密闭采样器的设计

湖南有色金属职业技术学院 陈玉球 吴玉洁

密闭采样器的设计

湖南有色金属职业技术学院 陈玉球 吴玉洁

随着科学技术的不断发展，人们生活与生产对化工产品的质量要求越来越高，企业为了提高产品质量，提高在行业领域里的竞争优势，对产品的控制越来越严格，因而时刻要对介质进行取样化验，随着设备不断更新与发展，到今天出现了密闭采样器，它的特点：经久耐用、操作方便、环保、对介质质量无影响、随时可采取新鲜样品，因而目前在化工行业里被广泛使用。

密闭采样器；无污染；新鲜样品

目前，在石化工行业里，介质一般是易燃、易爆且有毒性，因而常使用密闭采样器，它是采集样品的一种装置。一般是人工手动采样，可以频繁采样，人工采样器的制造材料必须对采样的组分不产生影响，且易于吹扫与洗涤，对先前的样品不能有任何残留，从而可以保证随时采集新鲜的样品，保证产品的质量。

一、工艺技术条件及要求

介质：乙醇

介质的采集状态：液态

操作压力：0.85～1.35 MPa

操作温度：143～173℃

二、工艺分析

1.介质分析：由于乙醇对金属有腐蚀性，因而材料选用不锈钢，且不锈钢的化学性质比较稳定，不会影响到采样介质；操作温度：143～173℃，此时，乙醇为气态（乙醇沸点78.32℃），需要适当的冷却，从而要增加一台换热器；操作压力：0.85～1.35 MPa，设备装配完以后必须进行试压。

2.冷却介质：采用自来水冷却，这样既经济又实惠，冷却水走壳程，乙醇走管程。

3.采样器的旁路阀平时处于关闭，因而下次采样时，必须对采样器管道和采样瓶进行吹扫，以便采样到新鲜的样品。吹扫的气体必须考虑它的化学、物理性质（低压氮气：温度：常温，压力：0.4～0.5MPa，含氧量（体积%）：小于＜0.01）与成本，选择氮气比较合理，既经济又实惠。

4.根据乙醇的基本技术条件，要对出口介质温度进行检验，因而在采样出口要安装适当量程的温度表。

三、系统的基本流程图

乙醇对环境有一定的污染作用，因而样品从管道中被采集到采样瓶的过程都在密闭的情况下进行，防止溢出，实现环保取样（见图1）。

图1 钢瓶密闭采样流程图

四、系统的基本原理

1.操作面板（见图2）

图2 操作面板图

图3 管道配置图

2.管道配置图（见图3）

3.操作步骤

（1）固定采样瓶：插入采样瓶，压下快速接头，打开采样瓶两端气阀准备采样。

（2）钢瓶吹扫:旋转F1至“吹扫”位，旋转F3至“吹扫”位，打开F2氮气阀至“吹扫”位引入氮气吹扫气瓶，吹扫几分钟后，待管道与气瓶吹扫干净后， 将阀F2旋转到“关闭”位。

（3）管线循环：旋转旁路阀F4至“开启”位，管线开始循环，保证样品实时新鲜，循环结束旋转F4至“关闭”位。

（4）钢瓶采样：旋转F1、F3至“采样”位样本经过采样瓶进行循环，此时采样为新鲜无污染，真实可信样本。

（5）结束钢瓶采样：采样完毕旋转F1、F3阀门至“关闭”位，且关闭钢瓶两端阀门，拔下快速接头，此次采样结束。

五、零配件的材质

由于乙醇对金属有腐蚀性，因而材料选用不锈钢。

(1)法兰的标记为：HG20597-1997 法兰 SW20-2.5 RF 304

(3)钢瓶：材质为314（500mL）

(5)温度表：材质304（0～100℃）

(6)压力表：材质304（0～10MPa）

六、制作所使用的设备和工具

1.箱体加工：折板机、卷板机、钻床、压弧焊机等。

2.小管子的成型：锉刀、切割机、手动弯管器等。

七、质量检测（水压试验）

由于采样器承受的压力不高（0.85～1.35 MPa），故可以采用手动增压泵来试压，在试压前必须先要用盲板封住法兰出口，然后把泵与采样器入口法兰连接好，慢慢地注入水，压力也慢慢地增加，当面板上压力表显示为5.0 MPa时，可以停止加压，保持一定时间，查看压力表的指针是否返回，若返回，说明压力在降低，应仔细检查连接处，看是否有水珠冒出，从而及时处理，直到没有压力变化，说明采样器没有泄漏情况。

[1]马秉骞主编.化工设备[M].北京:化学工业出版社,2012.

[2]姜佩东主编.液压与气动技术[M].北京:高等教育出版社,1999.

[3]中国石化北京设计院编.石油炼厂设备[M].北京:中国石化出版社,2001.

[4]李强主编.采样器标书[M].广州:广州天禾自动化技术公司出版社,2011.