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低溫閥門深冷中氦氣的回收與利用




對閥門進行低溫性能試驗時，氣瓶中的氦氣經(jīng)過高壓管路進入待測閥門腔體。試驗結束后，閥腔中的低溫氦氣經(jīng)過原來的壓力管路回收進入氣瓶，完成氦氣的使用和回收過程。閥門低溫試驗要求對待測閥在冷媒中冷卻一定的時間，足以將大部分雜質氣體冷凝或固化，使氦氣的純度得到提高。因此，低溫試驗后氦氣純度并不會明顯降低，滿足回收和再次利用的條件。

低溫閥門的使用溫度低于-29℃，廣泛應用于空分、LNG與乙烯石化等領域。低溫閥門的檢驗和試驗需要在低溫環(huán)境下進行。根據(jù)試驗溫度的要求，冷卻閥門的低溫冷媒可以是干冰、液氮或者與酒精混合以達到合適的溫度。當試驗溫度高于-110℃時，可以用氮氣作試驗介質，不僅純凈無污染，而且經(jīng)濟性較高。當試驗溫度低于-110℃時，可選擇氦氣作試驗介質。

由于氦氣的價格昂貴，導致試驗成本較高。通過合理的設計，將試驗結束后閥腔中的氦氣進行回收，可節(jié)約大量費用降低試驗成本。

低溫試驗對氦氣純度的要求：
標準MESC SPE 77/200對低溫試驗時采用的試驗介質要求如表1所示，低溫試驗中使用的氦氣純度應不低于97%，采用工業(yè)氦(純度)99%)完全可以滿足要求。

低溫試驗對氦氣純度的影響:低溫試驗過程中，氦氣純度將產(chǎn)生一定的變化。
(1)室溫下高壓管路中的O2、N2、CO2、Ar和水蒸汽等與氦氣混合，降低其純度。
(2)增壓泵及其控制閥中的潤滑油蒸汽與氦氣混合，降低其純度。
(3)無法被過濾器過濾的微小固體顆粒進入氦氣中，降低其純度。

同時，進入待測閥閥腔的氦氣，由于低溫的作用，O2、N2、CO2、Ar、水蒸汽和潤滑油蒸汽等雜質將被冷凝或固化，與氦氣分離，從而起到純化氦氣的作用。對于微小固體雜質，必要時可采用活性炭吸附的方式去除，提高氦氣純度。

閥門低溫試驗要求對待測閥在冷媒中冷卻一定的時間，足以將大部分雜質氣體冷凝或固化，使氦氣的純度得到提高。因此，低溫試驗后氦氣純度并不會明顯降低，滿足回收和再次利用的條件。

氦氣回收加熱系統(tǒng):

低溫試驗結束后，低溫氦氣經(jīng)過回收加熱系統(tǒng)(圖2)，由壓差或者增壓泵的作用進入氦氣瓶，完成氦氣的回收過程。未經(jīng)加熱回溫的低溫氦氣進入高壓管路系統(tǒng)，將對橡膠管路、增壓泵以及高壓氣瓶等設備造成損壞，存在嚴重的安全風險。因此，低溫氦氣在回收之前必須加熱至高壓管路和設備可承受的溫度范圍�？刹捎每諝庾匀粚α鲹Q熱與電加熱結合的方式，通過智能控制系統(tǒng)實現(xiàn)對加熱溫度的自動化控制。

氦氣回收率:氦氣的回收率與多種因素有關。
(1)待測閥或高壓管路密封不良，氦氣向大氣泄漏。
(2)增壓泵增壓比偏大，最小吸氣壓力偏高，過多殘余氦氣被泄放。
采用氦質譜檢漏儀對待測閥進行微泄漏檢測，排除閥門法蘭、填料和管路接頭處的漏點，選用合適增壓比和吸氣壓力的增壓泵，將有效提高氦氣回收率，降低試驗成本。


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