密閉采樣器的設(shè)計(jì)

湖南有色金屬職業(yè)技術(shù)學(xué)院 陳玉球 吳玉潔

密閉采樣器的設(shè)計(jì)

湖南有色金屬職業(yè)技術(shù)學(xué)院 陳玉球 吳玉潔

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們生活與生產(chǎn)對化工產(chǎn)品的質(zhì)量要求越來越高，企業(yè)為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高在行業(yè)領(lǐng)域里的競爭優(yōu)勢，對產(chǎn)品的控制越來越嚴(yán)格，因而時(shí)刻要對介質(zhì)進(jìn)行取樣化驗(yàn)，隨著設(shè)備不斷更新與發(fā)展，到今天出現(xiàn)了密閉采樣器，它的特點(diǎn)：經(jīng)久耐用、操作方便、環(huán)保、對介質(zhì)質(zhì)量無影響、隨時(shí)可采取新鮮樣品，因而目前在化工行業(yè)里被廣泛使用。

密閉采樣器；無污染；新鮮樣品

目前，在石化工行業(yè)里，介質(zhì)一般是易燃、易爆且有毒性，因而常使用密閉采樣器，它是采集樣品的一種裝置。一般是人工手動采樣，可以頻繁采樣，人工采樣器的制造材料必須對采樣的組分不產(chǎn)生影響，且易于吹掃與洗滌，對先前的樣品不能有任何殘留，從而可以保證隨時(shí)采集新鮮的樣品，保證產(chǎn)品的質(zhì)量。

一、工藝技術(shù)條件及要求

介質(zhì)：乙醇

介質(zhì)的采集狀態(tài)：液態(tài)

操作壓力：0.85～1.35 MPa

操作溫度：143～173℃

二、工藝分析

1.介質(zhì)分析：由于乙醇對金屬有腐蝕性，因而材料選用不銹鋼，且不銹鋼的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，不會影響到采樣介質(zhì)；操作溫度：143～173℃，此時(shí)，乙醇為氣態(tài)（乙醇沸點(diǎn)78.32℃），需要適當(dāng)?shù)睦鋮s，從而要增加一臺換熱器；操作壓力：0.85～1.35 MPa，設(shè)備裝配完以后必須進(jìn)行試壓。

2.冷卻介質(zhì)：采用自來水冷卻，這樣既經(jīng)濟(jì)又實(shí)惠，冷卻水走殼程，乙醇走管程。

3.采樣器的旁路閥平時(shí)處于關(guān)閉，因而下次采樣時(shí)，必須對采樣器管道和采樣瓶進(jìn)行吹掃，以便采樣到新鮮的樣品。吹掃的氣體必須考慮它的化學(xué)、物理性質(zhì)（低壓氮?dú)猓簻囟龋撼?，壓力?.4～0.5MPa，含氧量（體積%）：小于＜0.01）與成本，選擇氮?dú)獗容^合理，既經(jīng)濟(jì)又實(shí)惠。

4.根據(jù)乙醇的基本技術(shù)條件，要對出口介質(zhì)溫度進(jìn)行檢驗(yàn)，因而在采樣出口要安裝適當(dāng)量程的溫度表。

三、系統(tǒng)的基本流程圖

乙醇對環(huán)境有一定的污染作用，因而樣品從管道中被采集到采樣瓶的過程都在密閉的情況下進(jìn)行，防止溢出，實(shí)現(xiàn)環(huán)保取樣（見圖1）。

圖1 鋼瓶密閉采樣流程圖

四、系統(tǒng)的基本原理

1.操作面板（見圖2）

圖2 操作面板圖

圖3 管道配置圖

2.管道配置圖（見圖3）

3.操作步驟

（1）固定采樣瓶：插入采樣瓶，壓下快速接頭，打開采樣瓶兩端氣閥準(zhǔn)備采樣。

（2）鋼瓶吹掃:旋轉(zhuǎn)F1至“吹掃”位，旋轉(zhuǎn)F3至“吹掃”位，打開F2氮?dú)忾y至“吹掃”位引入氮?dú)獯祾邭馄?，吹掃幾分鐘后，待管道與氣瓶吹掃干凈后， 將閥F2旋轉(zhuǎn)到“關(guān)閉”位。

（3）管線循環(huán)：旋轉(zhuǎn)旁路閥F4至“開啟”位，管線開始循環(huán)，保證樣品實(shí)時(shí)新鮮，循環(huán)結(jié)束旋轉(zhuǎn)F4至“關(guān)閉”位。

（4）鋼瓶采樣：旋轉(zhuǎn)F1、F3至“采樣”位樣本經(jīng)過采樣瓶進(jìn)行循環(huán)，此時(shí)采樣為新鮮無污染，真實(shí)可信樣本。

（5）結(jié)束鋼瓶采樣：采樣完畢旋轉(zhuǎn)F1、F3閥門至“關(guān)閉”位，且關(guān)閉鋼瓶兩端閥門，拔下快速接頭，此次采樣結(jié)束。

五、零配件的材質(zhì)

由于乙醇對金屬有腐蝕性，因而材料選用不銹鋼。

(1)法蘭的標(biāo)記為：HG20597-1997 法蘭 SW20-2.5 RF 304

(3)鋼瓶：材質(zhì)為314（500mL）

(5)溫度表：材質(zhì)304（0～100℃）

(6)壓力表：材質(zhì)304（0～10MPa）

六、制作所使用的設(shè)備和工具

1.箱體加工：折板機(jī)、卷板機(jī)、鉆床、壓弧焊機(jī)等。

2.小管子的成型：銼刀、切割機(jī)、手動彎管器等。

七、質(zhì)量檢測（水壓試驗(yàn)）

由于采樣器承受的壓力不高（0.85～1.35 MPa），故可以采用手動增壓泵來試壓，在試壓前必須先要用盲板封住法蘭出口，然后把泵與采樣器入口法蘭連接好，慢慢地注入水，壓力也慢慢地增加，當(dāng)面板上壓力表顯示為5.0 MPa時(shí)，可以停止加壓，保持一定時(shí)間，查看壓力表的指針是否返回，若返回，說明壓力在降低，應(yīng)仔細(xì)檢查連接處，看是否有水珠冒出，從而及時(shí)處理，直到?jīng)]有壓力變化，說明采樣器沒有泄漏情況。

[1]馬秉騫主編.化工設(shè)備[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2012.

[2]姜佩東主編.液壓與氣動技術(shù)[M].北京:高等教育出版社,1999.

[3]中國石化北京設(shè)計(jì)院編.石油煉廠設(shè)備[M].北京:中國石化出版社,2001.

[4]李強(qiáng)主編.采樣器標(biāo)書[M].廣州:廣州天禾自動化技術(shù)公司出版社,2011.