一种高适应性六氟化硫气体净化处理控制系统及方法与流程

本发明属于电力设备控制系统，更具体地，涉及一种高适应性六氟化硫气体净化处理控制系统及方法。

背景技术：

1、六氟化硫（）气体具有优异的绝缘、灭弧性能，是国内外电力设备广泛使用的绝缘介质。由于六氟化硫温室效应是二氧化碳气体的23900倍，设备检修退役时必须将回收处理后循环再利用。为了保障设备绝缘安全，按照国家标准要求，处理后的气体需满足新气的质量指标要求，才可循环再利用。

2、使用过的气体中成分较为复杂，涉及水分、固体颗粒物、空气、、、、、、、、等，水分、固体颗粒物可吸附、过滤除去，、等酸性物质可通过碱洗方法除去，、、等分解产物可通过分子筛过滤，但空气、、、无法通过简单的工艺分离。

3、传统净化处理控制系统要么只能对杂质成分较少的气体进行处理、净化，要么需要使用带有双塔精馏、深冷等复杂工艺的控制系统进行处理，控制系统无法根据气体组分自行选择最适合的净化处理控制方法，在保证处理后满足新气指标的要求下，尽可能简化处理工艺，同时尽可能提高净化处理率、减少尾气中的含量。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的不足，本发明提供一种高适应性净化处理控制系统及方法，可根据气体中组分含量选择最适合的净化处理方式，满足含各类型杂质组分气体的净化处理。

2、本发明采用如下的技术方案。本发明的第一方面提供了一种高适应性六氟化硫气体净化处理控制系统，包括：第一处理模块，综合测试仪、第二处理模块、第三处理模块、第四处理模块、第五处理模块、储存模块和控制后台；其特征在于：

3、第一处理模块用于去除待净化气体中的固体颗粒及分解产物，并驱动待净化气体进入其他模块；

4、综合测试仪与第一处理模块的出口相连接，用于检测气体纯度和杂质含量；

5、第二处理模块连接在综合测试仪与第三处理模块之间，用于洗去中的酸性杂质，第二处理模块的入口和出口跨接在第一旁路阀门两端，用于在设定条件下旁路第二处理模块；

6、第三处理模块连接在第二处理模块与第四处理模块之间，用于对气体进行干燥；

7、第四处理模块连接在第三处理模块与第五处理模块之间，用于分离与空气，第四处理模块的入口和出口跨接在第二旁路阀门两端，用于在设定条件下旁路第四处理模块；

8、第五处理模块连接在第四处理模块与储存模块之间，用于分离与、、气体，第五处理模块的入口和出口跨接在第三旁路阀门两端，用于在设定条件下旁路第五处理模块；

9、储存模块用于储存净化后的和不能排空的杂质气体；

10、控制后台用于控制高适应性六氟化硫气体净化处理控制系统中所有阀门，形成不同气体净化路径。

11、优选地，所述第一处理模块包括：第一钢瓶、循环泵和吸附室；

12、第一钢瓶用于储存待净化气体；

13、循环泵连接在第一钢瓶与吸附室之间，用于为待净化气体在高适应性六氟化硫气体净化处理控制系统中流动提供驱动力；

14、吸附室用于吸附气体中的固体颗粒及分解产物。

15、优选地，综合测试仪用于检测气体纯度、空气、、、、湿度、酸度、可水解氟化物和矿物油含量；

16、将检测结果发送至控制后台，控制后台依据检测出气体中杂质的不同，自适应控制第二处理模块、第三处理模块、第四处理模块、第五处理模块和储存模块的投切，形成不同的气体路径，从而选择不同的气体净化处理方式。

17、优选地，第二处理模块包括：相连接的第一阀门和碱洗池；

18、第一阀门的状态与第一旁路阀门的状态相反，用于控制第二处理模块路径的开启和关闭，第一阀门开启且第一旁路阀门关闭时，第二处理模块被投入使用；第一阀门关闭且第一旁路阀门开启时，第二处理模块从气体净化路径切除；

19、碱洗池包括：多个串联的碱液罐，用于洗去中的酸性杂质。

20、优选地，第三处理模块包括：干燥室，用于除去气体中的水分；待净化气体均会经过干燥室。

21、优选地，第四处理模块包括：相连接的第三阀门和膜分离室；

22、第三阀门的状态与第二旁路阀门的状态相反，用于控制第四处理模块的路径开启和关闭，第三阀门开启且第二旁路阀门关闭时，第四处理模块被投入使用；第三阀门关闭且第二旁路阀门开启时，第四处理模块从气体路径切除；

23、膜分离室包括：多个串联的膜分离罐，用于分离与氮气和氧气。

24、优选地，第五处理模块包括：相连接的第四阀门、柱分离室、螺杆泵和色谱检测仪；

25、第四阀门的状态与第三旁路阀门的状态相反，用于控制第五处理模块的路径开启和关闭，第四阀门开启且第三旁路阀门关闭时，第五处理模块被投入使用；第四阀门关闭且第三旁路阀门开启时，第五处理模块被旁路；

26、柱分离室用于分离与、和。

27、优选地，储存模块包括：相连接的第二阀门和第二钢瓶，以及相连接的第七阀门和杂质气钢瓶；

28、所述第二钢瓶用于储存净化后的，所述杂质气钢瓶用于储存除外的杂质气体；

29、所述杂质钢瓶中的气体可经第二循环泵和第五阀门再一次打入到柱分离室，进行二次分离。

30、优选地，待净化气体依次通过填充柱，最后一个填充柱连接色谱检测仪，可检测空气、、、和，将所测气体组分发送后台控制系统，通过控制后台控制第七阀门、螺杆泵的开关，自动将杂质气体存储到杂质气钢瓶，气体存储到第二钢瓶。

31、优选地，第二、第四和第五处理模块包括相同的连接结构，均包括：依次串联的第一子单元、第二子单元、第三子单元和第四子单元；第一子单元设置有第一子单元入口电磁阀，第二子单元设置有第二子单元出口电磁阀，第三子单元设置有第三子单元入口电磁阀，第四子单元设置有第四子单元出口电磁阀；

32、第一子单元和第二子单元连接处经由三通设置单子单元引出阀；第二子单元和第三子单元连接处经由三通设置双子单元引出阀；第三子单元和第四子单元连接处经由三通设置三子单元引出阀。

33、本发明的第二方面提供了一种高适应性六氟化硫气体净化处理控制方法，基于所述的高适应性六氟化硫气体净化处理控制系统，包括以下步骤：

34、步骤1，在第一处理模块去除待净化气体中的固体颗粒及分解产物，并驱动待净化气体进入其他模块；

35、步骤2，综合测试仪检测来自第一处理模块出口的气体成分，包括：气体纯度、空气、、、、湿度、酸度、可水解氟化物和矿物油含量；

36、步骤3，判断酸度是否符合净化目标，若符合，第一旁路阀门旁路第二处理模块，继续执行步骤4，若不符合，第二处理模块洗去中的酸性杂质后执行步骤4；

37、步骤4，第三处理模块除去气体中的水分后，判断空气含量是否符合净化目标，若符合，第二旁路阀门旁路第四处理模块，继续执行步骤5，若不符合，第四处理模块分离与空气后执行步骤5；

38、步骤5，判断、、含量是否符合净化目标，若符合，第三旁路阀门旁路第第五处理模块，气体从第四处理模块直接进入储存模块，若不符合，第五处理模块分离与、和后进入储存模块。

39、优选地，第二、第四和第五处理模块采用相同的连接结构，均包括：依次串联的第一子单元、第二子单元、第三子单元和第四子单元；第一子单元设置有第一子单元入口电磁阀，第二子单元设置有第二子单元出口电磁阀，第三子单元设置有第三子单元入口电磁阀，第四子单元设置有第四子单元出口电磁阀；第一子单元和第二子单元连接处经由三通设置单子单元引出阀；第二子单元和第三子单元连接处经由三通设置双子单元引出阀；第三子单元和第四子单元连接处经由三通设置三子单元引出阀；

40、控制后台，按照综合测试仪获得的杂质所属区间，投入对应的子单元数量。

41、优选地，控制后台以如下公式控制子单元的投切：

42、

43、式中：

44、表示需要投入的子单元数量；

45、表示综合测试仪检测获得的杂质含量结果；

46、表示气体净化目标；

47、表示单个子单元的处理能力；

48、表示自然常数；

49、表示第一子单元已经投入运行时间；

50、表示安全裕量；

51、表示向下取整函数。

52、与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：可根据气体中组分含量选择最适合的净化处理方式，满足含各类型杂质组分气体的净化处理。更进一步地，根据杂质含量调整净化路径的长度，缩短净化消耗的时间，提升净化效率。所有阀门均采用数字阀门，由控制后台统一控制，无需人工介入提升了安全性。