密閉采樣器的設計

湖南有色金屬職業技術學院 陳玉球 吳玉潔

密閉采樣器的設計

湖南有色金屬職業技術學院 陳玉球 吳玉潔

隨著科學技術的不斷發展，人們生活與生產對化工產品的質量要求越來越高，企業為了提高產品質量，提高在行業領域里的競爭優勢，對產品的控制越來越嚴格，因而時刻要對介質進行取樣化驗，隨著設備不斷更新與發展，到今天出現了密閉采樣器，它的特點：經久耐用、操作方便、環保、對介質質量無影響、隨時可采取新鮮樣品，因而目前在化工行業里被廣泛使用。

密閉采樣器；無污染；新鮮樣品

目前，在石化工行業里，介質一般是易燃、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，從而可以保證隨時采集新鮮的樣品，保證產品的質量。

一、工藝技術條件及要求

介質：乙醇

介質的采集狀態：液態

操作壓力：0.85～1.35 MPa

操作溫度：143～173℃

二、工藝分析

1.介質分析：由于乙醇對金屬有腐蝕性，因而材料選用不銹鋼，且不銹鋼的化學性質比較穩定，不會影響到采樣介質；操作溫度：143～173℃，此時，乙醇為氣態（乙醇沸點78.32℃），需要適當的冷卻，從而要增加一臺換熱器；操作壓力：0.85～1.35 MPa，設備裝配完以后必須進行試壓。

2.冷卻介質：采用自來水冷卻，這樣既經濟又實惠，冷卻水走殼程，乙醇走管程。

3.采樣器的旁路閥平時處于關閉，因而下次采樣時，必須對采樣器管道和采樣瓶進行吹掃，以便采樣到新鮮的樣品。吹掃的氣體必須考慮它的化學、物理性質（低壓氮氣：溫度：常溫，壓力：0.4～0.5MPa，含氧量（體積%）：小于＜0.01）與成本，選擇氮氣比較合理，既經濟又實惠。

4.根據乙醇的基本技術條件，要對出口介質溫度進行檢驗，因而在采樣出口要安裝適當量程的溫度表。

三、系統的基本流程圖

乙醇對環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行，防止溢出，實現環保取樣（見圖1）。

圖1 鋼瓶密閉采樣流程圖

四、系統的基本原理

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備采樣。

（2）鋼瓶吹掃:旋轉F1至“吹掃”位，旋轉F3至“吹掃”位，打開F2氮氣閥至“吹掃”位引入氮氣吹掃氣瓶，吹掃幾分鐘后，待管道與氣瓶吹掃干凈后， 將閥F2旋轉到“關閉”位。

（3）管線循環：旋轉旁路閥F4至“開啟”位，管線開始循環，保證樣品實時新鮮，循環結束旋轉F4至“關閉”位。

（4）鋼瓶采樣：旋轉F1、F3至“采樣”位樣本經過采樣瓶進行循環，此時采樣為新鮮無污染，真實可信樣本。

（5）結束鋼瓶采樣：采樣完畢旋轉F1、F3閥門至“關閉”位，且關閉鋼瓶兩端閥門，拔下快速接頭，此次采樣結束。

五、零配件的材質

由于乙醇對金屬有腐蝕性，因而材料選用不銹鋼。

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

(3)鋼瓶：材質為314（500mL）

(5)溫度表：材質304（0～100℃）

(6)壓力表：材質304（0～10MPa）

六、制作所使用的設備和工具

1.箱體加工：折板機、卷板機、鉆床、壓弧焊機等。

2.小管子的成型：銼刀、切割機、手動彎管器等。

七、質量檢測（水壓試驗）

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，當面板上壓力表顯示為5.0 MPa時，可以停止加壓，保持一定時間，查看壓力表的指針是否返回，若返回，說明壓力在降低，應仔細檢查連接處，看是否有水珠冒出，從而及時處理，直到沒有壓力變化，說明采樣器沒有泄漏情況。

[1]馬秉騫主編.化工設備[M].北京:化學工業出版社,2012.

[2]姜佩東主編.液壓與氣動技術[M].北京:高等教育出版社,1999.

[3]中國石化北京設計院編.石油煉廠設備[M].北京:中國石化出版社,2001.

[4]李強主編.采樣器標書[M].廣州:廣州天禾自動化技術公司出版社,2011.