CN201575947U - 环保型sf6防污染采集及检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种环保型SF₆防污染采集及检测装置，采样装置模块、抽真空装置模块、HF检测装置模块之间相互连接。由于本装置将三种不同功能的模块相互连接起来使之协同工作，可实现现场的洗气、快速取样、SF₆气体成分检测等工作，预设有真空泵接口，满足现场多次取样真空处理的要求，因而具有完备的采样功能。

Description

环保型SF6防污染采集及检测装置

技术领域

本实用新型属于一种气体采集及检测装置，特别涉及环保型SF₆防污染采集及检测装置。

背景技术

由于对SF₆分解产物的定性、定量研究并找到其与电力设备运行工况的对应关系在国内外还属于前期研究阶段，所以其配套的SF₆防污染采集系统目前在市场上还没有，电力标准DL/T1032-2006(电气设备用六氟化硫(SF₆)气体取样方法)中对SF₆气体的取样方法进行了一些具体的阐述，但由于其取样存在的一些局限性，样气采集还不能满足对SF₆气体分解产物深层次的研究。

现有技术主要存在的问题为：

1)由于SF₆分解产物中存在强酸性和强吸附性物质(如HF、SO₂、H₂S等)，对整个采集系统的材质有特殊要求；前期的研究发现，单纯的不锈钢采集钢瓶和塑料采集袋会与SF₆分解产物中一些微量或痕量物质进行二次化学反应；

2)为了准确的研究SF₆气体分解产物和SF₆电力设备运行工况的对应关系，要求采样气体与电器设备中的SF₆气体成分尽可能的保持一致，但由于采样管路和取气接口等中的杂质给气体采样带来困难；标准DL/T1032-2006中的采样装置虽然也对采样管路等进行了冲洗和抽真空处理，但其对真空度没有一个量化的标准及精确的测量手段，虽然能满足SF₆气体的一些一般分析，不能对SF₆分解产物中一些微量或痕量物质进行尽可能的保真；

3)目前的SF₆气体简单采集装置还不能够做到气体的回收处理，而是直接放空，不但造成资源浪费，而且污染环境。应当指出的是，SF₆是一种温室气体，而近期内还没找到一种对环境没有危害而性能与SF₆相当的气体作为替代品。目前随着SF₆年需求量增加，大气中的SF₆含量每年以8％～9％的速度增长。且SF₆在大气中的降解过程非常缓慢，约需3200年，因此SF₆气体对全球变暖的影响具有累积效应。温室效应已引起了人们高度重视，1997年12月在日本通过的京都议定书中，SF₆已被列为需要全球管制使用的6种气体之一。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术不足，提供环保型SF₆防污染采集及检测装置，整套装置为模块化设计，根据现场要求不同可进行自由选择进行模块组合，以达到最佳、最经济的组合模式，快速完成现场取样工作的目的。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

该装置由三个模块组成：采样装置模块、抽真空装置模块、HF检测装置模块之间相互连接。

所述的HF检测装置模块通过调压阀、手阀，然后三条并联支路，分别接有安全阀、HF检测管与废气收集器连接，三个废气收集器共同与气体回收接口连接，并留有另一预留快插接头与洗气瓶连接。

所述的抽真空装置模块由电离规、阀门、真空泵、过滤器、尾气处理中和池依次通过聚四氟乙烯管路连接构成。

采样装置模块由样气取样口通过一个三通连接阀与采样容器及洗气瓶连接，在采样容器和洗气瓶上分别接有上下两个不锈钢瓶阀和压力表、压力表来控制其压力值。

由于本装置将三种不同功能的模块相互连接起来使之协同工作，可实现现场的洗气、快速取样、SF₆气体成分检测等工作，预设有真空泵接口，满足现场多次取样真空处理的要求，因而具有完备的采样功能。

由于本装置采用模块化设计的思路，且模块与模块之间、模块内各部分之间采用快插头连接，使得装置装卸、运输更加便捷，装置的工作方式更加灵活，能够尽可能地满足现场各种实际要求。

由于装置中的气体流通管路和容器内壁都内敷聚四氟乙烯，消除了气体采集过程中的二次化学反应问题，使采集到的SF₆气体与被采集设备中的气体在24h内保真度达到99％以上，从而使采集到的样气更接近运行电气设备中的气体成分和含量，提高了检测准确度。

预设废气回收处理接口，可以把装置洗气、检测管检测时的SF6废气进行全部回收，100％的二次利用，不向大气排放，保证人身安全、环境安全。

附图说明

图1是环保型SF₆防污染采集及检测装置原理图；

下面结合附图地对本实用新型的内容作进一步详细说明。

具体实施方式

参照图1所示，1为样气取样接口，2为三通手阀(控制洗气瓶以及采样容器的接入)，3为真空压力表计，4为采样容器，5为手阀(控制采样容器、HF检测模块和抽真空装置的接入)，6为三通接头，7为电离规，8为手阀(控制抽真空装置)，9为真空泵，10为油过滤器，11为尾气处理中和池，12为调压阀，13为手阀(控制HF检测装置的接入)，14为安全阀，(15、18)为HF检测管，(16、17、19、20)为HF检测管两端的快插接头，(22、23、24)为废气收集器，24为洗气瓶压力表，25为洗气瓶，26为洗气瓶与废气收集器连接的快插头，27为气体回收接口

装置进行模块化设计，现场可根据实际情况自由组合，下面对各个模块功能及特点进行叙述：

1采样装置模块(如图1中A)

采样装置模块由样气取样口1通过一个三通连接阀2与采样容器4及洗气瓶25连接，在采样容器4和洗气瓶25上分别接有上下两个不锈钢瓶阀和压力表3、压力表24来控制其压力值，如图1所示，三通阀5连接压力表3、采样容器4和一个预留快插接头，通过阀5接通位置的改变，达到对采样装置抽真空、HF检测与气体采集同时进行或单独采样等不同功能的实现。采样容器4采用1L或0.5L的不锈钢钢瓶，内涂敷聚四氟乙烯，避免SF₆分解产物在采样容器中的吸附，洗气瓶25采用4L的不锈钢钢瓶，满足多次采样洗气的要求。采样装置要求管路尽量短，且材质为不锈钢和聚四氟乙烯的，管路设计压力为1.0MPa。其在整个装置中的作用为收集被采集的气体，并尽量的保证气体的不失真。其特点为：

(1)把阀门(2、5)、真空压力表3和采样容器4设计成一套采样装置，现场仅取一个样品，可重复使用，便于携带和现场使用。洗气瓶可现场连接更换；

(2)采样装置模块分别有设备接口、HF检测接口，废气回收接口，样气实验接口，抽真空接口，同时配有作为监测装置操作的真空压力表计3；

(3)采用卡套密封，密封能力适合于真空或压力的装置使用。

2HF检测装置模块(如图1中C模块)

HF检测装置模块(如图1所示)先通过调压阀12、手阀13，然后三条并联支路，分别接有安全阀14、HF检测管15和18与废气收集器21、22、23连接，三个废气收集器共同与气体回收接口27连接，并留有另一预留快插接头与洗气瓶连接。在整个装置中起到HF检测和废气收集的功能。其特点为：

1)由于HF检测管是玻璃制品，故设计HF检测管一用一备，以备不测。废气收集器(22、23)收集HF检测管(15、18)的检测过程中出口排放的气体，保证无排放，保护人身和环境安全。针对现场一次取样失败或现场多次取样，对采样装置、废气收集器(22、23)和洗气瓶25中的气体集中回收，保证废气收集器(22、23)和洗气瓶25重复使用，节省了需要大量带这些废气收集的容器；

2)环保设计：入口配备的减压器带捕获功能，保证泄压时气体不排放到环境中；HF检测管出口连接废气收集器，保证检测后的有毒气体不排放到大气中；

3)安全设计：HF检测管前级配备的安全阀，保证安全压力进入HF检测管，避免HF检测管破裂，避免人身伤害；

4)真实性的保证：由于HF检测管是化学方法检测，需通过流量和流速来保证其测量的准确性。因流量计的材质影响真实性，故不能使用流量计，现通过废气收集器的反馈功能来控制其检测是否结束。

3抽真空装置模块(如图1中B模块)

抽真空装置模块由电离规7、阀门8、真空泵9、过滤器10、尾气处理中和池11依次通过聚四氟乙烯管路连接构成。抽真空装置起到避免整个连接管路和取样接口对采样气体的污染。在规定的时间内使装置达到规定的真空度，配备的真空电离规，可以承受正压和负压。其特点为：

1)采用双级旋片真空泵，极限真空度可到0.01Pa；

2)真空泵内置防返油装置，保证使用过程中真空泵油不会返出；

3)真空泵出口配备过滤器，防止抽真空过程中油气的污染；

4)过滤器出口连接尾气处理中和池，保证全过程无毒排放，保证环境和人身健康；

5)配合的数显真空计，能承受正压到2MPa，同时显示真空度0.1Pa～10⁵Pa，确认真空度的合格性和提示是否装置有泄漏。

工作过程

第一步：准备：

(1)将取样瓶、洗气瓶深度抽真空，以备现场采样用；

(2)检查采样装置的连接和密封，保证无泄漏；

(3)检查所有部件，保证工作正常；

(4)根据现场取样的数量配备HF测试管和取样瓶的量，为了防止现场意外，应在实际数量的基础上多配备2套HF测试管和取样瓶。

第二步：各个模块具体操作过程

1采样装置模块操作

(1)现场洗气：将样气取样口1与电气设备连接，则此时三通阀2入口和与电气设备相连的管路中已经充满SF₆气体(因电气设备的接口是自封式的，只要外接接口连接好后，就相当于阀门已经打开)，再打开洗气瓶25的阀门，将三通阀2旋至洗气瓶接通位置，约3～10s，关闭三通阀2及洗气瓶阀门；

(2)现场取样：洗气结束后，进行现场取样，打开阀门2、5，打开取样瓶4的阀门，时间约10～20min；

(3)取样结束：将废气回收处理装置回收接口与采样装置的样气取样口1连接，将采样装置中的气体回收储存，当回收到负压时，对其再进行抽真空处理，使用高纯氮气置换两次，再对其抽真空，当真空度达到规定要求，密闭储存，已备下次工作使用。

2HF检测装置模块操作

(1)与采样装置连接使用，也可以单独使用，入口连接采用的是快速接头；

(2)与采样装置连接使用：当采样结束后，通过快接插头把HF检测装置模块与采样装置模块连接起来，打开手阀13至设定位置，当废气收集器22、23充满以后，则表明测量已经结束；

(3)单独使用：通过聚四氟乙烯软管将HF检测装置模块连接到相应的开关接头，打开手阀13至设定位置，当废气收集器22、23充满以后，则表明测量已经结束；

(4)测量结束：取下HF检测管，将废气回收处理装置回收接口与HF检测装置的样气回收连接，将HF检测装置中的气体回收储存，当回收到负压时对HF检测装置进行抽真空，再使用高纯氮气置换两遍，以备下次工作使用。

3抽真空装置模块

(1)对采样装置模块进行抽真空处理：将抽真空装置连接到采样装置上(如图1连接方式)，打开真空泵，再依次打开阀门2、5、8，以及洗气瓶和采样容器上的阀门，抽真空至要求的真空度，当达到规定数值后，再继续工作10分钟，依次关闭2、5以及洗气瓶和采样容器上的阀门，最后关闭阀门8，最后关闭真空泵，保持24小时，读取真空度，如果在规定数值，则证明抽真空已经合格；

(2)充高纯氮气冲洗2次，再重复步骤(1)对其进行抽真空；

(3)对HF检测装置抽真空(必须HF检测装置中的气体已经回收完毕)：现将HF检测管取下，连接抽真空装置和HF检测装置的气体回收接口，打开真空泵，在一次打开阀门13、8，抽真空至要求的真空度，当达到规定数值后，再继续工作10分钟，依次关闭阀门13、8，最后关闭真空泵，保持24小时，读取真空度，如果在规定数值，则证明抽真空已经合格；

(4)充高纯氮气冲洗两次，再重复步骤(3)对其进行抽真空。

Claims (4)

1.环保型SF₆防污染采集及检测装置，其特征在于，该装置由三个模块组成：采样装置模块、抽真空装置模块、HF检测装置模块之间相互连接。

2.根据权利要求1所述的环保型SF₆防污染采集及检测装置，其特征在于，所述的HF检测装置模块通过调压阀(12)、手阀(13)，然后三条并联支路，分别接有安全阀(14)、HF检测管(15)和(18)与废气收集器(21、22、23)连接，三个废气收集器共同与气体回收接口(27)连接，并留有另一预留快插接头与洗气瓶连接。

3.根据权利要求1所述的环保型SF₆防污染采集及检测装置，其特征在于，所述的抽真空装置模块由电离规(7)、阀门(8)、真空泵(9)、过滤器(10)、尾气处理中和池(11)依次通过聚四氟乙烯管路连接构成。

4.根据权利要求1所述的环保型SF₆防污染采集及检测装置，其特征在于，采样装置模块由样气取样口(1)通过一个三通连接阀(2)与采样容器(4)及洗气瓶(25)连接，在采样容器(4)和洗气瓶(25)上分别接有上下两个不锈钢瓶阀和压力表(3)、压力表(24)来控制其压力值。

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