气相色谱测试仪工作原理及结构

“经过十余年来不断技术积累、工程验证和更新提升，东方电气集团已经形成了以高效率、高稳定、高可靠为特点，并且不断自主更新和迭代升级的抽水蓄能技术体系。”

中国长江三峡集团有限公司机电专业总工程师张成平曾将长龙山抽水蓄能电站称为“五超”工程：超高水头、超高转速、超大容量、超大难度的超大工程。在许多水电专家眼里，长龙山抽水蓄能机组的设计制造已经到达了世界抽水蓄能技术研发的极限。一方面是双向、高速、重载等特点使推力轴承运行温度、损耗以及支撑结构承载问题突出；另一方面是每极容量达32兆伏安以上，线速度达182米/秒以上，旋转部件的应力交变、疲劳及散热都是难点。

面对从未有过的挑战，东方电气集团依托在抽水蓄能行业30多年的实力和经验，发扬精益求精、勇攀高峰、无私奉献的精神，团结协作、攻坚克难，向着抽水蓄能领域的“珠穆朗玛峰”勇敢迈进。

“长龙山抽水蓄能机组的研发成功，意味着我国自主研发的抽水蓄能成套设备已达国际水平，且拥有完全自主的知识产权，打破了长期以来高水头段抽水蓄能关键技术被国外垄断的局面，全方位增强了我国在国际抽蓄领域的影响力和话语权。”王军自豪地说，同时也标志着东方电气集团形成了独立、完整，具有完全自主知识产权和“东方特色”抽水蓄能机组技术体系，成功培养了涵盖研发、设计、制造、成套、安装、调试等年轻有为的技术研发和项目管理队伍。

1  介绍（WBGC-6800气相色谱测试仪工作原理及结构）

欢迎您成为WBGC-6800网络型电力色谱仪的用户！

1．1  电力气相色谱仪的工作原理

WBGC-6800网络型电力色谱仪是按照中华人民共和国国家标准GB/T 17623-1998《绝缘油中溶解气体组分含量的气相色谱测定法》、中华人民共和国电力行业标准GB/T 7252-2001《变压器油中溶解气体分析和判断导则》中推荐的气相色谱仪流程而设计制造的电力系统专用气相色谱仪。

该机采用三检测器流程，一次进样，双柱并联，一次分流。在检测灵敏度，色谱峰的分离度和定量准确性方面都优于国标及行标的要求。连接网络型专用色谱工作站，成为电力行业充油电气设备的制造企业——变压器厂、互感器厂、高压电瓷厂、套管厂等；及使用企业——发电厂、供电局等单位性能*为优越，操作*为简便、检测*为灵敏的高效专用气相色谱仪。

其工作原理简图如下图所示：

1．2  特点（WBGC-6800气相色谱测试仪工作原理及结构）

众所周知，传统电力气相色谱仪是以1台色谱仪、1台AD转换器、1套计算机、1套打印机的方式工作的。这种工作方式使得色谱仪配备较多的用户在使用和管理上非常不便，并且设备重复投资、浪费严重。在当今技术高速发达的今天，计算机可以说是贬值*严重的商品之一。配备大量的计算机也给用户在设备管理和数据管理上带来诸多不便。同时这种传统的使用模式往往要采用一个厂家的电力气相色谱仪，又要采用另外一个厂家的工作站配合才能使用，使得系统整体的功能难以发挥、系统的性能也难以提高，对于用户提出的功能增加就更无从谈起了（比如数据的远程传输、多台仪器的监控等）。

针对这一传统电力气相色谱仪的使用弊病，我公司利用其强大的技术开发实力，采用了全新的工业造型、电子线路，并将当今的主流技术（IP技术）应用于电力气相色谱仪，开发出的新型电力气相色谱仪。仪器彻底摒弃了停产芯片或拆机芯片以及即将淘汰的RS232通信串口，采用了*新的高集成度的工业级芯片、总线技术、以太网技术、微流量气体控制技术以及数据处理技术、优化了温控程序和气路控制，从根本上提高了仪器的可靠性和可维护性。

WBGC-6800系列网络化电力气相色谱仪由于采用了网络技术并内置了谱图数据处理技术，彻底打破了现有国产色谱仪的繁琐笨重的工作模式。使得多台色谱仪共用1套计算机完成数据分析、打印、存储成为现实,并实现了仪器的远距离监控和色谱数据的远距离传输，*大程度的降低了用户的实验室投资以及运行费用，方便了企业管理人员对产品质量的实时跟踪管理。下图1.2为WBGC-6800网络化色谱仪工作运行简图。

有如下功能和特点：（WBGC-6800气相色谱测试仪工作原理及结构）

★ 采用了技术先进的10/100M自适应以太网通信接口、并内置IP协议栈、使仪器可以轻松的通过企业内部局域网、互联网实现远距离的数据传输；方便了实验室的架设、简化了实验室的配置、方便了分析数据的管理；

★ 仪器内部设计3个独立的连接进程，可以连接到本地处理（实验室现场）、单位主管、以及上级主管，可以方便地使单位主管和上级主管实时监控仪器的运行以及分析数据结果；

★ 仪器配备的网络版工作站可以同时支持多台色谱仪工作（253台），实现数据处理以及反控，简化了文档管理，并*大程度的降低了用户的实验室投资以及运行费用；

★ 仪器可以通过互联网连接到生产厂家，实现远程诊断、远程程序更新等（需用户许可）；

★ 仪器配备的5.7寸彩色液晶屏，操作满足不同的用户需求；

★ 系统具有中、英文2套操作系统，可自由切换；

★ 全新的微机温度控制系统，控温精度高，可靠性和抗干扰性能优越；具有六路完全独立的温度控制系统，可实现十六阶程序升温，使该设备能胜任更大范围的样品分析；具有柱箱自动后开门系统，使低温控制精度得到提高，升/降温速度更快；

★ 仪器设计定时自启动程序，可以轻松的完成气体样品的在线分析（需配备在线自动进样部件）；

★ 全微机控制键盘的操作系统，操作简单、方便；并设计检测器自动识别技术；具有故障诊断以及断电数据保护的功能，可自动记忆设定参数；

★ 色谱机内置低噪声、高分辨率24位AD电路，并具有基线存储、基线扣除的功能；

★ 仪器配备国内主流“变压器油气体分析工作站”，功能强大、操作简洁；

1．3  技术指标（WBGC-6800气相色谱测试仪工作原理及结构）

WBGC-6800电力气相色谱仪由进样器、检测器、色谱柱箱、镍转化炉、气体流量控制系统、电路控制检测系统及网络版专用工作站等组成。

1．3．1  仪器主要技术指标

WBGC-6800网络化电力气相色谱仪外观大气、结构合理的设计，同时加载了我公司自主研发的彩屏显示技术、气体电子流量控制技术。使其的自动化水平和整体性能得到了大幅提高。缩短了国产机型与进口机型的差距，加之本仪器独特的网络远程传输及控制功能，使仪器在无人值守、分散监测、集中控制成为现实。

主要技术指标：

●操作显示：5.7寸点阵汉化彩色液晶（可配备触摸屏）

●温控区域：6路

●温控范围：室温以上8℃～450℃，增量： 1℃， 精度：±0.1℃

●程序升温阶数：16阶

●程升速率：0.1～39℃/min（普通型）；0.1～80℃/min（高速型）

●气体控制：机械阀控制方式、电子流量压力控制方式任选

●外部事件：4路；辅助控制输出4路

●进样器种类：填充柱进样、毛细管进样、六通阀气体进样、自动顶空进样任选

●检测器数目：3个（*多）；

●启动进样：手动、自动任选

●通信接口：以太网：IEEE802.3

1．3．2  检测器技术指标

氢火焰离子化检测器（FID）

●检测限：Mt≤3×10-12g/s （正十六烷）；

●噪音：≤5×10-14A

●漂移：≤1×10-13A/30min

●线性范围： ≥106

●*高使用温度：≤450℃

热导检测器（TCD）

●灵敏度：S≥4000mV•ml/mg(正十六烷)（放大1、2、4、8倍任选）

●噪声：≤10μV

●基线漂移：≤30μv/30min

1．4  主要配置说明（WBGC-6800气相色谱测试仪工作原理及结构）

1．4．1  色谱柱箱

WBGC-6800电力气相色谱仪的柱箱容积大，可方便安装填充柱或毛细管柱；内置大功率加热丝并具有后开门结构，使升降温速度大为提高；柱箱控温保护采用双重软件（见键盘设定设置部分）及硬件保护（熔断片，见附录D中配件29），以保色谱柱的可靠；柱箱加热丝隐藏在网板后面，以避免热辐射引起弹性石英毛细管柱的峰形分裂；柱箱采用低噪声电机及上等不锈钢风页加速柱箱内温度平衡，仪器运行平稳且机器震动小。

1．4．2  进样器

WBGC-6800电力气相色谱仪的进样器安装在柱箱顶部左前侧，其结构如图1.7所示。由微机控制器设置并控制其温度。进样器的*上部是一个散热帽，散热帽的下部嵌装有硅橡胶进样垫。进样器的载气进口和气路控制系统中的稳流阀输出口相连接。

注：1. WBGC-6800电力气相色谱仪配备多个进样器安装，可以同时安装多根填充色谱柱；

2. WBGC-6800电力气相色谱仪的进样器可以直接安装外经为Φ5mm的填充柱，通过安装不同的衬管，还可以安装外经为Φ3、Φ4mm的填充柱；

3. WBGC-6800电力气相色谱仪的进样器亦可通过安装毛细管分流衬管附件或毛细管不分流衬管附件，组成分流进样器或不分流进样器。这样色谱仪的进样器就可安装各种不同口径的不锈钢、玻璃或柔性石英玻璃毛细管柱；

根据规划，到2025年，我国抽水蓄能投产总规模达到6200万千瓦以上；到2030年，抽水蓄能投产总规模达到1.2亿千瓦左右；到2035年，抽水蓄能投产总规模达到3亿千瓦以上。抽水蓄能产业迎来了从未有过的战略机遇期，同时技术发展的新趋势、机组运行的新要求也为抽蓄技术发展带来了新的挑战。

“一是产业爆发式增长，对装备制造企业的技术能力、供货能力、服务能力等提出了巨大的挑战；二是电站设备新的运行模式，对机组的设计、制造带来了巨大的挑战，尤其是稳定性和可靠性挑战；三是抽水蓄能技术发展的新方向，对企业新产品新技术研发能力提出了更高要求；四是数字化智能化成为整个产业发展的时代背景，多学科交叉融合对与时俱进的更新能力提出了新的挑战。”王军介绍。

东方电气集团正锚定到2024年实现年产40台套、到2025年实现年产50台套以上的抽水蓄能机组交付目标，通过技术更新、工艺优化、智造转型等有效措施，将抽水蓄能重大部件的制造、安装周期缩短约10~90天，全方位提升产出效率。提出打造“433、443、653”系列精品机组，大力开展抽蓄产品的标准化、系列化，丰富和完善现有各水头段型谱密度，以产品数字化研发更新平台为载体，将数字化手段与产品标准化、设计参数化相结合开展三维协同设计，实现快速产出并有效提升产品性能、质量、数字化交付水平。

站在新的历史起点，东方电气集团加大了变速抽水蓄能、混合式抽水蓄能、三机式抽水蓄能、中小型“双百”抽水蓄能、海水抽水蓄能等新机型的研究开发力度，重点开发大型变速抽水蓄能关键核心技术。全力研发具备智能诊断、全息监测、智能调节和数字运行新型功能特征为一体的新一代智能化发电设备。

在行业内率先建成第1个定子线圈模块化柔性生产车间、首条自主研发转子线圈铣孔自动线、行业第1个定子冲片绿色“无人车间”、建设融合机器人智能焊接、机加工、装配一体的大型清洁能源装备重型制造数字化车间，初步建成磁极装配数字化车间，实现了重型装备制造的变革，成为国内发电设备行业智能制造新模式的典范。

面向未来，东方电气集团将坚决融入能源转型发展大局，充分发挥抽水蓄能装备研制优势，当好抽水蓄能开发建设的“主力军”，全力构建合作共赢的“生态圈”，为推动抽水蓄能高质量发展，服务新型电力系统建设，实现“双碳”目标作出积极贡献。

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