SF6气体回收处理循环再利用系统测试平台及方法与流程

本发明涉及一种测试平台，尤其涉及的是一种sf6气体回收处理循环再利用系统测试平台及方法。

背景技术：

1、六氟化硫(sf6)气体因其优良的绝缘灭弧性能，被广泛应用于高压电气设备中。随着国内外对sf6温室气体减排工作的重视，各个企业或组织应对全球气候变化，履行社会责任，致力于减少sf6等温室气体的使用和排放相关技术的研究和推广应用。目前已在全国建立了省级六氟化硫净化处理中心20余个，基本实现了在用电气设备中六氟化硫气体的回收、净化处理和回充全过程管控。

2、sf6气体回收处理循环再利用系统相关装备均根据sf6气体受温度、压力较敏感的特性，进行强制控温、控压方法实现sf6气体回收、净化处理、回充、储运等循环再利用全过程高效安全生产作业。然而，近年来由于全球气候变化，夏季高温、冬季严寒极端性显著，具有持续时间长、范围广、强度大、极端性强等特点，严重影响系统相关设备的安全稳定性和可靠耐久性运行，对现场生产作业一线人员提出了新的要求及严峻挑战。

3、如目前在sf6气体回收、净化处理、回充、储运等循环再利用全过程生产作业过程中，存在下列问题：

4、①如图1-1所示，回收作业时，sf6气体液化过程中系统要吸收气液状态变化和环境产生的作用在设备中的热量，需大量冷气尤其在夏季，储气罐与外部高温度环境接触面较大，而现有sf6储罐外部只涂刷防腐漆，不仅导致大量冷量能源损耗浪费，更为严重的是夏季罐体温度升高，气体压力骤升极易引发安全阀起跳的发生。

5、②如图1-2所示，净化处理作业时，液态sf6需要进行高效换热气化进入吸附塔进行气态吸附过滤杂质，再通过压缩机加压至冷阱容器进行气液固相变提纯，然后通过注液泵灌入真空钢瓶内，系统相变提纯储罐保温采用发泡剂进行整体发泡，制冷设备体积较大且施工工艺繁琐，若一旦故障以及储罐安全附件送检需拆解发泡剂，维保工期较长，严重影响净化处理作业生产进度。

6、③如图1-3所示，回充作业时，为提高回充效率，常将压力容器内液态sf6流入换热器进行换热汽化，回充时的迅速吸热，对热量需求较大，我国的南北气候差异巨大，诸如冬冷地区，环境温度极低，导致换热设备热量损失严重，若设备气路的热绝缘和保温不能满足要求，只能增加加热设备功率才能实现迅速汽化灌入电气设备中。

7、因此，还原sf6气体回收处理循环再利用系统全过程作业实际工况，开展sf6气体回收处理循环再利用系统隔热保温技术研究及应用至关重要。一方面有助于精确评价论证多功能涂料保温保冷节能效果，另一方面还能为系统关键设备(回收回充装置)及所用关键部件(压缩机、真空泵、阀门、在线监测仪表等)应对极端环境的性能可靠耐久性评估提供参考意见，提升系统相关装备经济安全稳定可靠耐久运行能力。

8、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息已构成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于：如何解决目前sf6气体回收处理循环再利用系统由于极端环境条件影响系统安全稳定性和可靠耐久性的问题；需要通过测试平台寻求更优的保温涂料以及获取极端环境下设备部件的耐久性，实现提高极端环境条件工作的sf6气体回收处理循环再利用系统的安全稳定性和可靠耐久性。

2、本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

3、sf6气体回收处理循环再利用系统测试平台，包括模拟环境总成、回收回充装置、一个以上测试容器、参照容器、太阳模拟器、监控装置、循环升温装置、制冷装置；所述测试容器、所述参照容器、所述太阳模拟器均连接在所述模拟环境总成内部；所述回收回充装置分别与所述测试容器和所述参照容器通过接口组件连通或断开；所述循环升温装置分别与所述测试容器和所述参照容器通过通过接口组件连通或断开；所述制冷装置分别与所述测试容器和所述参照容器通过接口组件连通或断开；所述模拟环境总成、所述回收回充装置、所述测试容器、所述参照容器、所述太阳模拟器、所述循环升温装置、所述制冷装置均与所述监控装置电性连接。

4、本发明中能够还原sf6气体回收处理循环再利用系统全过程作业实际工况，参照容器作为测试容器的单一对比例，针对不厚度、不同类型、不同厂家的涂料在回收、提纯、回充、再生过程中的保温性能进行测试，能够有助于精确评价论证多功能涂料的保温保冷节能效果，以选出最佳的涂料，适应目前的极端环境天气。

5、优选的，所述模拟环境总成包括模拟仓、固定支架、多个称重机构、多个探测器，所述固定支架位于所述模拟仓内，所述固定支架上设有多个安装工位，所述称重机构位于安装工位下方，所述探测器连接所述模拟仓内部的壁上，所述称重机构、所述探测器与所述监控装置电性连接。

6、优选的，还包括用于测量测试容器和参照容器内外的温度传感器、用于测量测试容器和参照容器内压力传感器、用于测量测试容器和参照容器单位时间内热损失的热量计，所述温度传感器、所述压力传感器、所述热量计均与所述测试容器和所述参照容器连接。

7、优选的，所述监控装置包括上位机、plc、视频监控、温度模块、模拟量模块、数字量模块，所述上位机与plc串口连接，所述视频监控通过网线与所述上位机连接，所述plc的另一端通过排线接口与所述温度模块、所述模拟量模块、所述数字量模块电性连接。

8、优选的，所述测试容器与所述参照容器结构、材质均相同，所述测试容器与所述参照容器内置换热器，所述测试容器与所述参照容器顶端设置液氮入口。

9、本发明还公开sf6气体回收处理循环再利用系统测试方法，采用上述sf6气体回收处理循环再利用系统测试平台，包括现场高温环境气体回收保温形成测试、净化处理过程深冷提纯保温性能测试、现场低温环境气体回充保温性能测试、低温环境吸附剂在线再生保温性能测试；

10、高温环境气体回收保温形成测试时，将测试容器喷涂上保温涂料后放入模拟环境总成，并将模拟环境总成设置成高温环境，由回收回充装置向测试容器和参照容器供气，获取测试容器和参照容器冷凝情况、管路压力情况，更换涂料参数，多次重复开展试验，选出最佳涂料参数；

11、净化处理过程深冷提纯保温性能测试时，将测试容器喷涂上保温涂料后放入模拟环境总成，将测试容器和参照容器分别与制冷装置连接，由回收回充装置向测试容器和参照容器供液后，由制冷装置制冷，获取测试容器和参照容器冷凝情况、管路压力情况，更换涂料参数，多次重复开展试验，选出最佳涂料参数；

12、现场低温环境气体回充保温性能测试时，将测试容器喷涂上保温涂料后放入模拟环境总成，将测试容器和参照容器分别与循环升温装置连接，设置循环升温装置的第一阈值，以测试容器和参照容器达到第一阈值时开始试验，实时监测热量损失、冷凝情况，更换涂料参数，多次重复开展试验，选出最佳涂料参数；

13、低温环境吸附剂在线再生保温性能测试时，将测试容器喷涂上保温涂料后放入模拟环境总成，将测试容器和参照容器分别与循环升温装置连接，设置循环升温装置的第二阈值，以测试容器和参照容器达到第二阈值时开始试验，实时监测热量损失、冷凝情况，更换涂料参数，多次重复开展试验，选出最佳涂料参数。

14、优选的，高温环境气体回收保温形成测试时，模拟现场极端高温环境下涂料的保温性能，具体包括

15、步骤s1.1：打开监控装置，输入测试容器的参数，设置模拟环境总成内的温度、湿度、太阳光照强度、测试容器和参照容器的重量；将回收回充装置与测试容器、参照容器连接后抽真空处理后，关闭回收回充装置与测试容器、参照容器之间阀门；

16、步骤s1.2：模拟环境总成内的温度、湿度、太阳光照强度达到设定值后，打开回收回充装置与测试容器、参照容器之间阀门，回收回充装置开始向测试容器、参照容器供气，此时为试验开始时间；

17、步骤s1.3：到达测试容器与参照容器设定的重量后，关闭回收回充装置与测试容器、参照容器之间阀门，停止供气；

18、步骤s1.4：观察测试容器和参照容器的冷凝水情况并记录；

19、步骤s1.5：以试验开始时间计算，24小时后观察测试容器、参照容器压力值并记录；

20、步骤s1.6：回收sf6气体，去除测试容器上涂料，重新喷涂另一参数的涂料，重复上述上述步骤s1.1-s1.5，从测试过的涂料中选出最佳涂料；

21、在上述测试过程中，一旦检测到sf6泄漏则进行排风处理；一旦发生压力超过阈值时，立刻进行泄压处理。

22、优选的，净化处理过程深冷提纯保温性能测试时，模拟夏季室内高温环境下涂料的保温性能，具体包括：

23、步骤s2.1：将测试容器和参照容器均与制冷装置连接形成回路；打开监控装置，输入测试容器的参数，设置模拟环境总成内的温度、湿度、太阳光照强度、测试容器和参照容器的重量；将回收回充装置与测试容器、参照容器连接后抽真空处理后，关闭回收回充装置与测试容器、参照容器之间阀门；

24、步骤s2.2：模拟环境总成内的温度、湿度、太阳光照强度达到设定值后，打开回收回充装置与测试容器、参照容器之间阀门，回收回充装置开始向测试容器、参照容器供气，此时为试验开始时间；

25、步骤s2.3：到达测试容器与参照容器设定的重量后，关闭回收回充装置与测试容器、参照容器之间阀门，停止供气；

26、步骤s2.4：开启制冷装置，当测试容器和参照容器内温度达到-80℃时，关闭之制冷装置，观察测试容器和参照容器的冷凝水情况并记录；

27、步骤s2.5：以试验开始时间计算，24小时后观察测试容器、参照容器压力值并记录；

28、步骤s2.6：回收sf6气体，去除测试容器上涂料，重新喷涂另一参数的涂料，重复上述上述步骤s2.1-s2.5，从测试过的涂料中选出最佳涂料；

29、在上述测试过程中，一旦检测到sf6泄漏则进行排风处理；一旦发生压力超过阈值时，立刻进行泄压处理。

30、优选的，现场低温环境气体回充保温性能测试时，模拟冬季室外低温环境下涂料的保温性能，具体包括：

31、步骤s3.1：将测试容器和参照容器均与循环升温装置连接形成回路，循环气体采用氮气；打开监控装置，输入测试容器的参数，设置模拟环境总成内的温度、湿度、太阳光照强度、测试容器和参照容器的重量，设置循环升温装置的循环温度值为60℃；

32、步骤s3.2：打开测试容器和参照容器与循环升温装置的回路，当测试容器、参照容器循环升温至60℃时为试验开始时间，达到60℃后，循环升温装置停止工作，实时监测测试容器、参照容器的热量损失；

33、步骤s3.3：以试验开始时间计算，3小时后，观察测试容器和参照容器的冷凝水情况并记录；

34、步骤s3.4：把氮气排掉，去除测试容器上涂料，重新喷涂另一参数的涂料，重复上述上述步骤s3.1-s3.3，从测试过的涂料中选出最佳涂料；

35、在上述测试过程中，一旦发生压力超过阈值时，立刻进行泄压处理。

36、优选的，低温环境吸附剂在线再生保温性能测试时，模拟冬季室内低温环境下涂料的保温性能，具体包括：

37、步骤s4.1：将测试容器和参照容器均与循环升温装置连接形成回路，循环气体采用氮气；打开监控装置，输入测试容器的参数，设置模拟环境总成内的温度、湿度、太阳光照强度、测试容器和参照容器的重量，设置循环升温装置的循环温度值为200℃；

38、步骤s4.2：打开测试容器和参照容器与循环升温装置的回路，当测试容器、参照容器循环升温至200℃时为试验开始时间，达到200℃后，循环升温装置停止工作，实时监测测试容器、参照容器的热量损失；

39、步骤s4.3：以试验开始时间计算，3小时后，观察测试容器和参照容器的冷凝水情况并记录；

40、步骤s4.4：把氮气排掉，去除测试容器上涂料，重新喷涂另一参数的涂料，重复上述上述步骤s4.1-s4.3，从测试过的涂料中选出最佳涂料；

41、在上述测试过程中，一旦发生压力超过阈值时，立刻进行泄压处理。

42、本发明的优点在于：

43、本发明中能够还原sf6气体回收处理循环再利用系统全过程作业实际工况，参照容器作为测试容器的单一对比例，针对不厚度、不同类型、不同厂家的涂料在回收、提纯、回充、再生过程中的保温性能进行测试，能够有助于精确评价论证多功能涂料的保温保冷节能效果，以选出最佳的涂料，适应目前的极端环境天气。

44、本发明中的装置还可以将测试容器和参照容器去除，将sf6气体回收处理循环再利用系统或其中的某些关键设备(回收回充装置)及所用关键部件(压缩机、真空泵、阀门、在线监测仪表等)置于模拟环境总成内，通过循环升温装置和制冷装置形成热回路和冷回路，测试系统或关键部件的压力变化、可靠性变化等，能够对系统或关键设备应对极端环境的性能可靠耐久性评估提供参考意见。