淺談在線(xiàn)分析儀預(yù)處理系統(tǒng)在應(yīng)用中存在的問(wèn)題及對(duì)策

黎林 劉新軍 劉宗慶

摘要：隨著石油化工行業(yè)自動(dòng)化水平的不斷提高，對(duì)在線(xiàn)分析儀表的需求也越來(lái)越多。分析儀表所分析出的數(shù)據(jù)不僅用于顯示，更多的是參與控制、聯(lián)鎖，在煉化生產(chǎn)中起到重要的作用。樣品預(yù)處理系統(tǒng)是在線(xiàn)分析儀表的重要組成部分，本文就化肥廠在線(xiàn)分析儀的預(yù)處理系統(tǒng)為例，闡述了分析儀使用過(guò)程中預(yù)處理系統(tǒng)常出現(xiàn)的問(wèn)題及對(duì)策。保證樣品預(yù)處理系統(tǒng)的良好運(yùn)行，是在線(xiàn)分析儀正常運(yùn)行的重要保證。

關(guān)鍵詞：在線(xiàn)分析儀;樣品預(yù)處理;問(wèn)題;對(duì)策

1、 在線(xiàn)分析儀的應(yīng)用

近年來(lái)，分析儀的發(fā)展十分迅速，目前帶來(lái)較大經(jīng)濟(jì)效益的先進(jìn)控制系統(tǒng)也是以在線(xiàn)分析儀為基礎(chǔ)的，許多企業(yè)將在線(xiàn)分析儀進(jìn)行聯(lián)鎖控制，由此可見(jiàn)在線(xiàn)分析儀的重要性和使用量是與日俱增， 分析儀的運(yùn)行效率也愈加受到專(zhuān)業(yè)人士的重視。

2、 在線(xiàn)分析儀預(yù)處理系統(tǒng)

2.1在線(xiàn)分析儀預(yù)處理系統(tǒng)的作用

分析儀預(yù)處理系統(tǒng)就是對(duì)樣品進(jìn)行過(guò)濾、降溫、降壓、穩(wěn)壓、穩(wěn)流、除水、除塵等一系列處理工作的系統(tǒng)，目的就是為在線(xiàn)分析儀提供不斷更新的、清潔的、有代表性的、并且適合在線(xiàn)分析儀工作條件的樣品，確保在線(xiàn)分析儀表的使用，從而達(dá)到儀表精度的要求，保證儀表長(zhǎng)期、可靠地運(yùn)行，同時(shí)減少儀表的故障，延長(zhǎng)儀表的使用壽命。

2.2預(yù)處理系統(tǒng)的重要性

說(shuō)到在線(xiàn)分析樣品預(yù)處理系統(tǒng)的重要性，很多專(zhuān)業(yè)人士都非常的清楚，石油化工行業(yè)90%以上的在線(xiàn)分析儀需要配置樣品預(yù)處理系統(tǒng)，即使是簡(jiǎn)單的pH 計(jì)也會(huì)要求對(duì)樣品做一些簡(jiǎn)單的處理，如將樣品冷卻到50℃以下，最好接近25℃，將壓力調(diào)整到不超過(guò)3bar，樣品中若含有顆粒物再加一個(gè)Y 型過(guò)濾器等，化肥廠循環(huán)水裝置中使用的多臺(tái)PH計(jì)也都做了這樣的預(yù)處理設(shè)置。樣品的處理效果，直接關(guān)系到分析儀的運(yùn)行效率，關(guān)系到分析數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確度，甚至影響到分析儀的使用壽命。

2.3預(yù)處理系統(tǒng)的處理功能

好的樣品預(yù)處理系統(tǒng)在使用中應(yīng)達(dá)到的基本要求可歸納為：

（1）使在線(xiàn)分析儀得到的樣品與管線(xiàn)或設(shè)備中的流體的組成和含量一致。

（2）樣品的消耗量最少。

（3）易于操作和維護(hù)。

（4）能長(zhǎng)期可靠工作。

（5）系統(tǒng)構(gòu)成盡可能簡(jiǎn)單。

（6）采用快速回路以減少樣品傳送滯后時(shí)間。

3、塔石化化肥廠在線(xiàn)分析儀使用狀況

塔石化化肥廠現(xiàn)有在線(xiàn)分析儀分布在化肥的各個(gè)裝置，使用較多的儀表有氫分析儀、氧分析儀、紅外線(xiàn)分析儀、工業(yè)色譜儀、pH 計(jì)、電導(dǎo)率等，種類(lèi)多，數(shù)量多，系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜。在一些裝置中大多是高溫、高壓、高水份、負(fù)壓及結(jié)晶、腐蝕性等惡劣氣體條件，而在線(xiàn)分析儀對(duì)樣品氣的壓力、流量、溫度、含水量、含雜質(zhì)量等都有嚴(yán)格的技術(shù)要求，所以，分析儀表能否可靠的運(yùn)行 ，很大程度上取決于樣品預(yù)處理系統(tǒng)是否可靠。起初，在線(xiàn)分析儀表問(wèn)題較多，維護(hù)工作量大，但通過(guò)多次改造，現(xiàn)在已有較大改善，如：2019年對(duì)化肥廠快鍋除氧器出口分析儀的預(yù)處理裝置進(jìn)行了增加冷卻水系統(tǒng)的改造， 2019年對(duì)化肥廠甲烷化出口的氫含量分析儀增加了模式過(guò)濾器，并對(duì)模式過(guò)濾器的排水管由Φ6改為Φ10，增加的流通量，大大減少氣體里的含水量;2020年對(duì)化肥廠化水站的硅含量分析儀的采樣水管線(xiàn)進(jìn)行改造，由一個(gè)減壓閥增加到兩個(gè)減壓閥，使系統(tǒng)壓力保持恒定。通過(guò)改造發(fā)現(xiàn)， 無(wú)論流量、水份、干擾氣體全部滿(mǎn)足儀表的要求， 極大地提高了分析系統(tǒng)的可靠性，其中合成氨裝置中 CH4、CO、CO2 、H2含量已是工藝控制的一項(xiàng)重要參數(shù)， 能否準(zhǔn)確測(cè)量上述氣體濃度，已成為考核整套裝置節(jié)能效率的重要指標(biāo)之一?；蕪S分析儀表的使用投用率，已為煉化生產(chǎn)安全平穩(wěn)運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。

4、預(yù)處理系統(tǒng)存在的問(wèn)題及對(duì)策

4.1 系統(tǒng)帶水、帶液

化肥廠合成甲烷化爐，高、低變換爐，取樣為1.7MPa，450℃左右且?guī)看?，雖然經(jīng)過(guò)減壓、冷卻、過(guò)濾，除水， 但由于預(yù)處理系統(tǒng)不完善， 水汽分離并不徹底， 使得儀表進(jìn)樣帶水， 造成一些紅外和其他儀表檢測(cè)器受到污染，儀表的示值運(yùn)行不穩(wěn)定、波動(dòng)大等，針對(duì)存在的問(wèn)題， 自行設(shè)計(jì)做了改造： 1、減小一次減壓后的壓力， 由原來(lái)的0.5MPa 降為0.1MPa，2、在原有的預(yù)處理之前再加一個(gè)模式過(guò)濾器，使水汽分離器更充分的發(fā)揮水氣分離的效果 3、在精密過(guò)濾器之前又添加兩個(gè)干燥塔，一個(gè)干燥塔盛裝變色硅膠，另一個(gè)干燥塔盛裝無(wú)水氯化鈣，將樣品氣中的水分吸附掉，通過(guò)以上改造基本上消除了儀表進(jìn)樣帶水的問(wèn)題， 保證了儀表穩(wěn)定長(zhǎng)周期運(yùn)行。

導(dǎo)直接插在冷凝液回水管頂部進(jìn)行測(cè)量，在運(yùn)行過(guò)程中，電導(dǎo)率波動(dòng)很大，該儀表性能穩(wěn)定、精度高，在其它地方使用很正常，經(jīng)對(duì)電導(dǎo)儀使用條件認(rèn)真研究分析，確定是循環(huán)水頂部管線(xiàn)上有氣體存在的現(xiàn)象，使得電導(dǎo)儀時(shí)常接觸不上循環(huán)水。為此，將電導(dǎo)儀取樣檢測(cè)點(diǎn)從循環(huán)水管線(xiàn)頂部改到循環(huán)水管線(xiàn)的中部，使得儀表檢測(cè)探頭能夠充分接觸到循環(huán)水，徹底解決了電導(dǎo)率波動(dòng)大的問(wèn)題。

4.2 嚴(yán)重滯后

因管路走線(xiàn)不合理或預(yù)處理設(shè)計(jì)上的缺陷造成局部堵塞以及壓力損失過(guò)大都易造成分析儀數(shù)值滯后的后果?；蕪S合成除氧器出口AT-7025 PH計(jì)分析儀因安裝在距離取樣點(diǎn)20米處，且取樣管線(xiàn)又走向繁瑣，致使取樣管線(xiàn)過(guò)長(zhǎng)，樣品更新緩慢，儀表測(cè)量示值滯后，針對(duì)這種現(xiàn)象，采取了改進(jìn)措施：1、增大冷卻系統(tǒng)，由原來(lái)的2升改為8升，同時(shí)安裝一個(gè)穩(wěn)壓閥，通過(guò)穩(wěn)壓閥上的進(jìn)、出口壓力表進(jìn)行流量調(diào)節(jié)。2、按照分析儀的安裝位置，重新對(duì)取樣管線(xiàn)走線(xiàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)改造，取樣管線(xiàn)由Φ8改為Φ6，再增加旁路回流。將使用中的分析儀表回流流量改為進(jìn)表流量的8倍， 分析滯后就不到1min。通過(guò)這樣的改進(jìn)大大縮短樣品流通時(shí)間，降低了儀表測(cè)量滯后，同時(shí)保證了分析儀表測(cè)量精確、可靠，滿(mǎn)足了工藝控制的需求，達(dá)到了預(yù)期的效果。由此可見(jiàn)，設(shè)計(jì)合理的預(yù)處理系統(tǒng)是保證分析儀表準(zhǔn)確量和長(zhǎng)周期運(yùn)行最重要的環(huán)節(jié)。

結(jié)束語(yǔ)：

由以上分析可知，在線(xiàn)分析儀的樣品預(yù)處理系統(tǒng)是儀表良好運(yùn)行的基本保障，在線(xiàn)分析儀在生產(chǎn)過(guò)程中越來(lái)越重要， 但在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)發(fā)現(xiàn)許多始料不及的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)多年的改造和積累的工作經(jīng)驗(yàn)，在線(xiàn)分析儀除了在選型上把好關(guān)、注意選用適合自身工藝條件的儀表外， 在使用過(guò)程中針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)條件對(duì)儀表設(shè)備進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)，加強(qiáng)維護(hù)工作，是用好在線(xiàn)分析儀表（系統(tǒng)）的關(guān)鍵。