氣體在線水分析儀常見故障分析與處理

梁 日

（盤錦遼河油田大力集團有限公司，遼寧盤錦 124000）

目前石油化工行業(yè)的在線監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用的越來越多，其中氣體在線水分析儀應(yīng)用最為廣泛，水分析儀對水含量監(jiān)測的數(shù)據(jù)對化工的正常行業(yè)生產(chǎn)有重要意義。在化工裝置的設(shè)計中選擇合適的水分含量監(jiān)測方式是一個重要的工作環(huán)節(jié)。掌握一些在線水分析儀的常見故障處理的技能和日常維護的方法，在在線水分析儀發(fā)生故障時利用最短的時間判斷出故障的根源，及時處理，保證裝置的正常運行，這對生產(chǎn)過程的安全、產(chǎn)品質(zhì)量、能源消耗均有重大積極意義。

1 在線水分析儀的工作原理

氣體在線水分析儀對經(jīng)過前置箱處理過的樣氣進行精確測試分析。分析機柜的主要工作原理是Autozero 系統(tǒng)將基本級的濕度儀組成一個濕度分析系統(tǒng)。這個特定的系統(tǒng)每7天檢查零點設(shè)定一次，這個過程持續(xù)12h，這期間濕氣和污染物會被排掉。在12h 接近結(jié)束的時候，傳感器會進行零點修正。在自檢狀態(tài)，沒有對樣品進行檢測，輸出電流將保持最近一個有效測量值，當新的測量開始后立即開始更新。

系統(tǒng)會周期性地與參比氣體進行比較修正，這樣特別適用于正常操作點在分析儀工作下限的場合?？蓾M足對濕度分析的高精度、高可靠性與長壽命要求，適用于富有挑戰(zhàn)性的工業(yè)應(yīng)用場合與環(huán)境。

樣氣的濕度通過4～20 mA 模擬電流輸出。濕度值顯示在系統(tǒng)的LCD 上，便于觀察維護?？刂聘黝惞收吓c燃燒系統(tǒng)的聯(lián)鎖，靈敏可靠，確保裝置安全運行。確保樣氣中水分含量準確，避免干燥劑生產(chǎn)過程中失效。

2 水分析儀的組成

水分析儀是一個整體的系統(tǒng)，它除有分析儀機柜外，還有一些輔機配套設(shè)備。目前我廠用的是循環(huán)氫水分析儀。循環(huán)氫水分析儀由前置預(yù)處理、分析儀機柜、排放系統(tǒng)及外部接線箱等組成。前置預(yù)處理由取樣閥、過濾器、減壓閥、油氣分離器。分析儀機柜主要包括冷卻系統(tǒng)、樣氣切換系統(tǒng)、壓力控制器、樣氣過濾器、流量控制器、Auto-zero 系統(tǒng)分析儀及溫控加熱系統(tǒng)等。

循環(huán)氫水分析儀系統(tǒng)示意如圖1所示。

圖1 循環(huán)氫水分析儀系統(tǒng)示意圖

循環(huán)氫水分析儀主要測量在經(jīng)過干燥床罐后的循環(huán)氫氣中所含微量水的數(shù)值，工藝對此數(shù)據(jù)要求較為精確，可以幫助操作人員根據(jù)此數(shù)值的大小來判斷此罐干燥床內(nèi)的干燥劑的使用情況，是否需要進行干燥床切換，對床內(nèi)干燥劑進行再生處理。

水分析儀系統(tǒng)分析柜內(nèi)如圖2所示。水分析儀前置系統(tǒng)如圖3所示。

圖2 水分析儀系統(tǒng)分析柜內(nèi)實物圖

圖3 水分析儀前置系統(tǒng)實物圖

3 水分析儀系統(tǒng)的常見故障處理

水分析儀系統(tǒng)運行一段時間后，有可能會出現(xiàn)各種故障。這時就需要對水分析儀系統(tǒng)進行檢查分析，找出問題所在并去解決。下面介紹一些水分析儀系統(tǒng)常見故障。

在水分析儀系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，首先查看DCS 中數(shù)據(jù)歷史趨勢曲線及報警指示情況，然后根據(jù)DCS中提示進行下一步的處理。

3.1 故障現(xiàn)象一：數(shù)據(jù)超出正常操作范圍，報警指示有報警提示

常見分析柜中Auto-zero 系統(tǒng)的LED 顯示代碼為e00，則是系統(tǒng)提示樣氣進入Auto-zero 系統(tǒng)后自加熱溫度無法滿足正常運行所要求的70℃恒溫條件。

解決方法：

（1）首先查看樣氣緩沖罐的溫度是否在20～30 ℃，若低于20 ℃需將冷卻系統(tǒng)中的儀表風(fēng)量減小甚至切除冷卻過程，使之溫度達到正常范圍內(nèi)。

（2）若樣氣溫度仍不符合要求，需要開啟前置箱與分析柜間樣氣管線的電伴熱，使其提升樣氣進緩沖罐的溫度，進而提高樣氣進Auto-zero 系統(tǒng)的溫度。

（3）若樣氣溫度已符合要求，再查看分析柜內(nèi)環(huán)境溫度是否在22～30 ℃，若低于22 ℃需調(diào)整柜內(nèi)的溫控系統(tǒng)設(shè)定值，增加柜內(nèi)環(huán)境溫度。

（4）當環(huán)境溫度和樣氣溫度均在正常范圍內(nèi)，可以降低樣氣進Auto-zero 系統(tǒng)的旁路流量，因為循環(huán)氫氣的旁路流量過大，會帶走一定的熱量，進而降低了樣氣主回路的溫度，因此將其旁路流量降低或關(guān)閉可以保證樣氣進Auto-zero 系統(tǒng)時的溫度。

3.2 故障現(xiàn)象二：數(shù)據(jù)正常范圍內(nèi)，報警指示有報警提示

常見分析柜中Auto-zero 系統(tǒng)的LED 顯示代碼為e01，則是系統(tǒng)在周期性自檢過程中出現(xiàn)異常，導(dǎo)致系統(tǒng)自檢失敗，零點漂移。自檢失敗后，可能會出現(xiàn)數(shù)據(jù)失真等情況，因此需要采取人工對其調(diào)整，重新自檢定。

解決方法：在樣氣溫度、流量、現(xiàn)場環(huán)境等均滿足要求且運行平穩(wěn)時，對分析柜中Auto-zero 系統(tǒng)進行重新啟動，重啟后系統(tǒng)自動進入自檢模式。在12h接近結(jié)束的時候，傳感器會進行零點修正。

3.3 故障現(xiàn)象三：數(shù)據(jù)異常，系統(tǒng)中無報警提示

解決方法：①檢查樣氣溫度、流量、環(huán)境溫度及Auto-zero 系統(tǒng)自加熱溫度是否符合要求。②檢查氣路系統(tǒng)（包括前置箱）中各緩沖罐、過濾器等是否存在積液等現(xiàn)象。排除氣路系統(tǒng)的積液，保證樣氣進入分析系統(tǒng)均為氣態(tài)，避免影響測量結(jié)果。

3.4 故障現(xiàn)象四：樣氣壓力、流量等數(shù)據(jù)偏小

解決方法：①檢查各流量、壓力等調(diào)節(jié)器是否正常工作。②在各調(diào)節(jié)器均正常時，檢查其樣氣的濾芯、膜片，是否有異物堵塞。及時更換濾芯膜片，保證氣路系統(tǒng)流量、壓力穩(wěn)定。

4 水分析儀的日常維護與保養(yǎng)

水分析儀的維護保養(yǎng)就是保證水分析儀在日常使用中，不發(fā)生故障所采取的預(yù)防措施，包括防止水分析儀準確度降低，防止因水分析儀使用狀態(tài)不佳而引起干燥劑失效事故的產(chǎn)生，從而使得水分析儀系統(tǒng)的正常使用能夠保證整個裝置經(jīng)濟、安全、平穩(wěn)的運行。除嚴格執(zhí)行操作規(guī)程外，還必須對水分析儀系統(tǒng)進行嚴格的維護保養(yǎng)，以降低水分析儀系統(tǒng)的故障率，并且能延長使用期限。

在水分析儀系統(tǒng)使用中，必須對水分析儀系統(tǒng)進行清潔、檢查、測量、記錄，了解水分析儀系統(tǒng)的使用狀態(tài)，對發(fā)現(xiàn)的問題，根據(jù)情況及時處理或納入周期維修計劃。

4.1 日常保養(yǎng)

（1）對水分析儀系統(tǒng)進行巡回檢查，及時發(fā)現(xiàn)問題，及時采取相應(yīng)的措施。

（2）檢查各設(shè)備的運轉(zhuǎn)情況，清潔前置箱、分析柜內(nèi)衛(wèi)生。

（3）檢查壓力、溫度和流量等數(shù)值是否處于正常值，判斷水分析儀系統(tǒng)的運行狀態(tài)。

（4）定期對前置箱中的過濾緩沖罐及油氣分離器做排液處理。

（5）定期將樣氣切換閥切至管網(wǎng)氮氣，對Autozero 系統(tǒng)進行自檢零點修正。

注：自檢定用時約12h，在此期間盡量避免操作干擾，否則會影響系統(tǒng)內(nèi)部的修正。

將日常檢查中得到的數(shù)據(jù)以及發(fā)現(xiàn)的問題，作必要的記錄，對今后故障的判斷及處理提供依據(jù)。

4.2 周期維護

對日常維護保養(yǎng)所發(fā)現(xiàn)的問題及時予以處理，將不能馬上解決的問題，根據(jù)嚴重程度、使用條件納入周期檢修計劃，按計劃進行維修，以保證水分析儀系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)。周期維護包括以下內(nèi)容。

（1）檢查各溫度計、流量計、減壓閥等是否靈敏可靠。必要時清潔玻璃管、調(diào)整流量。如果流量計污染很可能使傳感器受到污染。

（2）安全起見，需要每年或按需更換過濾器，將取下的過濾器放好。必須隨時準備一個備用過濾器以防不時之需。

（3）檢查Auto-zero 系統(tǒng)內(nèi)樣氣管線上的過濾元件，必要時更換（常規(guī)維護4～6個月更換一次濾芯和膜片）。特別注意有無任何污染物，可能會對傳感器、流量計、減壓閥的操作造成沖擊。

（4）對Auto-zero 系統(tǒng)做功能測試，用99.99%氮氣瓶對系統(tǒng)進行自檢標定，確認其校驗與功能正常。

（5）裝置停工檢修時或無法保證樣氣及氮氣等正常進入Auto-zero 系統(tǒng)時，需要將干燥劑連接在進排氣孔，干燥劑帽需要在連接時打開。

（6）再次開工時對系統(tǒng)做試壓，確認管線、接頭和部件無任何泄漏。

此外，為防止因水分析儀系統(tǒng)突然出現(xiàn)故障而造成無法準確監(jiān)控干燥床的運行情況，以及便于周期檢修工作，對水分析儀系統(tǒng)的消耗品及易損件，應(yīng)配備適當?shù)膫淦穫浼?/p>

做好水分析儀系統(tǒng)的保養(yǎng)工作不僅可以延長水分析儀的使用壽命，還可以提高工作效率，所以說水分析儀的維護保養(yǎng)工作是十分重要的。

5 結(jié)束語

在生產(chǎn)過程中，有效及時地處理水分析儀系統(tǒng)的故障和日常維護保養(yǎng)可以延長水分析儀系統(tǒng)的使用壽命，減少內(nèi)部元器件的故障，降低水分析儀系統(tǒng)的故障率，降低成本，提高經(jīng)濟效益，保證整個裝置能夠長期穩(wěn)定的運行。