch 12. The pilot 11 may include a pilot 21 burner providing a flame for igniting the torch 12 in case the torch must be ignited to produce a flame 17 to burn gas or any other product supplied through the pipe or exhaust pipe 13. The pipe 22 may provide a mixture of air and fuel to maintain the flame of the burner 21 of the igniter 11. The pipe 23 with a screen and / or reflector 24 may provide for generators flame front (FFG) to ignite the burner igniter 21 in situations where the combustion flame igniter 21 is stopped. The pipe 25 can be connected to the pipe 22. The pipe 25 can ignite a spark (capacitive discharge) of the flow of the air-fuel mixture supplied to the burner 21 from the pipe 22. The pipes 23 and 25 can provide alternative forms of ignition for the ignition burner 21. The burner 21 may include a thermocouple and a wire 26, which can determine whether or not the burner 21 works by measuring the temperature of the burner. The thermocouple and wire 26 may be connected to the temperature indicator 64. The problem in this case may be a slow indication of the temperature change on the burner. A slow indication means that if the pilot flame on the burner 21 goes out, there may be a delay so that the burner 21 is sufficiently cooled so that there is no pilot flame 11 and, therefore, there is a delay in the ignition of the torch to be produced. Heat from the main flame 17 may inadvertently heat the thermocouple 26 when the pilot flame is off, causing a false positive indication of the presence of flame on the pilot burner 21.

Высокотемпературный кабель 37 может быть прикреплен к концу стержня 39 с помощью обжимного соединения, винтового соединения, пайки твердым припоем или сварки. Кабель 37 может проходить через трубку или канал 36 к переключателю 38.The high temperature cable 37 may be attached to the end of the shaft 39 by crimp, screw, brazing or welding. Cable 37 may pass through a tube or channel 36 to switch 38.

Стержень 32 может рассматриваться как многорежимное устройство. В одном режиме стержень 32 может быть частью ионизирующего устройства для обнаружения наличия пламени на горелке 21 запальника или его отсутствия. Обнаружение может быть почти мгновенным. В другом режиме стержень 32 может быть частью устройства зажигания для зажигания газовоздушной смеси на горелке 21 запальника в случае, когда пламя в горелке запальника погасло. Рабочее напряжение на стержне 32 в режиме ионизации или обнаружения может составлять, например, от 100 до 200 В. Обозначенный диапазон рабочего напряжения для режима обнаружения является иллюстративным примером, но этот диапазон может быть в других пределах. Рабочее напряжение на стержне 32 в режиме зажигания может быть в диапазоне от 10 до 20 тысяч вольт. Обозначенный диапазон рабочего напряжения зажигания является иллюстративным примером, но этот диапазон может быть в других пределах. Переключатель 38 может обеспечивать выбранное напряжение на стержне 32 через стержень 39 и кабель 37.Rod 32 may be considered as a multi-mode device. In one mode, the rod 32 may be part of an ionizing device for detecting the presence of flame on the burner 21 igniter or its absence. Detection can be almost instant. In another mode, the rod 32 may be part of an ignition device for igniting the air-gas mixture on the ignition burner 21 in the event that the flame in the ignition burner is extinguished. The operating voltage at the rod 32 in the ionization or detection mode can be, for example, from 100 to 200 V. The indicated operating voltage range for the detection mode is an illustrative example, but this range may be within other limits. The operating voltage on the rod 32 in the ignition mode can be in the range from 10 to 20 thousand volts. The indicated range of the operating ignition voltage is an illustrative example, but this range may be within other limits. The switch 38 may provide the selected voltage on the rod 32 through the rod 39 and the cable 37.

Стержни 32 и 39 в некоторых способах могут быть стержнем в виде одной детали.Rods 32 and 39 in some methods may be a rod in the form of a single part.

Изолятор 34 может быть изолятором, обеспечивающим высоковольтную изоляцию (т.е. до 20000 вольт) стержня 32 от различных факторов в окружающей среде. Часть стержня 39 в изоляторе 34 может быть герметизирована от воздействия окружающей среды. Изолятор 34 может иметь гофрированную форму или другую предпочтительную форму на внешней стороне для предотвращения влияния различных факторов, таких как сильный дождь, вызывающих электрическое замыкание или неисправность. Изолятор 34 может быть позиционирован относительно пламени 17 и/или пламени 21 таким образом, чтобы он высыхал почти мгновенно. Изолятор 34 может быть изготовлен помимо керамики и из других подходящих изолирующих материалов.The insulator 34 may be an insulator providing high voltage isolation (i.e., up to 20,000 volts) of the rod 32 from various environmental factors. Part of the rod 39 in the insulator 34 can be sealed against environmental influences. The insulator 34 may have a corrugated shape or other preferred shape on the outside to prevent the influence of various factors, such as heavy rain, causing electrical shortage or malfunction. The insulator 34 can be positioned relative to the flame 17 and / or flame 21 so that it dries almost instantly. The insulator 34 may be made in addition to ceramics and other suitable insulating materials.

Конструкция 82 может удерживать и поддерживать трубу 22, трубу 23, трубу 25, трубу 36 и провод 26 термопары.Design 82 can hold and support pipe 22, pipe 23, pipe 25, pipe 36, and thermocouple wire 26.

Когда пламя испускается из горелки 21 запальника, процесс горения может создавать и перемещать область ионизированного газа 81 как часть пламени горелки. Эффект этой области 81 ионизированного газа в пламени может привести к тому, что между металлической горелкой 21 и стержнем 32 пламени создается электрическое напряжение или потенциал, поскольку стержень 32 может проходить через отверстие 79 горелки 21 в область 81 ионизированного газа. Напряжение может передаваться через несущий сигнал, генерируемый усилителем 42 сигнала стержня 32 пламени. Сигнал может передаваться от стержня 32 через соединитель 33, стержень 39, соединитель 35, кабель 37, переключатель 38 и провод 43 к усилителю 42 для преобразования в полезный сигнал на выходе 44. Усилитель 42 и горелка 21 могут присоединяться к общему заземлению 63.When a flame is emitted from the pilot burner 21, the combustion process can create and move the ionized gas region 81 as part of the burner flame. The effect of this ionized gas region 81 in the flame can cause an electric voltage or potential to be created between the metal burner 21 and the flame rod 32, since the rod 32 can pass through the opening 79 of the burner 21 to the ionized gas region 81. Voltage can be transmitted through a carrier signal generated by the signal amplifier 42 of the flame rod 32. The signal can be transmitted from the rod 32 through the connector 33, the rod 39, the connector 35, the cable 37, the switch 38 and the wire 43 to the amplifier 42 for conversion into a useful signal at the output 44. The amplifier 42 and the burner 21 can be connected to a common ground 63.

Выход 44 может указывать на присутствие пламени в горелке 21 запальника. Если пламя отсутствует, тогда выходной сигнал 44 через процессор 45 может привести к тому, что от переключателя 38 передается очень высокое напряжение от источника 46 напряжения через провод 47 к стержню 32 в виде искры для воспламенения топливовоздушной смеси из трубы 22, и таким образом для поджига горелки 21 запальника. Источник 46 напряжения и горелка 21 могут присоединяться к общему заземлению 63.Output 44 may indicate the presence of flame in the ignition burner 21. If there is no flame, then the output signal 44 through the processor 45 can cause a very high voltage from the voltage source 46 to be transmitted from the switch 38 through the wire 47 to the rod 32 in the form of a spark to ignite the air-fuel mixture from the pipe 22, and thus to ignite burner 21 igniter. The voltage source 46 and the burner 21 can be connected to a common ground 63.

Переключатель 38, процессор 45, усилитель 42 сигнала и источник 48 напряжения могут быть собраны вместе, как проиллюстрировано, или альтернативно, сконструированы вместе в едином электрическом устройстве. Альтернативно переключатель 38, процессор 45, усилитель 42 сигнала и источник 46 напряжения могут быть сконструированы в любой комбинации объединяемых устройств.A switch 38, a processor 45, a signal amplifier 42, and a voltage source 48 may be assembled together, as illustrated, or alternatively, constructed together in a single electrical device. Alternatively, switch 38, processor 45, signal amplifier 42, and voltage source 46 may be constructed in any combination of interconnected devices.

Фиг. 2 является схемой узла 31 стержня пламени для механизма обнаружения и зажигания. Механизм может быстро обнаруживать сбой в работе горелки запальника 11 и обеспечивать быстрое зажигание пламени горелки 21 запальника 11. Стержень пламени может состоять из двух компонентов 32 и 39. Стержень 32 может быть частью стержня для пламени, который является отливкой и/или механически обработанным сплавом из нержавеющей стали. Соединитель 33 может соединять стержень 32 с изолятором 34. Конец 51 стержня 32 и конец 52 стержня 39 могут иметь резьбу и могут ввинчиваться в ответные резьбовые части на обоих концах соединителя 33. Соединитель 33 может быть отливкой и/или механически обработанным сплавом из нержавеющей стали. Изолятор 34 может быть составлен из керамического или другого соответствующего аналогичного материала. Соединитель 33 может быть прикреплен к изолятору 34 с помощью прессуемого соединения, пайки твердым припоем и соединения с высокотемпературным уплотнением. В основании изолятора 34 может быть соединитель 35 из нержавеющей стали, припаянный с помощью пайки твердым припоем к изолятору 34. Соединитель 35 также может быть прикреплен с помощью сварки, пайки твердым припоем или концов с нарезанной резьбой, к трубопроводу или трубе 36, как показано на фиг. 1. На конце 54 стержня 39 и верхней части соединителя 35 может быть нарезана резьба для присоединения друг к другу. Нижняя часть соединителя 35 на конце 55 может иметь резьбу для присоединения к трубе или трубопроводу 36 (фиг. 1). Несмотря на то, что стержень пламени показан состоящим из двух стержней или деталей 32 и 39, соединенных вместе путем ввинчивания по резьбе в соединитель 33, альтернативно стержни 32 и 39 могут быть стержнем в виде единой детали. В этих двух конструкциях стержень или часть 32 стержня могут иметь значительную часть неприсоединенного конца, помещаемую в горелку 21 запальника через отверстие 79 (фиг. 1).FIG. 2 is a diagram of a flame rod assembly 31 for a detection and ignition mechanism. The mechanism can quickly detect a malfunction of the igniter 11 burner and provide quick ignition of the flame of the igniter 21 burner 11. The flame rod may consist of two components 32 and 39. The rod 32 may be part of a flame rod, which is a cast and / or machined alloy of of stainless steel. The connector 33 can connect the rod 32 to the insulator 34. The end 51 of the rod 32 and the end 52 of the rod 39 can be threaded and can be screwed into the mating threaded portions at both ends of the connector 33. The connector 33 can be a cast and / or machined stainless steel alloy. The insulator 34 may be composed of ceramic or other appropriate similar material. The connector 33 can be attached to the insulator 34 by means of a compression joint, brazing and connection with a high temperature seal. The base of the insulator 34 may be a stainless steel connector 35 brazed to the insulator 34. The connector 35 may also be welded, brazed or threaded to a pipe or pipe 36, as shown in FIG. 1. At the end 54 of the rod 39 and the upper part of the connector 35, a thread may be threaded for connection to each other. The lower portion of connector 35 at end 55 may be threaded for connection to a pipe or conduit 36 (FIG. 1). Although the flame rod is shown as consisting of two rods or parts 32 and 39 connected together by screwing into the connector 33, alternatively, the rods 32 and 39 may be a rod in the form of a single part. In these two structures, the shaft or the shaft portion 32 may have a significant portion of the non-connected end that is placed in the igniter burner 21 through the opening 79 (FIG. 1).

Фиг. 2 дополнительно показывает пример размеров узла 31. Размер 56 в ¾ дюйма может составлять диаметр частей 32 и 39 стержня. Длина 57 части 32 стержня может составлять 5 с половиной дюймов. Длина 58 изолятора 34 может составлять приблизительно 6 дюймов или более. Размер 59 диаметра соединителя 33 может составлять приблизительно 1 дюйм. Размер 61 длины соединителя 33 может составлять приблизительно ¾ дюйма. Размер 62 длины соединителя 35 может составлять 2 дюйма. Эти размеры вместо указанных значений могут иметь другие значения величин.FIG. 2 further shows an example of the dimensions of the assembly 31. A dimension of 56 ¾ inches may be the diameter of the rod portions 32 and 39. The length of the 57 parts 32 of the rod can be 5 and a half inches. The length 58 of the insulator 34 may be approximately 6 inches or more. The size 59 of the diameter of the connector 33 may be approximately 1 inch. The size 61 of the length of the connector 33 may be approximately ¾ inch. The size 62 of the length of the connector 35 may be 2 inches. These sizes, instead of the indicated values, may have other values.

На фиг. 3а показана схема узла стержня 65 пламени, выполненного из нержавеющей стали, расположенного в горелке 66 запальника. Керамический изолятор 67 может располагаться на стержне 65 пламени с помощью прессуемых соединительных деталей 68 и 69, припаиваемых с помощью пайки твердым припоем или с помощью прессования и уплотнения к керамике на концах изолятора 67. Высокотемпературный кабель 71 может присоединяться к стержню 65 в соединительной детали 69. Установочный кронштейн 72 может быть закреплен вокруг керамического изолятора 67.In FIG. 3a shows a diagram of the assembly of a flame rod 65 made of stainless steel located in a pilot burner 66. The ceramic insulator 67 may be located on the flame rod 65 using extruded fittings 68 and 69, brazed or pressed and sealed to ceramics at the ends of the insulator 67. High temperature cable 71 may be connected to the rod 65 in the connection 69. Mounting bracket 72 may be secured around ceramic insulator 67.

На фиг. 3b показана схема другой конструкции узла стержня 65 пламени. Соединительные детали 68 и 69 могут быть припаяны с помощью пайки твердым припоем к концам керамического изолятора 67 для прикрепления их к стержню 65. Стержень 65 может быть изогнут для использования с горелкой другого вида. Стержень 65 может иметь изолятор 73 на части стержня около горелки. Кольцеобразный кронштейн 74 на изоляторе 73 может быть приварен или припаян твердым припоем на кончике запальника.In FIG. 3b shows a diagram of another construction of the flame rod assembly 65. Couplings 68 and 69 may be brazed to the ends of ceramic insulator 67 to attach them to rod 65. Rod 65 may be bent for use with a different type of burner. Rod 65 may have an insulator 73 on a portion of the rod near the burner. The ring-shaped bracket 74 on the insulator 73 may be welded or brazed at the tip of the igniter.

На фиг. 4 показана схема еще одной конструкции узла стержня 65 пламени. Возможно присоединение электропроводящего стержня или кабеля 76 к стержню 65 пламени с помощью соединителя 77. Керамический изолятор 67 может располагаться вокруг стержня 65, при этом он закрепляется с помощью прессуемых соединительных деталей 68 и 69, припаиваемых с помощью пайки твердым припоем, к керамическому изолятору 67. С левой стороны от соединительной детали 68 на фиг.4 может быть значительная по длине часть неизолированного стержня 65, до другого керамического изолятора 78 на стержне 65, начиная от другой прессуемой при нормальном давлении и температуре (NPT) соединительной детали 69, которая припаивается с помощью пайки твердым припоем, или уплотняется на изоляторе 78. На другом конце изолятора 78 может быть другая соединительная деталь 68, которая припаивается с помощью пайки твердым припоем или уплотняется на изоляторе 78. Установочные кронштейны 72 могут закрепляться вокруг изоляторов 67 и 78. Стержень 65 может выходить из изолятора 78 и иметь кривизну, которая подходит для специфического вида горелки. Керамический изолятор 73 может быть сформирован на стержне 65, близко от его конца. Кольцеобразный кронштейн 74, сформированный на изоляторе 73, может опираться, привариваться или припаиваться с помощью пайки твердым припоем к кончику запальника.In FIG. 4 shows a diagram of another construction of a flame rod assembly 65. It is possible to attach an electrically conductive rod or cable 76 to the flame rod 65 using the connector 77. The ceramic insulator 67 can be located around the rod 65, while it is fixed using extruded connectors 68 and 69, brazed to ceramic insulator 67. On the left side of the connecting part 68 in FIG. 4, there may be a considerable portion of the uninsulated rod 65, to another ceramic insulator 78 on the rod 65, starting from another extruded under normal pressure and the temperature (NPT) of the connecting part 69, which is brazed or sealed on the insulator 78. At the other end of the insulator 78, there may be another connection 68, which is brazed or sealed on the insulator 78. Mounting brackets 72 may be secured around insulators 67 and 78. Rod 65 may exit insulator 78 and have a curvature that is suitable for a specific type of burner. A ceramic insulator 73 may be formed on the rod 65, close to its end. The ring-shaped bracket 74 formed on the insulator 73 can be supported, welded or brazed to the tip of the igniter.

Как показано на фиг. 1-4, изоляторы 34, 67 и 78 могут стать влажными от воздействия факторов окружающей среды, таких как атмосферные осадки. Изоляторы 34, 67 и 78 могут иметь длину, форму и конструкцию, которая должна минимизировать возможность электрического короткого замыкания стержня 32, 39, 65, 71 и 76 для обнаружения/зажигания пламени на заземленные опоры 35 и 72. Изоляторы 34, 65 и 78 также могут размещаться относительно горелки 21 и/или пламени 17 главного факела таким образом, что излучаемое тепло от каждого из пламени 21 и 17 или от них вместе, будет быстро (почти мгновенно) высушивать влажные изоляторы 34, 67 или 78, таким образом устранять возможность короткого замыкания. В противном случае, короткое замыкание может привести систему зажигания и обнаружения пламени в нерабочее состояние.As shown in FIG. 1-4, insulators 34, 67, and 78 may become wet from environmental factors such as precipitation. The insulators 34, 67 and 78 can have a length, shape and design that should minimize the possibility of an electrical short circuit of the rod 32, 39, 65, 71 and 76 for detecting / igniting a flame on the grounded supports 35 and 72. The insulators 34, 65 and 78 also can be placed relative to the burner 21 and / or flame 17 of the main torch in such a way that the radiated heat from each of the flame 21 and 17 or from them together will quickly (almost instantly) dry the wet insulators 34, 67 or 78, thus eliminating the possibility of short short circuits. Otherwise, a short circuit may cause the ignition and flame detection system to become inoperative.

Положение изоляторов 34, 67 и 78 относительно факела 12 и горелки 21 может изменяться по отношению к размеру факельного пламени 17 и/или пламени горелки 21. Однако если факельное пламя 17 погаснет, например, в случае отсутствия материала для сжигания, тогда необходимо, чтобы пламя горелки 21 было достаточно большим или достаточно горячим для сохранения изолятора сухим фактически постоянно, даже в короткий период времени, когда пламя горелки 21 может быть случайно или преднамеренно погашено по какой-либо причине. В случае такого гашения пламени изолятор должен быть достаточно горячим, чтобы поддерживать сухое состояние при наихудших условиях окружающей среды при атмосферных осадках в течение достаточно долгого периода времени (например, за счет тепловой инерции) до тех пор, пока в горелке 21 снова не зажжется пламя.The position of the insulators 34, 67 and 78 relative to the torch 12 and the burner 21 may vary with respect to the size of the torch flame 17 and / or the flame of the burner 21. However, if the torch flame 17 goes out, for example, in the absence of material for combustion, then it is necessary that the flame the burner 21 was large enough or hot enough to keep the insulator dry almost constantly, even in the short period of time when the flame of the burner 21 could be accidentally or deliberately extinguished for any reason. In the case of such extinguishing of the flame, the insulator should be hot enough to maintain a dry state under the worst environmental conditions during precipitation for a sufficiently long period of time (for example, due to thermal inertia) until the flame ignites again in burner 21.

Длина изоляторов 34, 67 и 78 должна быть достаточно большой и они должны быть достаточно толстыми, чтобы предотвратить возникновение электрической дуги между стержнем и, например, заземленным компонентом, таким как подвесная опора, во время передачи высокого напряжения через стержень при зажигании горелки 21. Необходимая длина, толщина и/или диаметр изоляторов может зависеть от величины напряжения для зажигания. Кроме того, размеры (например, диаметр, толщина и длина) изоляторов должна быть достаточной, чтобы утечка сигналов ионизации для индикации присутствия или отсутствия пламени горелки 21 была достаточно маленькой, так чтобы сигналы были достаточно сильными на приемной стороне для их успешного обнаружения. Материал, из которого состоит изолятор, также должен иметь очень маленький коэффициент проводимости. Керамика может быть примером такого изолирующего материала.The length of the insulators 34, 67 and 78 should be large enough and they should be thick enough to prevent the occurrence of an electric arc between the rod and, for example, a grounded component, such as a suspension support, during the transmission of high voltage through the rod during ignition of burner 21. Required the length, thickness and / or diameter of the insulators may depend on the magnitude of the voltage for ignition. In addition, the dimensions (e.g., diameter, thickness and length) of the insulators should be sufficient so that the leakage of the ionization signals to indicate the presence or absence of the flame of the burner 21 is small enough so that the signals are strong enough at the receiving side to detect them successfully. The material of which the insulator consists must also have a very small conductivity coefficient. Ceramics may be an example of such an insulating material.

Форма изоляторов 34, 67 и 78 может способствовать уменьшению влияния атмосферных осадков на изоляторы. Например, конструкция может иметь гофрированную внешнюю поверхность на изоляторах. Форма изоляторов может быть выбрана из множества конструкций. Кроме того, изоляторы могут иметь прямолинейную и/или изогнутую конфигурацию. Могут приниматься во внимание и другие параметры изоляторов.The shape of insulators 34, 67, and 78 can help reduce the effect of precipitation on insulators. For example, the design may have a corrugated outer surface on the insulators. The shape of the insulators can be selected from a variety of designs. In addition, the insulators may have a rectilinear and / or curved configuration. Other insulator parameters may be taken into account.

В целом, параметры, относящиеся к изоляторам 34, 67 и 78, такие как положение относительно факела 12 и/или горелки 21 и расстояние до нее, температура изолятора, длина, толщина, диаметр, материал, из которого состоит изолятор, его форма, конфигурация и другие параметры могут быть взаимозависимыми (например, исходя из количественного представления) в том отношении, что, например, параметр с сильным влиянием может компенсировать параметр со слабым влиянием. Конструкция и схема размещения факела 12 и горелки 21 могут отображать факторы, необходимые для эффективной работы изоляторов. Расположение и окружающее пространство факела и горелки могут принимать во внимание такие факторы, как холод, влажность, жаркая погода, сухость, ветреная погода, безветренная погода и другие условия, которые могут диктовать необходимость специфических качеств для изоляторов.In general, the parameters related to the insulators 34, 67 and 78, such as the position relative to the torch 12 and / or the burner 21 and the distance to it, the insulator temperature, length, thickness, diameter, material of which the insulator consists, its shape, configuration and other parameters can be interdependent (for example, based on a quantitative representation) in the sense that, for example, a parameter with a strong influence can compensate for a parameter with a weak influence. The design and layout of the torch 12 and the burner 21 can display the factors necessary for the efficient operation of the insulators. The location and surrounding area of the torch and burner may take into account factors such as cold, humidity, hot weather, dryness, windy weather, calm weather and other conditions that may dictate the need for specific qualities for insulators.

В настоящем описании некоторые материалы могут иметь гипотетическую или предсказывающую природу, хотя сформулированы в другом характере или грамматическом времени.In the present description, some materials may be hypothetical or predictive in nature, although formulated in a different character or grammatical tense.

Хотя настоящая система и/или подход были описаны по отношению по меньшей мере к одному иллюстративному примеру, множество изменений и модификаций будут очевидны для специалистов в данной области техники после прочтения этого описания. Поэтому предполагается, что прилагаемую формулу изобретения следует интерпретировать настолько широко, насколько это возможно, принимая во внимание родственные области техники, чтобы включать в себя все такие изменения и модификации.Although the present system and / or approach has been described with respect to at least one illustrative example, many changes and modifications will be apparent to those skilled in the art after reading this description. Therefore, it is intended that the appended claims be interpreted as broadly as possible, taking into account related fields of technology, to include all such changes and modifications.

Claims (15)

1. Способ для обнаружения и зажигания пламени, характеризующийся тем, что:
обеспечивают стержень пламени, причем один конец стержня пламени размещают в месте нахождения пламени горелки;
закрывают участок стержня пламени изолятором на заданном расстоянии от указанного конца стержня пламени;
определяют наличие пламени на горелке путем обнаружения напряжения на стержне пламени, которое обусловлено областью ионизированного газа пламени; и
зажигают горелку искрой на стержне пламени, чтобы инициировать пламя на горелке;
при этом изолятор устраняет влияние влажности для предотвращения электрической неисправности стержня пламени, которая делает стержень пламени не способным обнаруживать напряжение на стержне пламени, вызываемое областью ионизированного газа пламени, или зажигать горелку с помощью искры.
1. A method for detecting and igniting a flame, characterized in that:
provide a flame rod, one end of the flame rod being placed at the location of the flame of the burner;
close the portion of the flame rod with an insulator at a predetermined distance from the specified end of the flame rod;
determine the presence of flame on the burner by detecting the voltage on the flame rod, which is due to the region of the ionized flame gas; and
light the burner with a spark on the flame rod to initiate the flame on the burner;
the insulator eliminates the influence of humidity to prevent electrical failure of the flame rod, which makes the flame rod unable to detect the voltage on the flame rod caused by the region of the ionized flame gas, or to ignite the burner with a spark.
2. Способ по п. 1, в котором дополнительно:
прикрепляют соединитель к изолятору с помощью высокотемпературной пайки твердым припоем или сварки; и
прикрепляют стержень пламени к указанному соединителю с помощью высокотемпературной пайки твердым припоем или сварки;
при этом высокотемпературная пайка твердым припоем или сварка выдерживает температуру до 1100°C;
изолятор содержит материал, выдерживающий температуру до 1100°C; и
стержень пламени содержит электропроводный материал, выдерживающий температуру до 1100°C.
2. The method according to p. 1, in which additionally:
fasten the connector to the insulator using high-temperature brazing or welding; and
attach the flame rod to the specified connector using high-temperature brazing or welding;
at the same time, high-temperature brazing or welding withstands temperatures up to 1100 ° C;
the insulator contains material that can withstand temperatures up to 1100 ° C; and
The flame rod contains an electrically conductive material that can withstand temperatures up to 1100 ° C.
3. Способ по п. 1, в котором изолятор содержит гофрированную внешнюю поверхность.3. The method of claim 1, wherein the insulator comprises a corrugated outer surface. 4. Способ по п. 1, в котором:
изолятор размещают на заданном расстоянии от горелки; при этом
изолятор фактически немедленно высыхает, когда в горелке присутствует пламя.
4. The method according to p. 1, in which:
the insulator is placed at a predetermined distance from the burner; wherein
the insulator dries out immediately when a flame is present in the burner.
5. Способ по п. 1, в котором:
изолятор располагают на заданном расстоянии от выводной трубы факела; при этом
изолятор фактически немедленно высыхает, когда в выводной трубе факела присутствует пламя.
5. The method according to p. 1, in which:
the insulator is placed at a predetermined distance from the outlet pipe of the torch; wherein
the insulator dries out immediately when a flame is present in the discharge pipe of the torch.
6. Система для обнаружения и зажигания пламени, содержащая:
стержень пламени, имеющий первый конец и второй конец;
электрически изолирующую втулку, расположенную вокруг части стержня пламени на первом конце;
переключатель, подключенный к первому концу стержня пламени;
усилитель сигнала, соединенный с переключателем; и
источник искры, соединенный с переключателем;
при этом переключатель имеет первое положение и второе положение;
в первом положении переключатель подключает усилитель к стержню пламени;
во втором положении переключатель подключает источник искры к стержню пламени; и
электрически изолирующая втулка предотвращает электрическое повреждение стержня пламени от атмосферных осадков.
6. A system for detecting and igniting a flame, comprising:
a flame rod having a first end and a second end;
an electrically insulating sleeve located around a portion of the flame rod at the first end;
a switch connected to the first end of the flame rod;
signal amplifier connected to the switch; and
spark source connected to the switch;
wherein the switch has a first position and a second position;
in the first position, the switch connects the amplifier to the flame rod;
in the second position, the switch connects the spark source to the flame rod; and
An electrically insulating sleeve prevents electrical damage to the flame rod from precipitation.
7. Система по п. 6, в которой
второй конец стержня пламени расположен в горелке запальника;
стержень пламени выполнен с возможностью зажигать горелку запальника с помощью искры; и
стержень пламени выполнен с возможностью обнаруживать пламя в горелке запальника через область ионизированного газа, создаваемого пламенем, что вызывает появление напряжения на стержне пламени.
7. The system of claim 6, wherein
the second end of the flame rod is located in the pilot burner;
the flame rod is configured to ignite the igniter burner with a spark; and
the flame rod is configured to detect flame in the pilot burner through the region of ionized gas generated by the flame, which causes a voltage to appear on the flame rod.
8. Система по п. 6, в которой электрически изолирующая втулка содержит гофрированную внешнюю поверхность.8. The system of claim 6, wherein the electrically insulating sleeve comprises a corrugated outer surface. 9. Система по п. 6, в которой:
второй конец стержня пламени обеспечивает двойной режим функционирования;
двойной режим включает режим обнаружения и режим зажигания;
усилитель сигнала соединен с помощью переключателя с первым концом стержня пламени в режиме обнаружения; и
источник искры соединен с помощью переключателя с первым концом стержня пламени в режиме зажигания.
9. The system of claim 6, wherein:
the second end of the flame rod provides a dual mode of operation;
dual mode includes detection mode and ignition mode;
the signal amplifier is connected via a switch to the first end of the flame rod in the detection mode; and
the spark source is connected via a switch to the first end of the flame rod in the ignition mode.
10. Система по п. 6, в которой указанная электрически изолирующая втулка содержит керамический материал.10. The system of claim 6, wherein said electrically insulating sleeve comprises ceramic material. 11. Система по п. 6, дополнительно содержащая:
кабель, соединяющий переключатель с первым концом стержня пламени;
кабель выдерживает температуру до 1100°C;
при этом стержень пламени содержит стальной сплав.
11. The system of claim 6, further comprising:
a cable connecting the switch to the first end of the flame rod;
the cable withstands temperatures up to 1100 ° C;
wherein the flame rod contains a steel alloy.
12. Система по п. 11, в которой:
соединение кабеля с первым концом стержня пламени обеспечивается с помощью высокотемпературной пайки твердым припоем или сварки; и
высокотемпературная пайка твердым припоем или сварка выдерживает температуру до 1100°C.
12. The system of claim 11, wherein:
the cable is connected to the first end of the flame rod by high-temperature brazing or welding; and
high temperature brazing or welding can withstand temperatures up to 1100 ° C.
13. Система для обнаружения и зажигания пламени, содержащая:
первый удлиненный элемент из металла;
удлиненный изолятор, имеющий первый конец, прикрепленный к первому концу первого удлиненного элемента из металла; и
второй удлиненный элемент из металла, имеющий первый конец, прикрепленный к первому концу первого удлиненного элемента из металла, и расположенный таким образом, что проходит через отверстие в удлиненном изоляторе;
при этом первый удлиненный элемент из металла, второй удлиненный элемент из металла и удлиненный изолятор выполнены с возможностью выдерживать температуру до 1100°C;
первый удлиненный элемент из металла способен переносить сигнальное напряжение, указывающее на наличие пламени в горелке запальника;
первый удлиненный элемент из металла способен переносить напряжение для воспламенения пламени в горелке запальника; и
удлиненный изолятор расположен в пределах заданного расстояния от горелки запальника, имеющей пламя, обеспечивающего фактически мгновенное удаление влаги с удлиненного изолятора.
13. A system for detecting and igniting a flame, comprising:
a first elongated element of metal;
an elongated insulator having a first end attached to the first end of the first elongated metal element; and
a second elongated metal element having a first end attached to the first end of the first elongated metal element and arranged so that it passes through an opening in the elongated insulator;
wherein the first elongated element of metal, the second elongated element of metal and the elongated insulator are made to withstand temperatures up to 1100 ° C;
a first elongated metal element is capable of carrying a signal voltage indicative of a flame in the pilot burner;
a first elongated metal element is capable of carrying a voltage to ignite a flame in a pilot burner; and
the elongated insulator is located within a predetermined distance from the igniter burner having a flame, which provides virtually instantaneous removal of moisture from the elongated insulator.
14. Система по п. 13, в которой удлиненный изолятор имеет внешнюю поверхность, которая содержит углубления в поверхности для создания большей внешней поверхности, чем внешняя поверхность без углублений.14. The system of claim 13, wherein the elongated insulator has an outer surface that contains recesses in the surface to create a larger outer surface than the outer surface without recesses. 15. Система по п. 13, дополнительно содержащая:
селекторный выключатель, соединенный со вторым концом второго удлиненного элемента из металла;
усилитель, соединенный с селекторным выключателем; и
источник напряжения, соединенный с селекторным выключателем; и
при этом селекторный выключатель выполнен с возможностью подключать усилитель или источник напряжения ко второму концу второго удлиненного элемента из металла;
селекторный выключатель выполнен с возможностью отображать выбор режима обнаружения пламени или режима зажигания пламени;
усилитель выполнен с возможностью усиливать напряжение, создаваемое на первом удлиненном элементе из металла областью ионизированного газа из пламени горелки запальника;
источник напряжения выполнен с возможностью обеспечивать искру для зажигания пламени в горелке запальника; и
второй конец первого удлиненного элемента из металла расположен достаточно близко к горелке запальника, чтобы зажигать пламя в горелке запальника, а также чтобы обнаруживать напряжение, создаваемое областью ионизированного газа из пламени в горелке запальника.
15. The system of claim 13, further comprising:
a selector switch connected to the second end of the second elongated metal element;
an amplifier connected to a selector switch; and
voltage source connected to a selector switch; and
wherein the selector switch is configured to connect an amplifier or voltage source to the second end of the second elongated metal element;
a selector switch is configured to display a selection of a flame detection mode or a flame ignition mode;
the amplifier is configured to amplify the voltage generated on the first elongated metal element by the region of ionized gas from the flame of the pilot burner;
the voltage source is configured to provide a spark for igniting the flame in the pilot burner; and
the second end of the first elongated metal element is located close enough to the pilot burner to ignite the flame in the pilot burner, and also to detect the voltage generated by the ionized gas region from the flame in the pilot burner.
RU2014112928/06A 2012-01-18 2013-01-09 Igniter flame detection and ignition system RU2566616C1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/352,830 US8986000B2 (en) 2010-10-15 2012-01-18 Flare pilot detection and ignition system
US13/352,830 2012-01-18
PCT/US2013/020732 WO2013109439A1 (en) 2012-01-18 2013-01-09 A flare pilot detection and ignition system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014112928A RU2014112928A (en) 2015-10-10
RU2566616C1 true RU2566616C1 (en) 2015-10-27

Family

ID=48799591

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014112928/06A RU2566616C1 (en) 2012-01-18 2013-01-09 Igniter flame detection and ignition system

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP2805114A4 (en)
CN (1) CN103857962A (en)
RU (1) RU2566616C1 (en)
SG (1) SG11201401157YA (en)
WO (1) WO2013109439A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104406170A (en) * 2014-11-04 2015-03-11 中国石油化工股份有限公司 Ground torch incandescent light device
GB2582744B (en) * 2019-03-26 2023-08-23 John Zink Co Llc A flame detection and ignition device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4245977A (en) * 1977-04-25 1981-01-20 Morese Francesco A Method and apparatus for hydrocarbon flame ignition and detection
SU1587304A1 (en) * 1988-09-12 1990-08-23 Специальное Проектное И Конструкторско-Технологическое Бюро "Промгазаппарат" Ignition device
US6089856A (en) * 1997-07-15 2000-07-18 Gas Electronics, Inc. Pilot control assembly
RU60681U1 (en) * 2006-07-11 2007-01-27 Николай Иванович Никуличев TORCH ELECTRIC HEATER
RU90532U1 (en) * 2009-08-05 2010-01-10 Николай Иванович Никуличев TORCH INSTALLATION

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3614280A (en) * 1968-12-27 1971-10-19 Tokyo Gas Co Ltd Ignition and flame detection system utilizing a single electrode
US4599568A (en) * 1982-12-28 1986-07-08 United Technologies Corporation Electrostatic afterburner light-off detector
JPS62142922A (en) * 1985-12-17 1987-06-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd Combustion sensing circuit
JPH0745932B2 (en) * 1986-04-23 1995-05-17 松下電器産業株式会社 Flame current detector
US4871307A (en) * 1988-11-02 1989-10-03 Harris George W Flame ignition and monitoring system and method
DE68927182T2 (en) * 1989-11-22 1997-01-30 Nippon Steel Corp THERMOCOUPLE-LIKE TEMPERATURE PROBE AND METHOD FOR TEMPERATURE MEASURING LIQUID STEEL
JP3408887B2 (en) * 1995-04-05 2003-05-19 パロマ工業株式会社 Flame detector
US20110250547A1 (en) * 2010-04-12 2011-10-13 Ford Global Technologies, Llc Burner system and a method of control

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4245977A (en) * 1977-04-25 1981-01-20 Morese Francesco A Method and apparatus for hydrocarbon flame ignition and detection
SU1587304A1 (en) * 1988-09-12 1990-08-23 Специальное Проектное И Конструкторско-Технологическое Бюро "Промгазаппарат" Ignition device
US6089856A (en) * 1997-07-15 2000-07-18 Gas Electronics, Inc. Pilot control assembly
RU60681U1 (en) * 2006-07-11 2007-01-27 Николай Иванович Никуличев TORCH ELECTRIC HEATER
RU90532U1 (en) * 2009-08-05 2010-01-10 Николай Иванович Никуличев TORCH INSTALLATION

Also Published As

Publication number Publication date
EP2805114A1 (en) 2014-11-26
RU2014112928A (en) 2015-10-10
EP2805114A4 (en) 2015-12-23
SG11201401157YA (en) 2014-04-28
WO2013109439A1 (en) 2013-07-25
CN103857962A (en) 2014-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7821763B2 (en) Device for preventing electrically induced fires in gas tubing
RU2566616C1 (en) Igniter flame detection and ignition system
US8986000B2 (en) Flare pilot detection and ignition system
US10361013B2 (en) Triaxial mineral insulated cable in flame sensing applications
US4207053A (en) Igniter and flame sensor assembly for gas burning appliance
CN106287810B (en) Combined igniter spark and flame rod
US20120090890A1 (en) Rapidly self-drying rectifying flame rod
CN113237095B (en) Ignition device, flame detection method and combustion system
CN104214796A (en) Electric ignition device
US9530904B2 (en) High temerature, hermetically sealed, triaxial mount for a light sensitive element
CN204227432U (en) Torch altar lamp which burns day and night device
US20230055175A1 (en) Spark Ignition Pilot Assembly
RU119532U1 (en) IGNITION CANDLE FOR COMBUSTION CHAMBERS OF POWER AND ENGINE INSTALLATIONS
CN104792408B (en) Flame ion probe
RU81788U1 (en) TORCH ELECTRIC HEATER
CN104406170A (en) Ground torch incandescent light device
CN221559811U (en) Integrated ignition gun for torpedo ladle baking device
RU2028549C1 (en) Burner
Bellovich et al. Flare pilot system safety
WO2025147848A1 (en) Integrated ignition gun and torpedo ladle baking apparatus
KR200405064Y1 (en) Flame Detection System of Boiler Ignition System
BRPI0600220B1 (en) FLAME SENSOR
RU60681U1 (en) TORCH ELECTRIC HEATER
RU2206828C1 (en) Burner unit
KR200222656Y1 (en) Apparatus for alarming the leakage of oil from burner of boiler for electricity generating facilities

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170110