CN105822897A - 带压宽域动态配气灌装方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种带压宽域动态配气灌装方法及装置，方法为：SF6气体与样气在质量流量控制器控制下进行混合，稀释样气浓度；稀释后的样气与SF6气体由质量流量控制器控制下进行混合、稀释；第二次稀释后的样气与SF6气体由质量流量控制器控制进行混合、稀释，最后充入标气瓶。装置为：SF6气瓶依次经设有减压阀、第一质量流量控制器、电磁阀、第一静态混合器、第二质量流量控制器、第二静态混合器、第三质量流量控制器、第三静态混合器、缓冲罐、电磁比例调节阀和隔膜压力机的主气路接标气瓶，SF6气瓶还经第四质量流量控制器接第二静态混合器输入端、经第五质量流量控制器接第三静态混合器输入端；样气气瓶均经第六质量流量控制器接第一静态混合器输入端。

Description

带压宽域动态配气灌装方法及装置
技术领域
本发明提供一种适用于六氟化硫分析仪校验的带压宽域动态配气灌装方法及装置，属于动态配气技术领域，具体是指采用稀释、加压技术实现宽域动态标气的配制。
背景技术
六氟化硫气体具有良好的绝缘和灭弧特性，已被广泛用于气体绝缘电气设备中。近年来随着特高压交直流变电站投入运行，大量高电压等级六氟化硫电气设备被纳入日常技术监督工作中，现多采用SF6气体分解产物仪、SF6气体纯度仪等实施SF6电气设备的质量监督工作。为确保仪器测量准确性，需定期校验上述仪器，当前实验室内多采用配气仪配制出标气对SF6分析仪校验，现有配气技术存在两个问题：一是当前采用质量流量计控制的最先进配气仪最大单路配比(体积比)可达1:70，即最低气体浓度(体积比)为14286ppm，在实验室校验六氟化硫分解产物仪时所需标气最低浓度为2ppm，因此实际校验过程中先采用注射器定量法在钢瓶中配制浓度约为50ppm的标气1，经色谱仪定量后；接着，以标气1作为气源，借助配气仪配制出2ppm标气1，此方法存在操作繁琐、效率较低、准确度地、易引入其他杂质等问题。二是现有配气仪体积较大，只能在实验室开展SF6分析仪校验工作，变电站中SF6分析仪的校验工作主要通过已知浓度标气钢瓶对SF6分析仪校验，而配气技术输出气体压力为常压气体，无法进行气体灌装，因此亟需一种带压宽域动态配气装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种能克服上述缺陷、操作方便、配气效率高、配制气体浓度范围宽的带压宽域动态配气灌装方法及装置，其技术方案为：
一种带压宽域动态配气灌装方法，其特征在于采用以下步骤：1)同时打开样气气瓶和SF6气瓶第一出气气路上的电磁阀，由各自气路上的质量流量控制器控制流量向第一个静态混合器输出气体，气体在静态混合器中混合，样气得到稀释，最低浓度为10000ppm；2)打开SF6气瓶第二出气气路上的电磁阀，来自SF6气瓶第二出气气路上的SF6气体与第一次稀释后的样气分别经各自的质量流量控制器控制流量，向第二个静态混合器输出气体，第一次稀释后的样气在静态混合器中再次得到混合和稀释，样气最低浓度为100ppm；3)打开SF6气瓶第三出气气路上的电磁阀，来自SF6气瓶第三出气气路上的SF6气体与第二次稀释后的样气分别经各自的质量流量控制器控制流量，向第三个静态混合器输出气体，第二次稀释后的样气在静态混合器中再次得到混合和稀释，至此第三次稀释后的样气最低浓度为1ppm；4)用真空泵对第三次稀释样气缓冲后的主气路及标气瓶抽真空，有效去除钢瓶内微量空气，然后将配制好的标气充入标气瓶中。
所述的带压宽域动态配气灌装方法，每个样气气瓶中的气体不同，步骤1)中可同时打开多个样气气瓶，或者只打开一个样气气瓶。
一种实现上述带压宽域动态配气灌装方法的装置，包括SF6气瓶、多个样气气瓶、标气瓶、真空泵和主气路，其中SF6气瓶的输出端经主气路接标气瓶，其特征在于：主气路从连接SF6气瓶的输出端起始依次设有减压阀、电磁阀、第一质量流量控制器、第一静态混合器、第二质量流量控制器、第二静态混合器、第三质量流量控制器、第三静态混合器、缓冲罐、电磁比例调节阀和隔膜压力机，隔膜压力机的输出端接标气瓶，SF6气瓶的输出端还经主气路上的电磁阀以及设有第四质量流量控制器的支气路接第二质量流量控制器与第二静态混合器之间的主气路、经主气路上的电磁阀以及设有第五质量流量控制器的支气路接第三质量流量控制器与第三静态混合器之间的主气路；每个样气气瓶的输出端分别经依次设有减压阀、第六质量流量控制器和电磁阀的支路连通主气路，连接点位于第一静态混合器的输入端；真空泵的进气口分别经球阀接隔膜压力机的两端。
其工作原理为：以配制SO2气体为例，首先打开SO2气瓶支路上的电磁阀和主气路上的电磁阀，关闭第二、第三、第四和第五质量流量控制器，SO2气体便由支路上的第六质量流量控制器控制连续往主气路上注入，SF6气瓶内的SF6气体便由第一质量流量控制器控制连续往主气路上注入，两种气体在第一静态混合器中混合均匀，对SO2气体进行第一次稀释，可获得的SO2气体最低浓度为10000ppm；然后同时打开第二质量流量控制器和第四质量流量控制器，第一次稀释后的气体由第二质量流量控制器控制连续在主气路上向第二静态混合器注入，同时SF6气瓶内的SF6气体还经第四质量流量控制器控制连续向主气路上的第二静态混合器注入，SO2气体在第二静态混合器中进一步得到稀释，可获得的SO2气体最低浓度为100ppm；再后同时打开第三质量流量控制器和第五质量流量控制器，第二次稀释后的气体由第三质量流量控制器控制连续在主气路上向第三静态混合器注入，同时SF6气瓶内的SF6气体经第五质量流量控制器控制连续向主气路上的第三静态混合器注入，SO2气体在第三静态混合器中进一步得到稀释，最终配制出所需浓度的标气，此过程可获得的SO2气体最低浓度为1ppm。具体为：
①如果需配制SO2气体浓度范围为：CSO2≥10000ppm，仅需第一次稀释即可完成气体配制；
②如果需配制SO2气体浓度范围为：10000ppm≥CSO2≥100ppm，经第一次稀释后获得浓度为10000ppm的SO2气体，再经第二质量流量计和第二静态混合器后，即可完成气体配制；
③如果需配制SO2气体浓度范围为：100ppm≥CSO2≥1ppm，经第一次稀释后获得浓度为10000ppm的SO2气体，再经第二质量流量计、第二静态混合器后，获得气体浓度为100ppm，经第三质量流量计、第三静态混合器后，即可完成气体配制。
然后打开球阀，用真空泵对电磁比例阀以后的主气路及标气瓶抽真空，有效去除钢瓶内微量空气，再打开电磁比例阀，配制好的标气便在隔膜压力机的作用下充入标气瓶中。
本发明与现有技术相比，其优点在于：
1、该装置采用三级配气技术，单次稀释比可达1:100，可配制最低浓度为1ppm标气，此配制装置具有操作方便、配气效率优、准确度高以及避免引入其他杂质等优点；
2、本发明提供的动态配气装置可通过气路并联分接装置同时满足三台六氟化硫分析仪的校验需求，极大提高了校验效率。
3、本发明提供的带压宽域动态配气装置可输出最大压力为0.6Mpa标气，具备标气灌装功能，满足现场六氟化硫分析仪的校验需求。
附图说明
图1是本发明实施例的接线图。
图中：1、SF6气瓶2、样气气瓶3、标气瓶4、真空泵5、减压阀6、电磁阀7、第一质量流量控制器8、第一静态混合器9、第二质量流量控制器10、第二静态混合器11、第三质量流量控制器12、第三静态混合器13、缓冲罐14、电磁比例调节阀15、隔膜压力机16、球阀17、第四质量流量控制器18、第五质量流量控制器19、第六质量流量控制器
具体实施方式
以下通过实施例对本发明的内容进一步详细地加以说明。在图1所示的实施例中：SF6气瓶1的输出端经主气路接标气瓶3，主气路从连接SF6气瓶1的输出端起始依次设有减压阀5、电磁阀6、第一质量流量控制器7、第一静态混合器8、第二质量流量控制器9、第二静态混合器10、第三质量流量控制器11、第三静态混合器12、缓冲罐13、电磁比例调节阀14和隔膜压力机15，隔膜压力机15的输出端接标气瓶3，SF6气瓶1的输出端还经主气路上的电磁阀6以及设有第四质量流量控制器的支气路接第二质量流量控制器9与第二静态混合器10之间的主气路、经主气路上的电磁阀6以及设有第五质量流量控制器的支气路接第三质量流量控制器11与第三静态混合器12之间的主气路；每个样气气瓶2的输出端分别经依次设有减压阀5、第六质量流量控制器和电磁阀6的支路连通主气路，连接点位于第一静态混合器8的输入端；真空泵4的进气口分别经球阀16接隔膜压力机15的两端。
配制灌装SO2气体：首先打开SO2样气气瓶2支路上的电磁阀5和主气路上的电磁阀5，关闭第二质量流量控制器9、第三质量流量控制器11、第四质量流量控制器17和第五质量流量控制器18，SO2气体便由支路上的第六质量流量控制器19控制连续往主气路上注入，SF6气瓶1内的SF6气体便由第一质量流量控制器7控制连续往主气路上注入，两种气体在第一静态混合器8中混合均匀，对SO2气体进行第一次稀释，可获得的SO2气体最低浓度为10000ppm；然后同时打开第二质量流量控制器9和第四质量流量控制器17，第一次稀释后的气体由第二质量流量控制器9控制连续在主气路上向第二静态混合器10注入，同时SF6气瓶1内的SF6气体还经第四质量流量控制器17控制连续向主气路上的第二静态混合器10注入，SO2气体在第二静态混合器10中进一步得到稀释，可获得的SO2气体最低浓度为100ppm；再后同时打开第三质量流量控制器11和第五质量流量控制器18，第二次稀释后的气体由第三质量流量控制器11控制连续在主气路上向第三静态混合器12注入，同时SF6气瓶1内的SF6气体经第五质量流量控制器18控制连续向主气路上的第三静态混合器12注入，SO2气体在第三静态混合器12中进一步得到稀释，最终配制出所需浓度的标气，此过程可获得的SO2气体最低浓度为1ppm。然后打开球阀16、电磁比例阀14，用真空泵4对电磁比例阀14以后的主气路及标气瓶3抽真空，有效去除钢瓶3内微量空气，再打开电磁比例阀14，配制好的标气便在隔膜压力机15的作用下充入标气瓶3中。

Claims (3)

1.一种带压宽域动态配气灌装方法，其特征在于采用以下步骤：1)同时打开样气气瓶和SF6气瓶第一出气气路上的电磁阀，由各自气路上的质量流量控制器控制流量向第一个静态混合器输出气体，气体在静态混合器中混合，样气得到稀释，最低浓度为10000ppm；2)打开SF6气瓶第二出气气路上的电磁阀，来自SF6气瓶第二出气气路上的SF6气体与第一次稀释后的样气分别经各自的质量流量控制器控制流量，向第二个静态混合器输出气体，第一次稀释后的样气在静态混合器中再次得到混合和稀释，样气最低浓度为100ppm；3)打开SF6气瓶第三出气气路上的电磁阀，来自SF6气瓶第三出气气路上的SF6气体与第二次稀释后的样气分别经各自的质量流量控制器控制流量，向第三个静态混合器输出气体，第二次稀释后的样气在静态混合器中再次得到混合和稀释，至此第三次稀释后的样气最低浓度为1ppm；4)用真空泵对第三次稀释样气缓冲后的主气路及标气瓶抽真空，有效去除钢瓶内微量空气，然后将配制好的标气充入标气瓶中。
2.根据权利要求1所述的带压宽域动态配气灌装方法，其特征在于：每个样气气瓶中的气体不同，步骤1)中可同时打开多个样气气瓶，或者只打开一个样气气瓶。
3.一种实现带压宽域动态配气灌装方法的装置，包括SF6气瓶(1)、多个样气气瓶(2)、标气瓶(3)、真空泵(4)和主气路，其中SF6气瓶(1)的输出端经主气路接标气瓶(3)，其特征在于：主气路从连接SF6气瓶(1)的输出端起始依次设有减压阀(5)、电磁阀(6)、第一质量流量控制器(7)、第一静态混合器(8)、第二质量流量控制器(9)、第二静态混合器(10)、第三质量流量控制器(11)、第三静态混合器(12)、缓冲罐(13)、电磁比例调节阀(14)和隔膜压力机(15)，隔膜压力机(15)的输出端接标气瓶(3)，SF6气瓶(1)的输出端还经主气路上的电磁阀(6)以及设有第四质量流量控制器(17)的支气路接第二质量流量控制器(9)与第二静态混合器(10)之间的主气路、经主气路上的电磁阀(6)以及设有第五质量流量控制器(18)的支气路接第三质量流量控制器(11)与第三静态混合器(12)之间的主气路；每个样气气瓶(2)的输出端分别经依次设有减压阀(5)、第六质量流量控制器(19)和电磁阀(6)的支路连通主气路，连接点位于第一静态混合器(8)的输入端；真空泵(4)的进气口分别经球阀(16)接隔膜压力机(15)的两端。
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