CN109387338A - 低泄漏密封性能检验装置 - Google Patents

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肖安山
邹兵
马志刚
邱平
毛华平
王春鹏
韩嘉兴
王志强
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Suzhou Bao Hua Sealing Polytron Technologies Inc
China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Engineering Inc
Sinopec Qingdao Safety Engineering Institute
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Suzhou Bao Hua Sealing Polytron Technologies Inc
China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Engineering Inc
Sinopec Qingdao Safety Engineering Institute
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    • G01M3/20—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material
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Abstract

本发明涉及一种低泄漏密封性能检验装置，主要解决现有技术中无法在工况条件下对第泄漏密封件进行密封性能检验的问题。本发明采用一种具有工况模拟功能的低泄漏密封性能检验装置，包括模拟工况系统、密封组件试验工位和泄漏检测系统的技术方案较好地解决了上述问题，可用于工况条件下低泄漏密封性能检验中。

Description

低泄漏密封性能检验装置
技术领域
本发明涉及一种低泄漏密封性能检验装置。
背景技术
近几年，随着国内空气污染的不断加剧，挥发性有机物(VOCs)排放控制成为环保治理的重点工作之一。石油化工企业生产过程中多数物料、介质都属于挥发性有机化合物，并且工艺设备中涉及众多阀门、法兰、泵等静密封和动密封组件，在生产运行过程中会不可避免地产生大量VOCs的泄漏排放，导致石油化工行业成为大气VOCs的主要排放源之一。为治理空气污染，《国家环境保护“十二五”规划》明确提出：“加强石化行业生产、输送和存储过程挥发性有机污染物排放控制”。石油化工企业为减少环境污染、降低加工损失，也正在不断加大对VOCs的排放控制。据统计，设备组件泄漏(即无组织排放)占石化VOCs排放约70％，是VOCs主要排放源，解决设备组件泄漏成为石油化工行业控制VOCs排放的重中之重。而在导致设备组件泄漏的原因中，除密封组件维护保养不到位、人工操作或安装不当等原因外，设备密封材料失效也是其中最主要的原因，主要表现在垫片、填料等密封材料选型等级不够，性能未达到预期。因此，设备密封组件的性能验证，确保密封组件各项技术指标达到相关密封等级要求，是实现设备组件零泄漏的源头保证。
目前国内外针对低泄漏密封件的检验，主要是在常温常压或特定温度条件下进行检验，缺乏工况条件下密封件性能检验手段，不能真实反映密封件在工况条件下的密封性能[丘平，王志强，低泄漏阀门试验标准及其工业应用，石油化工安全环保技术，2008，24(2)：52-55.]。
建立抗逸散密封组件验证技术平台，就是要开展阀门、法兰等设备密封组件的性能验证，保证石化密封设备的设计及选型符合要求，从源头上减少设备泄漏，实现对VOCs排放的“源头控制”。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术中无法在工况条件下对第泄漏密封件进行密封性能检验的问题，提供一种新的低泄漏密封性能检验装置。该装置具有工况模拟、实验介质可选、检测方法多样的优点。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：一种低泄漏密封性能检验方法，采用具有工况模拟功能的低泄漏密封性能检验装置进行低泄漏密封性能检验，所述低泄漏密封性能检验装置包括模拟工况系统、密封组件试验工位和泄漏检测系统，模拟工况系统由压缩机、原料罐、缓冲罐和加热冷却系统组成，密封组件试验工位包括一个阀门与填料或法兰与垫片试验工位，泄漏检测系统包括检测器，泄漏检测系统与所述试验工位相连，压缩机出口与加热装置入口相连，加热装置出口与试验工位相连，试验工位出口管线经换热器后分别与缓冲罐、压缩机入口、原料罐相连，原料罐上接有实验介质管线；控制系统与工况模拟系统相连。
上述技术方案中，优选地，所述装置具有工况模拟功能。
上述技术方案中，优选地，检测器为光离子化检测器(PID)、火焰离子化检测器(FID)或质谱仪。
上述技术方案中，优选地，试验工位为阀门与填料或法兰与垫片。
上述技术方案中，优选地，试验介质为氦气或甲烷。
上述技术方案中，优选地，所述装置能够模拟高温高压到常温常压之间工况变化，通过设计不同参数的变化频率，获取特定工况条件下密封组件性能参数。
上述技术方案中，优选地，试验工位出口管线与换热器管程相连，换热器壳程通过管线与冷却器相连。
本发明的目的是提供一种工况模拟功能的阀门、法兰及密封材料低泄漏密封性能检验装置。它能实现对阀门与填料、法兰与垫片的低泄漏(抗逸散)性能检验，可以对新购或库存的阀门、填料、法兰、垫片的密封性能进行检测和质量控制，以及对新建装置的设备选型设计是否合理进行模拟验证，本发明能实现对阀门、法兰等设备密封组件进行性能检验，建立起密封组件的性能认证体系，保证阀门、法兰等密封设备的设计及选型符合要求，从源头上减少设备泄漏，实现对VOCs排放的“源头控制”，取得了较好的技术效果。
附图说明
图1为本发明所述装置的流程示意图。
图1中，1、原料罐；2、储气缓冲罐；3、压缩机；4、压力缓冲罐；5、加热器；6、检测器；7、冷却器。
下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。
具体实施方式
【实施例1】
一种低泄漏密封性能检验装置，如图1所示，提供一种低泄漏密封性能检验装置，包括模拟工况系统、密封组件试验工位和泄漏检测系统，模拟工况系统是由压缩机、原料罐、缓冲罐和加热冷却系统组成，通过自动控制模拟现场装置的压力、温度、流速工况，最大程度模拟现场条件；密封组件试验工位为阀门与填料试验工位；泄漏检测系统包括检测器、泄漏检测系统与所述试验工位相连，压缩机出口与加热装置入口相连，加热装置出口与试验工位相连，试验工位出口管线经换热器后分别与缓冲罐、压缩机入口、原料罐相连，原料罐上接有实验介质管线；控制系统与工况模拟系统相连；。
试验工位出口管线与换热器管程相连，换热器壳程通过管线与冷却器相连。
所述的泄漏检测系统包括PID、FID、质谱仪检测器。所述装置能够模拟高温高压到常温常压之间工况变化，通过设计不同参数的变化频率，获取特定工况条件下密封组件性能参数
安装时，将模拟工况系统、密封组件试验工位和泄漏检测系统三部分按图1所示组装在一起，形成完整的具有工况模拟功能的低泄漏密封性能检验方法。
进行低泄漏密封性能检验时，包括如下步骤：
(1)实验介质通过缓冲罐后减压阀进入系统至测试压力，并通过加热器将介质温度提升至测试温度。关闭进气阀门，统通过减压阀维持测试压力，并通过加热器与控温式伴热带维持测试温度，实验条件达到要求后进行密封件密封性能检验，得到密封件的泄漏率；
(2)密封件检验结束后，打开进气阀门，并通过阀后减压阀与冷却器将实验介质降压、降温，排放至系统内；
(3)排放气进入系统后会提高原料罐内压力，这时关闭压力缓冲罐进口阀门，打开储气缓冲罐入口阀门并打开增压机将排放的气体压缩至储气缓冲罐，待原料罐压力恢复正常值后关闭储气缓冲罐进口阀门，关闭压缩机，并打开压力缓冲罐入口阀门；
(4)正常实验时储气缓冲罐内介质通过背压阀降压后补充至原料罐中，系统首先依靠储气缓冲罐向系统内补充气体，如果原料罐内压力降低到正常值时说明由于泄漏损失系统内氦气不足，这时自动打开实验介质钢瓶至系统调节阀向系统内补气，当原料罐压力恢复到正常值时关闭调节阀。
【实施例2】
按照实施例所述的条件和步骤，只是试验工位为法兰与垫片实试验工位。
进行低泄漏密封性能检验时，包括如下步骤：
(1)实验介质通过缓冲罐后减压阀进入系统至测试压力，并通过加热器将介质温度提升至测试温度。关闭进气阀门，统通过减压阀维持测试压力，并通过加热器与控温式伴热带维持测试温度，实验条件达到要求后进行密封件密封性能检验，得到密封件的泄漏率；
(2)密封件检验结束后，打开进气阀门，并通过阀后减压阀与冷却器将实验介质降压、降温，排放至系统内；
(3)排放气进入系统后会提高原料罐内压力，这时关闭压力缓冲罐进口阀门，打开储气缓冲罐入口阀门并打开增压机将排放的气体压缩至储气缓冲罐，待原料罐压力恢复正常值后关闭储气缓冲罐进口阀门，关闭压缩机，并打开压力缓冲罐入口阀门；
(4)正常实验时储气缓冲罐内介质通过背压阀降压后补充至原料罐中，系统首先依靠储气缓冲罐向系统内补充气体，如果原料罐内压力降低到正常值时说明由于泄漏损失系统内氦气不足，这时自动打开实验介质钢瓶至系统调节阀向系统内补气，当原料罐压力恢复到正常值时关闭调节阀。
本发明能实现对阀门与填料、法兰与垫片的低泄漏(抗逸散)性能检验，可以对新购或库存的阀门、填料、法兰、垫片的密封性能进行检测和质量控制，以及对新建装置的设备选型设计是否合理进行模拟验证，本发明能实现对阀门、法兰等设备密封组件进行性能检验，建立起密封组件的性能认证体系，保证阀门、法兰等密封设备的设计及选型符合要求，从源头上减少设备泄漏，实现对VOCs排放的“源头控制”，取得了较好的技术效果。
与本发明相比，现有的国内外低泄漏密封件检验装置，主要是在常温常压或特定温度条件下进行检验，试验介质不能更换、检测手段单一，缺乏工况条件下密封件性能检验能力，不能真实反映密封件在工况条件下的密封性能。

Claims (7)

1.一种低泄漏密封性能检验装置，包括模拟工况系统、密封组件试验工位和泄漏检测系统，模拟工况系统由压缩机、原料罐、缓冲罐和加热冷却系统组成，密封组件试验工位包括一个阀门与填料或法兰与垫片试验工位，泄漏检测系统包括检测器，泄漏检测系统与所述试验工位相连，压缩机出口与加热装置入口相连，加热装置出口与试验工位相连，试验工位出口管线经换热器后分别与缓冲罐、压缩机入口、原料罐相连，原料罐上接有实验介质管线；控制系统与工况模拟系统相连。
2.根据权利要求1所述低泄漏密封性能检验装置，其特征在于所述装置具有工况模拟功能。
3.根据权利要求1所述低泄漏密封性能检验装置，其特征在于检测器为光离子化检测器、火焰离子化检测器或质谱仪。
4.根据权利要求1所述低泄漏密封性能检验装置，其特征在于试验工位为阀门与填料或法兰与垫片。
5.根据权利要求1所述低泄漏密封性能检验装置，其特征在于试验介质为氦气或甲烷。
6.根据权利要求1所述低泄漏密封性能检验装置，其特征在于所述装置能够模拟高温高压到常温常压之间工况变化，通过设计不同参数的变化频率，获取特定工况条件下密封组件性能参数。
7.根据权利要求1所述低泄漏密封性能检验装置，其特征在于试验工位出口管线与换热器管程相连，换热器壳程通过管线与冷却器相连。
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