本實(shí)用新型屬于低溫地區(qū)混合絕緣氣體高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備檢修技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種移動(dòng)式六氟化硫和四氟化碳混合氣體快速回收裝置。
背景技術(shù)：
六氟化硫（SF6）氣體是一種化學(xué)性能十分穩(wěn)定的氣體，作為一種優(yōu)良的絕緣和滅弧介質(zhì)，被廣泛地應(yīng)用于各種電氣設(shè)備中。為保證SF6電氣設(shè)備的正常運(yùn)行，設(shè)備內(nèi)密封的SF6氣體需要保持一定的壓力，而SF6氣體的運(yùn)行特性受環(huán)境溫度變化的影響明顯。在我國(guó)北方及一些高原地區(qū)，冬季會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)－40℃以下的極端低溫，在低溫條件下SF6電氣設(shè)備內(nèi)的SF6氣體密度將逐漸減小，部分SF6氣體由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，使得SF6電氣設(shè)備內(nèi)的氣體壓力降低，嚴(yán)重影響設(shè)備正常運(yùn)行。
為解決SF6電氣設(shè)備中SF6氣體在低溫環(huán)境下的液化的問(wèn)題，在我國(guó)北方寒冷地區(qū)多采用六氟化硫和四氟化碳（SF6/CF4）混合絕緣氣體替代純SF6氣體，SF6/CF4混合絕緣氣體可以在低溫環(huán)境下不發(fā)生液化，目前混合絕緣氣體已在我國(guó)低溫地區(qū)的電氣設(shè)備中大量使用。
在設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，由于設(shè)備運(yùn)行環(huán)境、設(shè)備制造質(zhì)量以及原件損壞或老化等原因，混合絕緣氣體電氣開(kāi)關(guān)需要停電檢修，而檢修時(shí)混合氣體的回收儲(chǔ)存一直是困擾檢修人員較長(zhǎng)時(shí)間的難題。目前我國(guó)混合絕緣氣體回收方面采用的仍是通過(guò)SF6回收裝置回收儲(chǔ)存混合氣體（SF6/ CF4），由于混合絕緣氣體中SF6和CF4的性質(zhì)，難以液化，因此需要較多的鋼瓶或大容積容器來(lái)儲(chǔ)存氣體。故而低溫環(huán)境下混合絕緣氣體的快速回收存儲(chǔ)技術(shù)成為目前電氣設(shè)備氣體回收領(lǐng)域亟需解決的課題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種移動(dòng)式六氟化硫和四氟化碳混合氣體快速回收裝置，該裝置不僅能夠回收混合氣體，而且可以對(duì)混合氣體進(jìn)行分離，將濃度提高后的SF6和CF4分別通過(guò)專用壓充系統(tǒng)，回收至鋼瓶?jī)?chǔ)存，提高混合絕緣氣體在鋼瓶中的儲(chǔ)氣量，減少儲(chǔ)存容器。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：移動(dòng)式六氟化硫和四氟化碳混合氣體快速回收裝置，包括混合氣體回收系統(tǒng)、混合氣體分離系統(tǒng)、制冷機(jī)組16、六氟化硫?qū)Ｓ脡撼湎到y(tǒng)、四氟化碳專用壓充系統(tǒng)和抽真空系統(tǒng)，混合氣體回收系統(tǒng)的出氣口與混合氣體分離系統(tǒng)的進(jìn)氣口連接，混合氣體分離系統(tǒng)的出氣口與四氟化碳專用壓充系統(tǒng)的進(jìn)氣口連接，混合氣體分離系統(tǒng)的出液口與六氟化硫?qū)Ｓ脡撼湎到y(tǒng)的進(jìn)液口連接，抽真空系統(tǒng)的抽氣口分別與混合氣體回收系統(tǒng)、六氟化硫?qū)Ｓ脡撼湎到y(tǒng)和四氟化碳專用壓充系統(tǒng)連接，制冷機(jī)組16的制冷輸出口分別與混合氣體回收系統(tǒng)、混合氣體分離系統(tǒng)和四氟化碳專用壓充系統(tǒng)連接。
混合氣體回收系統(tǒng)包括第一高壓管1，第一高壓管1的進(jìn)氣口設(shè)有混合進(jìn)氣自封快速接頭2，第一高壓管1上沿混合氣體氣流方向依次設(shè)有第一電磁閥V1、第一手動(dòng)常開(kāi)閥C1、第一分子篩3、第一分子篩4、無(wú)油壓縮機(jī)5、第一單向閥6、第一冷熱交換器7和混合出氣自封快速接頭8；第一電磁閥V1的進(jìn)口和出口之間的第一高壓管1上連接有增壓高壓管9，增壓高壓管9上沿混合氣體氣流方向依次設(shè)有第二電磁閥V2、真空壓縮機(jī)10和第二單向閥11；制冷機(jī)組16的制冷輸出口與第一冷熱交換器7連接。
混合氣體分離系統(tǒng)包括混合分離高壓管12和氣體分離罐13，混合分離高壓管12的進(jìn)氣口連接在第一冷熱交換器7和混合出氣自封快速接頭8之間的第一高壓管1上，混合分離高壓管12的出氣口與氣體分離罐13的進(jìn)氣口連接，混合分離高壓管12上設(shè)有第三電磁閥V3，氣體分離罐13底部設(shè)有液位計(jì)14，氣體分離罐13頂部設(shè)有六氟化硫純度儀15；制冷機(jī)組16的制冷輸出口與氣體分離罐13連接。
四氟化碳專用壓充系統(tǒng)包括第二高壓管20，第二高壓管20的進(jìn)氣口與氣體分離罐13頂部連接，第二高壓管20的出氣口設(shè)有四氟化碳出氣自封快速接頭21，第二高壓管20上沿進(jìn)氣口到出氣口方向依次設(shè)有第四電磁閥V4、高壓壓縮機(jī)22和第二冷熱交換器23；制冷機(jī)組16的制冷輸出口與第二冷熱交換器23連接。
六氟化硫?qū)Ｓ脡撼湎到y(tǒng)包括第三高壓管17，第三高壓管17的進(jìn)液口與氣體分離罐13底部連接，第三高壓管17的出氣口設(shè)有六氟化硫出氣自封快速接頭18，第三高壓管17上沿進(jìn)液口到出氣口方向依次設(shè)有第五電磁閥V5、液態(tài)灌裝機(jī)19和第六電磁閥V6。
抽真空系統(tǒng)包括抽真空主管33，抽真空主管33的兩端分別與真空泵32和外界抽真空自封快速接頭34連接，抽真空主管33上設(shè)有第八電磁閥V8；抽真空主管33與增壓高壓管9之間通過(guò)第一抽真空管35連接，第一抽真空管35上設(shè)有第九電磁閥V9；抽真空主管33與第三高壓管17之間通過(guò)第三抽真空管37連接，第三抽真空管37上設(shè)有第十電磁閥V10；第二高壓管20與第三高壓管17之間通過(guò)第四抽真空管38連接，第四抽真空管38上設(shè)有第十一電磁閥V11。
采用上述技術(shù)方案，混合絕緣電氣設(shè)備檢修時(shí)，混合絕緣氣體六氟化硫和四氟化碳（SF6/CF4）通過(guò)專用的混合氣體回收系統(tǒng)回收，第一分子篩和第一分子篩干燥過(guò)濾混合絕緣氣體中的水分和分解產(chǎn)物等雜質(zhì)。真空壓縮機(jī)用于負(fù)壓回收，減少混合絕緣氣體殘留；真空壓縮機(jī)的進(jìn)氣口設(shè)有粉塵絮狀物過(guò)濾器，粉塵絮狀物過(guò)濾器采用精密濾芯，過(guò)濾粉塵和固態(tài)顆粒，過(guò)濾精度≤1μm，可防止粉塵和固態(tài)顆粒進(jìn)入真空壓縮機(jī)，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命；采用分子篩吸附原理處理混合氣體中的分解產(chǎn)物、水分、礦物油等雜質(zhì)；然后通過(guò)無(wú)油壓縮機(jī)，將干燥過(guò)濾后的氣體回收至混合氣體分離系統(tǒng)中。
回收后的SF6/CF4混合氣體中不僅有SF6氣體及混合氣體分解產(chǎn)物，還有大量的CF4，混合絕緣氣體中的分解物、水分以及粉塵等雜質(zhì)通過(guò)混合氣體回收系統(tǒng)過(guò)濾除去，剩下的氣體為SF6 和CF4混合氣體（SF6與CF4氣體等質(zhì)量混合），由于CF4不易液化（CF4的臨界壓力為3739kPa，臨界溫度為-45.6℃；SF6的臨界溫度為45.55℃，臨界溫度為3759kPa），因此在混合氣體分離系統(tǒng)中可通過(guò)低溫精餾方法將SF6液化，與CF4進(jìn)行分離。
氣體分離罐中安裝有液位計(jì)，可以準(zhǔn)確清晰測(cè)量SF6氣體在氣體分離罐中的液位，根據(jù)液位判斷是否啟動(dòng)六氟化硫?qū)Ｓ脡撼湎到y(tǒng)，將液態(tài)SF6灌裝至儲(chǔ)罐中。在整個(gè)氣體灌裝過(guò)程中，氣體分離罐持續(xù)工作。當(dāng)停止SF6灌裝后，通過(guò)分離塔頂部SF6純度儀測(cè)量SF6純度，根據(jù)SF6純度判斷是否啟動(dòng)CF4壓充系統(tǒng)，CF4壓充采用專用高壓壓縮機(jī)，通過(guò)高壓低溫的方式將CF4壓充至鋼瓶中。
通過(guò)上述步驟的處理，保證回收后的SF6濃度在98%以上，CF4濃度在90%以上，將氣體分離并充至鋼瓶，不僅可減少現(xiàn)場(chǎng)混合氣體回收對(duì)容器的大量需求，而且分離后的氣體也便于后期的回收凈化再生，達(dá)到再利用標(biāo)準(zhǔn)。
綜上所述，本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了混合絕緣氣體現(xiàn)場(chǎng)快速回收，并將混合氣體簡(jiǎn)單分離，分離后的氣體儲(chǔ)存的功能； 本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了混合絕緣氣體的現(xiàn)場(chǎng)快速回收，混合氣體的簡(jiǎn)單分離，分離后氣體的儲(chǔ)存等功能；過(guò)程中應(yīng)用的CF4專用高壓壓縮機(jī)，SF6液態(tài)灌裝機(jī)，會(huì)減小儲(chǔ)存容積（相較不分離CF4，利用通常使用的SF6回收裝置回收，其儲(chǔ)存所需容積將減小75%）。本實(shí)用新型提高了混合絕緣電氣設(shè)備檢修效率，且混合絕緣氣體分離儲(chǔ)存也有利于混合絕緣氣體凈化再生工作。
附圖說(shuō)明
圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型的移動(dòng)式六氟化硫和四氟化碳混合氣體快速回收裝置，包括混合氣體回收系統(tǒng)、混合氣體分離系統(tǒng)、制冷機(jī)組16、六氟化硫?qū)Ｓ脡撼湎到y(tǒng)、四氟化碳專用壓充系統(tǒng)和抽真空系統(tǒng)，混合氣體回收系統(tǒng)的出氣口與混合氣體分離系統(tǒng)的進(jìn)氣口連接，混合氣體分離系統(tǒng)的出氣口與四氟化碳專用壓充系統(tǒng)的進(jìn)氣口連接，混合氣體分離系統(tǒng)的出液口與六氟化硫?qū)Ｓ脡撼湎到y(tǒng)的進(jìn)液口連接，抽真空系統(tǒng)的抽氣口分別與混合氣體回收系統(tǒng)、六氟化硫?qū)Ｓ脡撼湎到y(tǒng)和四氟化碳專用壓充系統(tǒng)連接，制冷機(jī)組16的制冷輸出口分別與混合氣體回收系統(tǒng)、混合氣體分離系統(tǒng)和四氟化碳專用壓充系統(tǒng)連接。
混合氣體回收系統(tǒng)包括第一高壓管1，第一高壓管1的進(jìn)氣口設(shè)有混合進(jìn)氣自封快速接頭2，第一高壓管1上沿混合氣體氣流方向依次設(shè)有第一電磁閥V1、第一手動(dòng)常開(kāi)閥C1、第一分子篩3、第一分子篩4、無(wú)油壓縮機(jī)5、第一單向閥6、第一冷熱交換器7和混合出氣自封快速接頭8；第一電磁閥V1的進(jìn)口和出口之間的第一高壓管1上連接有增壓高壓管9，增壓高壓管9上沿混合氣體氣流方向依次設(shè)有第二電磁閥V2、真空壓縮機(jī)10和第二單向閥11；制冷機(jī)組16的制冷輸出口與第一冷熱交換器7連接。
混合氣體分離系統(tǒng)包括混合分離高壓管12和氣體分離罐13，混合分離高壓管12的進(jìn)氣口連接在第一冷熱交換器7和混合出氣自封快速接頭8之間的第一高壓管1上，混合分離高壓管12的出氣口與氣體分離罐13的進(jìn)氣口連接，混合分離高壓管12上設(shè)有第三電磁閥V3，氣體分離罐13底部設(shè)有液位計(jì)14，氣體分離罐13頂部設(shè)有六氟化硫純度儀15；制冷機(jī)組16的制冷輸出口與氣體分離罐13連接。
四氟化碳專用壓充系統(tǒng)包括第二高壓管20，第二高壓管20的進(jìn)氣口與氣體分離罐13頂部連接，第二高壓管20的出氣口設(shè)有四氟化碳出氣自封快速接頭21，第二高壓管20上沿進(jìn)氣口到出氣口方向依次設(shè)有第四電磁閥V4、高壓壓縮機(jī)22和第二冷熱交換器23；制冷機(jī)組16的制冷輸出口與第二冷熱交換器23連接。
六氟化硫?qū)Ｓ脡撼湎到y(tǒng)包括第三高壓管17，第三高壓管17的進(jìn)液口與氣體分離罐13底部連接，第三高壓管17的出氣口設(shè)有六氟化硫出氣自封快速接頭18，第三高壓管17上沿進(jìn)液口到出氣口方向依次設(shè)有第五電磁閥V5、液態(tài)灌裝機(jī)19和第六電磁閥V6。
抽真空系統(tǒng)包括抽真空主管33，抽真空主管33的兩端分別與真空泵32和外界抽真空自封快速接頭34連接，抽真空主管33上設(shè)有第八電磁閥V8；抽真空主管33與增壓高壓管9之間通過(guò)第一抽真空管35連接，第一抽真空管35上設(shè)有第九電磁閥V9；抽真空主管33與第三高壓管17之間通過(guò)第三抽真空管37連接，第三抽真空管37上設(shè)有第十電磁閥V10；第二高壓管20與第三高壓管17之間通過(guò)第四抽真空管38連接，第四抽真空管38上設(shè)有第十一電磁閥V11。
下面按照各個(gè)功能詳細(xì)介紹本實(shí)用新型的具體操作過(guò)程。
（一）混合絕緣氣體回收流程：將混合進(jìn)氣自封快速接頭2與混合絕緣電氣設(shè)備連接，關(guān)閉第二電磁閥V2，開(kāi)啟第一電磁閥V1和第三電磁閥V3，無(wú)油壓縮機(jī)5開(kāi)啟，混合氣體經(jīng)第一高壓管1上的第一分子篩3、第二分子篩4、無(wú)油壓縮機(jī)5、第一冷熱交換器7進(jìn)入混合氣體分離系統(tǒng)；當(dāng)混合絕緣電氣設(shè)備氣室中氣體壓力低于0.1MPa時(shí)，第二電磁閥V2開(kāi)啟，第一電磁閥V1關(guān)閉，在真空壓縮機(jī)10的作用下，混合氣體經(jīng)增壓高壓管9進(jìn)入氣體分離罐13；氣體進(jìn)入氣體分離罐13后，通過(guò)機(jī)械制冷深度精餾，將SF6液化并與SF6分離。
若直接回收混合絕緣氣體，可將第三電磁閥V3關(guān)閉，混合出氣自封快速接頭8與混合氣鋼瓶連接，就可將混合絕緣氣體直接回收。
（二）混合絕緣氣體分離流程：氣體進(jìn)入氣體分離罐13后，采用機(jī)械制冷深度精餾原理，將氣體分離罐13溫度降至-15℃～-10℃，壓力高于1.0MPa，由于SF6氣體與CF4氣體液態(tài)點(diǎn)不同，此時(shí)SF6氣體液化，CF4仍然為氣態(tài)，SF6通過(guò)填料后富集于氣體分離罐13底部，可通過(guò)液位計(jì)14觀察SF6液位高度。
（三）SF6壓充灌裝流程：混合絕緣氣體在氣體分離罐13分離后，SF6大部分以液態(tài)形式富集于氣體分離罐13底部，CF4以氣態(tài)的形式富集于氣體分離罐13頂部。SF6以液態(tài)形式由氣體分離罐13底部出，六氟化硫出氣自封快速接頭18與SF6鋼瓶進(jìn)氣口連接，開(kāi)啟液態(tài)灌裝機(jī)19，開(kāi)啟第五電磁閥V5，SF6經(jīng)第三高壓管17直接以液態(tài)形式灌裝儲(chǔ)存。
（四）CF4壓充灌裝流程：四氟化碳出氣自封快速接頭21與CF4鋼瓶的進(jìn)氣口連接，CF4富集于氣體分離罐13頂部，通過(guò)氣體分離罐13頂部安裝的六氟化硫純度儀15可以檢測(cè)CF4氣體中SF6含量，SF6濃度低于10%時(shí)，開(kāi)啟高壓壓縮機(jī)22和第四電磁閥V4，CF4氣體由第二高壓管20抽出，在高壓壓縮機(jī)22（三級(jí)壓縮，壓力可達(dá)10MPa）的作用下以及第二冷熱交換器23（降低CF4氣體溫度）后儲(chǔ)存到鋼瓶或儲(chǔ)存容器，將CF4氣體高壓壓縮儲(chǔ)存，氣體儲(chǔ)存量可達(dá)25～30kg（與CF4新氣一致）。
（五）對(duì)混合氣體回收系統(tǒng)、六氟化硫?qū)Ｓ脡撼湎到y(tǒng)和四氟化碳專用壓充系統(tǒng)抽真空流程：（1）、關(guān)閉第九電磁閥V9、第十電磁閥V10和第十一電磁閥V11，打開(kāi)第八電磁閥V8和第十電磁閥V10，開(kāi)啟真空泵32，即可對(duì)六氟化硫?qū)Ｓ脡撼湎到y(tǒng)抽真空；（2）、關(guān)閉第十電磁閥V10、第十電磁閥V10和第十一電磁閥V11，打開(kāi)第八電磁閥V8和第九電磁閥V9，開(kāi)啟真空泵32，即可對(duì)混合氣體回收系統(tǒng)抽真空；（2）、關(guān)閉第九電磁閥V9、第六電磁閥V6、第十電磁閥V10，打開(kāi)第八電磁閥V8、第十電磁閥V10和第十一電磁閥V11，開(kāi)啟真空泵32，即可對(duì)四氟化碳專用壓充系統(tǒng)抽真空。
以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明而非限制本實(shí)用新型的技術(shù)方案，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。