CN115752958A - 一种用于风压测量管路的在线密封试验系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种用于风压测量管路的在线密封试验系统及其方法，系统包括一一端连通在主风道上且另一端口设堵头的Y型风压取样管路，一风压测量管路，一风压测量变送器和主控制系统，其中所述风压测量管路的一端与风压取样管路支管连通且另一端设置一风压测量变送器，系统还包括测试控制单元和一串接在风压测量管路中的常开电磁阀，利用在原风压测量管路中串接一常开电磁阀，通过关闭常开电磁阀并经过一持续关闭时间后，根据所述风压测量变送器现风压监测值和前风压测量值之差是否在预定风压泄漏阈值允许变化范围内来在线判断风压测量管路泄漏问题，与现有技术比较该试验系统简单方便、试验时间短、无干扰、准确可靠、更经济。

Description

一种用于风压测量管路的在线密封试验系统及其方法

技术领域

本发明属于气体测量技术领域，涉及一种在线密封试验系统及其方法，特别是涉及一种用于风压测量管路的在线密封试验系统及其方法。

背景技术

根据国家电力行业标准《电力建设施工技术规范第4部分：热工仪表及控制装置》DL5190.4-2012中附录A管路及阀门严密性试验标准表A第3条风压管路及切换开关的严密性试验规定：用0.10MPa～0.15MP（表压）压缩空气试压无渗漏然后降至6kPa压力进行试验，5min内压力降低值不应大于50Pa。在工程建设验收中上述严密性试验使用设备比较多、试验需要大量的人力、试验点多面广、耗时长。

在燃煤发电机组工程建设移交后虽然没有明确规定仪表管路密封试验周期，但是实际上由于上述仪表管路长期在线运行，会导致在风压测量变送器接头垫子、风压取样管路和仪表管路（风压测量管路）的焊接或者接头等部位产生微泄漏。这种微泄漏现象不仅会影响风压测量精度，而且还会由于取样气体中灰尘导致仪表管路或者风压测量变送器口的堵塞造成严重事故！

因此，在燃煤发电机组经过长时间运行后，采用工程建设验收中试验设备和方法，无法及时监测到风压测量管路是否泄漏，从而造成风压测量不准确，甚至导致风压测量管路堵塞造成严重事故。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种简单方便、试验时间短、无干扰、准确可靠的用于风压测量管路的在线密封试验系统，包括一一端连通在主风道上且另一端口设堵头的Y型风压取样管路，一风压测量管路，一风压测量变送器和主控制系统，其中所述风压测量管路的一端与Y型风压取样管路支管连通且另一端设置一风压测量变送器，所述风压测量变送器与主控制系统电连接，试验系统还包括一串接在风压测量管路中的常开电磁阀，和分别与所述常开电磁阀、风压测量变送器电连接的测试控制单元，其中所述测试控制单元与主控制系统电连接。

进一步地，所述常开电磁阀设在风压测量管路与风压取样管路连接处的风压测量管路中。

为了消除开闭常开电磁阀对风压测量系统干扰，进一步地，所述常开电磁阀包括阀体和电磁阀及将电磁阀固定在阀体上的下固定部件；

其中所述电磁阀包括外套筒A、静铁芯A、动铁芯A、电磁线圈A、阀芯和上固定部件；

所述外套筒A包括外套筒A本体及其带外螺纹凸台的上端头、带外周沿的下端口，所述外套筒A本体为非导磁金属材料制成；

所述静铁芯A，包括静铁芯A本体及其中心细通孔，所述静铁芯A本体中心细通孔的下端口设一下凹槽；

所述动铁芯A置于所述外套筒A本体内的静铁芯A本体上侧；

所述阀芯包括顶杆、密封柱体和外弹簧，其中所述密封柱体置于所述静铁芯A本体下凹槽中，所述顶杆放置在静铁芯A 本体的中心细通孔中；

所述上固定部件，用于将所述电磁线圈A上下固定在所述外套筒A本体外；

所述阀体本体设一测量气体圆形凹槽，所述测量气体圆形凹槽内设有测量气体对接出口和测量气体对接入口；

所述下固定部件，利用所述外套筒A本体的下端口外周沿将所述外套筒A本体固定在所述阀岛本体的测量气体圆形凹槽上；

所述顶杆利用密封柱体使外弹簧产生形变密封测量气体对接出口；

所述外弹簧设置在所述密封柱体和测量气体对接出口之间。

进一步地，所述密封柱体，包括带下开口的圆柱状壳体及其侧壁孔、和依次从圆柱状壳体下开口嵌入的内弹簧、下端面带凸台的倒凸型密封塞，所述内弹簧弹力大于所述外弹簧弹力。

进一步地，所述常开电磁阀还包括阀岛本体和下固定部件；

所述阀岛本体设一测量气体圆形凹槽，所述测量气体圆形凹槽内设有测量气体对接出口和测量气体对接入口；

所述下固定部件，利用所述外套筒A本体的下端口外周沿将所述外套筒A本体固定在所述阀岛本体的测量气体圆形凹槽上；

所述顶杆利用密封柱体使外弹簧产生形变密封测量气体对接出口；

所述外弹簧设置在所述密封柱体和测量气体对接出口之间。

进一步地，所述测量气体对接出口为设在测量气体圆形凹槽中心的一环形凸起；所述测量气体对接入口设在测量气体圆形凹槽内且与测量气体对接出口错开的一平口，所述测量气体对接入口直径大于所述测量气体对接出口直径。

进一步地，所述非导磁金属材料为不锈钢、铜或航空铝。

进一步地，所述测量气体的气压为8KPa及以下。

进一步地，所述测量气体的气压为6KPa及以下。

进一步地，所述电磁线圈A包括线圈A、骨架A、挡环A和外壳A，所述线圈A绕在所述骨架A中，并嵌入所述外壳A中且利用所述挡环A固定。

本发明提供的用于风压测量管路的在线密封试验系统，利用在原有风压测量系统的风压测量管路中串接一常开电磁阀，和分别与所述常开电磁阀、原风压测量系统中风压测量变送器电连接的测试控制单元，通过关闭常开电磁阀并持续一持续关闭时间后，根据所述风压测量变送器现风压监测值和前风压测量值之差是否在预定风压泄漏阈值允许变化范围内来在线判断风压测量管路泄漏问题，与现有技术比较该试验系统简单方便、试验时间短、无干扰、准确可靠、更经济。另外，采用瞬时开闭性能的常开电磁阀，最短可以在4秒内完成风压测量管路的泄漏试验。

另外，本发明还提供一种用于风压测量管路的在线密封试验方法，其方法如下：

测试控制单元收到测试指令，将风压测量管路中风压测量变送器当前风压测量值分别保存在主控制系统和测试控制单元中；

经过一间隔时段后关闭串接在风压测量管路中常开电磁阀并持续一持续关闭时间，所述间隔时段为0～50ms；

在所述持续关闭时间结束后，测试控制单元判断所述风压测量变送器现风压监测值和保存其中前风压测量值之差是否在预定风压泄漏阈值允许变化范围内：若是，即其不存在泄漏，打开所述常开电磁阀，将被隔离的风压测量管路恢复至原风压测量状态；若否，即超过预定风压泄漏阈值，其存在泄漏，并输出泄漏信号或不同泄漏级别信号，打开所述常开电磁阀，将被隔离的风压测量管路恢复至原风压测量状态。

进一步地，所述常开电磁阀设在风压测量管路与风压取样管路连接处的风压测量管路中。

进一步地，所述持续关闭时间选择范围为1秒～主控制系统最大稳定运行允许时间。

进一步地，所述预定风压泄漏阈值取值范围为大于或等于2%。

进一步地，所述持续关闭时间为4秒。

进一步地，从所述持续关闭时间结束至打开所述常开电磁阀时之间增加一缓压时间，该缓压时间取值范围为0～4秒。

为了消除开闭常开电磁阀对风压测量系统干扰，进一步地，所述常开电磁阀包括阀体和电磁阀及将电磁阀固定在阀体上的下固定部件；

其中所述电磁阀包括外套筒A、静铁芯A、动铁芯A、电磁线圈A、阀芯和上固定部件；

所述外套筒A包括外套筒A本体及其带外螺纹凸台的上端头、带外周沿的下端口，所述外套筒A本体为非导磁金属材料制成；

所述静铁芯A，包括静铁芯A本体及其中心细通孔，所述静铁芯A本体中心细通孔的下端口设一下凹槽；

所述动铁芯A置于所述外套筒A本体内的静铁芯A本体上侧；

所述阀芯包括顶杆、密封柱体和外弹簧，其中所述密封柱体置于所述静铁芯A本体下凹槽中，所述顶杆放置在静铁芯A 本体的中心细通孔中；

所述上固定部件，用于将所述电磁线圈A上下固定在所述外套筒A本体外；

所述阀体本体设一测量气体圆形凹槽，所述测量气体圆形凹槽内设有测量气体对接出口和测量气体对接入口；

所述下固定部件，利用所述外套筒A本体的下端口外周沿将所述外套筒A本体固定在所述阀岛本体的测量气体圆形凹槽上；

所述顶杆利用密封柱体使外弹簧产生形变密封测量气体对接出口；

所述外弹簧设置在所述密封柱体和测量气体对接出口之间。

本发明提供的一种用于风压测量管路的在线密封试验方法利用串接在风压测量管路中常开电磁阀并持续一持续关闭时间后，根据所述风压测量变送器现风压监测值和前风压测量值之差是否在预定风压泄漏阈值允许变化范围内来在线判断风压测量管路泄漏问题，不仅对正常风压测量的主控制系统不会产生影响，非常安全可靠，而且很经济地解决了在燃煤发电机组经过长时间运行后，采用工程建设验收中试验设备和方法，无法及时监测到风压测量管路是否泄漏问题。另外，采用中瞬时开闭的常开电磁阀，在线密封试验用时短，更可靠更便捷。

附图说明

图1为本发明提供的一种用于风压测量管路的在线密封试验系统。

图2为本发明提供的一种用于风压测量管路的在线密封试验方法流程示意图。

图3为图1所示试验系统中常开电磁阀的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的一种用于风压测量管路的在线密封试验系统及其方法进行详细说明。

如图1，为本发明提供的一种用于风压测量管路的在线密封试验系统结构示意图，包括一与主风道1连接的Y型风压取样管路2及与其支管连通的风压测量管路3，一设在风压测量管路中的常开电磁阀4，一连接在风压测量管路上的风压测量变送器5，和分别与所述常开电磁阀4、风压测量变送器5电连接的测试控制单元，以及与所述测试控制单元、风压测量变送器5分别电连接的主控制系统。

所述常开电磁阀串接在风压测量管路中，最佳位置设在风压测量管路与风压取样管路连接处的风压测量管路上，且以在正常风压测量情况下不影响风压测量变送器5对风压测量管路进行风压准确测量为准。

在线密封试验过程如下：

1）测试控制单元收到测试指令，将风压测量变送器当前测量值（即前风压测量值）分别保存在主控制系统（DCS）和测试控制单元中（即风压测量变送器与主控制系统实现电隔离，目的是为了确保常开电磁阀关闭后如果存在管路密封性问题实时监测风压测量值对主控制系统的影响）；

2）然后一间隔时段（比如间隔时段为0～50ms）后关闭常开电磁阀并持续一持续关闭时间4秒（即风压测量变送器与主控制系统实现气隔离，持续关闭时间即预定风压泄漏测试时间，取值范围1秒～主控制系统最大稳定运行允许时间，其取值大小由风压测量变送器测量误差、灵敏度、常开电磁阀关闭密封性能、关闭时间、预定风压泄漏阈值大小等因素有关）；

3）4秒的持续关闭时间结束后判断风压测量变送器现风压监测值和前风压测量值之差是否在预定风压泄漏阈值（如2%，即满足工业测量二级精度要求）允许变化范围内，若是，即其不存在泄漏，打开所述常开电磁阀，将被隔离的风压测量管路恢复至原风压测量状态，至此试验过程结束；若否，即超过预定风压泄漏阈值，其存在泄漏，并输出泄漏信号或不同泄漏级别信号（不同泄漏级别信号可以是：微漏、泄漏和严重泄漏中至少一种），打开所述常开电磁阀，将被隔离的风压测量管路恢复至原风压测量状态，至此试验过程结束。其中从4秒的持续关闭时间结束至打开所述常开电磁阀时之间需一缓压时间，该缓压时间可适当延长，最大延长至4秒，目的是为了消除常开电磁阀打开前，风压测量管路可能存在泄漏对风压测量变送器当前风压测量值造成波动，风压测量管路若不存在泄漏或者存在微泄漏缓压时间可以为0秒。

整个一次在线密封试验过程需要时间为：50ms+4s+1s～4s=5s50ms～8s50ms。

当然风压测量变送器5与主控制系统（DCS）在上述试验过程中采用气电双隔离措施，对正常风压测量的主控制系统不会产生影响，非常安全可靠。

为了消除开闭常开电磁阀对风压测量系统干扰，本发明中所述常开电磁阀4可以采用中国专利CN111520611A一种用于测量气体管路的反吹扫装置中公开瞬时开闭的常开电磁阀，这样，可以缩短在线密封试验时间至4秒。

如图3，该常开电磁阀包括阀岛（阀体）100和电磁阀及将电磁阀固定在阀体上的下固定部件；

所述阀岛100，包括阀岛本体100A及内设有一测量气体圆形凹槽；所述圆形凹槽设在阀岛本体一侧面上，所述测量气体凹槽内设测量气体对接出口105和测量气体对接入口104，所述测量气体对接出口为设在圆形凹槽中心的一环形凸起，所述测量气体对接入口设在圆形凹槽内且与测量气体对接出口错开的一平口，所述测量气体对接入口直径大于所述测量气体对接出口直径。

所述电磁阀，安装在阀岛本体100A的圆形凹槽上，用于控制所述测量气体管路内气体通断，在带电状态下，所述测量气体管路断开且其两侧气体被隔离，在带电启动情况瞬时关闭；其包括外套筒A、静铁芯A、动铁芯A311、电磁线圈A、阀芯、下固定部件和上固定部件。其中，

所述外套筒A，设在阀岛本体的圆形凹槽对外进行密封，包括外套筒A本体310及其带外螺纹凸台的上端头、带外周沿的下端口；所述外套筒A本体310为非导磁金属材料制成，如不锈钢、铜或航空铝；

所述静铁芯A，用于产生电磁力，包括静铁芯A本体313及其中心细通孔，且所述静铁芯A本体中心细通孔的下端口设一下凹槽；

所述阀芯，用于通断圆形凹槽中测量气体对接出口和测量气体对接入口之间气体，包括顶杆312、密封柱体和外弹簧318；其中所述密封柱体置于所述静铁芯A本体下凹槽中，所述顶杆放置在静铁芯A本体中心细通孔中，所述外弹簧设置所述密封柱体和测量气体对接出口之间；为了使测量气体对接出口关闭时更有效地密封，所述密封柱体的结构设计为：带下开口的圆柱状壳体314及其侧壁孔317、和依次从圆柱状壳体314下开口嵌入的内弹簧315、下端面带凸台的倒凸型密封塞316，所述圆柱状壳体侧壁孔317用于内弹簧恢复时的通气孔，所述内弹簧弹力大于所述外弹簧弹力。

所述动铁芯A311，用于将静铁芯A对其产生电磁力传递给所述阀芯，对所述阀芯产生向下机械推力；其置于所述外套筒A本体内的静铁芯A本体上侧。

所述电磁线圈A，用于使静铁芯A本体产生电磁力从而吸引动铁芯A，包括线圈A303、骨架A302、挡环A304和外壳A301，所述线圈A绕在所述骨架A中，并嵌入所述外壳A中且利用所述挡环A固定；

所述下固定部件，利用所述外套筒A本体的下端口外周沿将所述外套筒A本体固定在所述阀岛本体100A的圆形凹槽上；包括空心下模块306、空心上模块307、内O型密封圈308、外O型密封圈309以及螺钉305；其中所述空心下模块306通过螺钉305固定在所述阀岛本体100A的圆形凹槽上，所述空心上模块307螺纹拧紧在空心下模块306中并通过外套筒A本体的下端口外周沿将外套筒A本体与阀岛本体100A固定在一起，且所述内O型密封圈308设置在外套筒A本体的下端口外周沿和空心下模块306之间，所述外O型密封圈309设置空心下模块306和阀岛本体100A之间接触面处所设的环形凹槽中。

所述上固定部件，用于将所述电磁线圈A上下固定所述外套筒A本体外；所述上固定部件为一固定螺丝帽360，利用螺纹拧紧在外套筒A本体310上端头的凸台外，将所述电磁线圈A上下固定。

本发明能有效地解决了现有技术中风压测量管路不能满足快速精准在线密封测试问题，整个试验过程无需高压压缩空气，只需在现有的风压测量系统中风压测量管路上串接一常开电磁阀在预定风压泄漏测试时间内如4秒内即可进行密封试验在线监测，预定风压泄漏阈值即密封精度能够达到Pa级，常规的人工肥皂泡都测不出来的泄漏也可以检测；同时这样也可以不定期地对风压测量管路密封进行测试，简单方便、省时省力、无干扰、准确可靠。

Claims (15)

1.一种用于风压测量管路的在线密封试验系统，包括一一端连通在主风道上且另一端口设堵头的Y型风压取样管路，一风压测量管路，一风压测量变送器和主控制系统，其中所述风压测量管路的一端与Y型风压取样管路支管连通且另一端设置一风压测量变送器，所述风压测量变送器与主控制系统电连接，其特征在于，试验系统还包括一串接在风压测量管路中的常开电磁阀，和分别与所述常开电磁阀、风压测量变送器电连接的测试控制单元，其中所述测试控制单元与主控制系统电连接。

2.如权利要求1所述试验系统，其特征在于，所述常开电磁阀设在风压测量管路与风压取样管路连接处的风压测量管路中。

3.如权利要求1或2所述试验系统，其特征在于，所述常开电磁阀包括阀体和电磁阀及将电磁阀固定在阀体上的下固定部件；

其中所述电磁阀包括外套筒A、静铁芯A、动铁芯A、电磁线圈A、阀芯和上固定部件；

所述外套筒A包括外套筒A本体及其带外螺纹凸台的上端头、带外周沿的下端口，所述外套筒A本体为非导磁金属材料制成；

所述静铁芯A，包括静铁芯A本体及其中心细通孔，所述静铁芯A本体中心细通孔的下端口设一下凹槽；

所述动铁芯A置于所述外套筒A本体内的静铁芯A本体上侧；

所述阀芯包括顶杆、密封柱体和外弹簧，其中所述密封柱体置于所述静铁芯A本体下凹槽中，所述顶杆放置在静铁芯A 本体的中心细通孔中；

所述上固定部件，用于将所述电磁线圈A上下固定在所述外套筒A本体外；

所述阀体本体设一测量气体圆形凹槽，所述测量气体圆形凹槽内设有测量气体对接出口和测量气体对接入口；

所述下固定部件，利用所述外套筒A本体的下端口外周沿将所述外套筒A本体固定在所述阀岛本体的测量气体圆形凹槽上；

所述顶杆利用密封柱体使外弹簧产生形变密封测量气体对接出口；

所述外弹簧设置在所述密封柱体和测量气体对接出口之间。

4.如权利要求3所述试验系统，其特征在于：所述密封柱体，包括带下开口的圆柱状壳体及其侧壁孔、和依次从圆柱状壳体下开口嵌入的内弹簧、下端面带凸台的倒凸型密封塞，所述内弹簧弹力大于所述外弹簧弹力。

5.如权利要求4所述试验系统，其特征在于：所述测量气体对接出口为设在测量气体圆形凹槽中心的一环形凸起；所述测量气体对接入口设在测量气体圆形凹槽内且与测量气体对接出口错开的一平口，所述测量气体对接入口直径大于所述测量气体对接出口直径。

6.如权利要求5所述试验系统，其特征在于：所述非导磁金属材料为不锈钢、铜或航空铝。

7.如权利要求5或6所述试验系统，其特征在于：所述测量气体的气压为8KPa及以下。

8.如权利要求7所述试验系统，其特征在于：所述测量气体的气压为6KPa及以下。

9.一种用于风压测量管路的在线密封试验方法，其特征在于，

测试控制单元收到测试指令，将风压测量管路中风压测量变送器当前风压测量值分别保存在主控制系统和测试控制单元中；

经过一间隔时段后关闭串接在风压测量管路中常开电磁阀并持续一持续关闭时间，所述间隔时段为0～50ms；

在所述持续关闭时间结束后，测试控制单元判断所述风压测量变送器现风压监测值和保存其中前风压测量值之差是否在预定风压泄漏阈值允许变化范围内：若是，即其不存在泄漏，打开所述常开电磁阀，将被隔离的风压测量管路恢复至原风压测量状态；若否，即超过预定风压泄漏阈值，其存在泄漏，并输出泄漏信号或不同泄漏级别信号，打开所述常开电磁阀，将被隔离的风压测量管路恢复至原风压测量状态。

10.如权利要求9所述试验系统，其特征在于，所述常开电磁阀设在风压测量管路与风压取样管路连接处。

11.如权利要求9或10所述的在线密封试验方法，其特征在于，所述持续关闭时间选择范围为1秒～主控制系统最大稳定运行允许时间。

12.如权利要求11所述的在线密封试验方法，其特征在于，所述预定风压泄漏阈值取值范围为大于或等于2%。

13.如权利要求12所述的在线密封试验方法，其特征在于，所述持续关闭时间为4秒。

14.如权利要求13所述的在线密封试验方法，其特征在于，从所述持续关闭时间结束至打开所述常开电磁阀时之间增加一缓压时间，该缓压时间取值范围为0～4秒。

15.如权利要求9或10所述的在线密封试验方法，其特征在于，所述常开电磁阀包括阀体和电磁阀及将电磁阀固定在阀体上的下固定部件；

其中所述电磁阀包括外套筒A、静铁芯A、动铁芯A、电磁线圈A、阀芯和上固定部件；

所述外套筒A包括外套筒A本体及其带外螺纹凸台的上端头、带外周沿的下端口，所述外套筒A本体为非导磁金属材料制成；

所述静铁芯A，包括静铁芯A本体及其中心细通孔，所述静铁芯A本体中心细通孔的下端口设一下凹槽；

所述动铁芯A置于所述外套筒A本体内的静铁芯A本体上侧；

所述阀芯包括顶杆、密封柱体和外弹簧，其中所述密封柱体置于所述静铁芯A本体下凹槽中，所述顶杆放置在静铁芯A 本体的中心细通孔中；

所述上固定部件，用于将所述电磁线圈A上下固定在所述外套筒A本体外；

所述阀体本体设一测量气体圆形凹槽，所述测量气体圆形凹槽内设有测量气体对接出口和测量气体对接入口；

所述下固定部件，利用所述外套筒A本体的下端口外周沿将所述外套筒A本体固定在所述阀岛本体的测量气体圆形凹槽上；

所述顶杆利用密封柱体使外弹簧产生形变密封测量气体对接出口；

所述外弹簧设置在所述密封柱体和测量气体对接出口之间。

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