有关空分在线气体分析仪器的选配及其维护分析

2022-09-11

随着我国工业装置 (例如煤矿化工、石化、电力、冶金等方面) 的技术化程度逐步提升, 其对安全生产、质量及节能方面的要求也随之提高, 由此, 空分在线气体分析仪器的使用量与日俱增。目前, 我国已经有相当一部分工业企业开始使用空分在线分析设备, 且在实际生产过程中也起到了较好的效果。本文主要就空分在线气体分析仪器的选配及维护做如下分析。

一、空分在线气体分析仪器的选配原则及作用

1. 选配原则

空分在线气体分析仪器的选配需要遵循以下几个原则:第一, 以安全生产为基准。该仪器设备需要一个稳定、安全的运行环境, 例如正确的分析指示、工艺安全设置等都为工业生产提供了安全运行的保障;第二, 以质量为根本。该仪器是对空分设备生产的整个过程进行直接的质量控制, 例如在分析微量组分之时必须要做到准确可靠。因此, 在对仪器进行选配之时不能盲目的控制成本价格、节约资金, 而是要从稳定性、灵敏度、使用寿命、量程、易操作维修等多个指标和标准出发进行衡量, 保证仪器能够满足产品生产的质量要求, 避免后续隐患的产生;第三, 确保实用经济。该仪器价格较为昂贵, 如果盲目选择, 势必会增加资金投入, 致使成本激增。对此, 必须要在满足质量和安全的前提下 (即保证分析稳定和工艺要求) , 选配适当型号的仪器, 配置适当的分析点, 以降低投资;第四, 考虑维修费用和维修人员的综合技能。一旦该仪器投入运行, 必须要注意考虑仪器供应商及自身维修人员的技能素质, 确保仪器运行良好, 保证周期性维护和应急检修, 对于易损、易耗器件 (例如传感器) 等的更换也要留足费用, 以备不时之需。

2. 在线气体分析仪器在空分流程中的主要作用

在线气体分析仪器的配置和选型是系统工程的一个重要环节, 需要从仪器安全性、可靠性、使用寿命以及定标问题等方面进行综合考虑。该仪器能够调整空分流程, 检测产品质量, 且在气体纯化过程中起着至关重要的作用。通过仪器中输出的信号可以分解并控制馏塔内的运行状况, 同时产出纯度和质量合格的氧气、氮气、氩气以及低温液体等。具体来说, 在线气体分析仪器需要执行以下几个任务:第一, 检测气体纯度, 满足各工序对气体的纯度要求;第二, 通过仪器的输出数据, 及时掌握各工序工况的运行状况和变化情况;第三, 通过工况监测进行相应调整, 确保生产工作在最佳状态;第四, 保证产出的气体机低温液体纯度达到国家质量标准要求。

二、空分在线气体分析仪器的选配方法

1. 确保需连续在线分析的气体符合相关参数标准

利用仪器进行连续在线分析必须要符合相应的参数标准。根据表1.所示, 不同的气体分析项目, 其被测成分、量程范围以及压力 (表压) 等都有不同的标准。

2. 根据不同需求选配不同的气体分析仪

空分在线气体分析仪器有许多种类, 根据企业的实际需要不同, 要选配不同的仪器。总结来看, 这些仪器可以大致归类为:

第一, 二氧化碳分析仪。也叫做二氧化碳监测仪, 主要是为了监测经过分子筛选处理以后的空气中的二氧化碳含量, 其测量原理多为非分散红外发光法 (例如ULTRAMAT 6单/双通道红外气体分析仪) 。上述所说的红外线是介于微波区和可见光之间的一段电磁波谱, 其热功率最大。

第二, 氧分析仪。包括对纯氧、微量氧、常量氧等的检测, 是空分生产中氧含量检测的一个主要项目。事实上, 氧含量不同, 其使用的分析仪器就不尽相同。例如, 纯氧主要磁氧分析仪、微量氧主要用氧化锆/原电池式/黄磷发光法微量氧分析仪等。

第三, 微量水分析仪。也叫做露点仪, 当前市面上主要有冷镜式、电解式、电容式等多种测量原理的微量水分析仪。选用这一仪器的主要目的是为了分析增加空气中的水分含量, 并确定空分开车前各个容器加温是否彻底。目前我国选择此种分析仪多较为看重结构性能、反应速度、价格等多个方面, 其中USI-IAB电解式就是因在这几个方面极具性能优势而被普遍使用。该仪器要求环境温度在-10℃与40℃之间, 仪器无零点、效验期、满度等, 只需要在使用过程中通入样气即可。如果短期停机, 可以使用高纯气对电解除池进行干燥, 无需切断电源, 如果长期停机, 则需要先关闭仪器背后三个气孔, 入口处堵死, 并切断电源。

第四, 微量氮分析仪。该仪器多采用等离子激发原理, 确定氮气含量的主要方式是检测氮分子发射波长的强度。例如MODELD、K2001等都是国际知名的微量氮分析仪器。在此类仪器安装过程中要首先检查气路是否有漏气或不干净的问题出现, 确保连接正确。在初次使用之时, 稳定时间较长, 如果长期未用或使用不准时的情况下, 需要对该仪器进行标定。停机后则需关闭电源和气路。

除上述四种空分在线气体分析仪器以外, 还有氩分析仪 (热导式测量原理) 、氧化亚氮分析仪、碳氢化合物分析仪、产品氧纯度分析仪、产品氮中微量氧分析仪、产品氩中微量氧分析仪、氮氢化合物分析仪等。根据所需检测的内容不同, 要选择相应的分析仪器。

3. 空分在线气体分析仪需要成套设计、安装及调试

气体分析系统一般并不是单台分析仪器独立运行而成的, 而是由采样系统、预处理系统以及分析仪表等组合而成, 前两个系统是直接影响整套分析系统正常运行与否的关键性系统。因此, 在考虑上述单台仪器的同时, 还需要从成套理念出发, 进行设计、安装和调试。需要注意的是:其一, 这些仪器仪表多数较为贵重, 在系统设计阶段需要考虑到仪器供电电源通过稳压器或UPS稳压的问题, 否则分析仪的电源模块容易出现损坏;其二, 如果选取国外的分析仪器, 则需要注意国外工业电源与国内之间的差异性, 例如我国工业电源为AC220V50HZ, 欧美一些国家及地区为AC110V60HZ;其三, 仪器尾气要尽可能集中排放, 以减少因分析气排出产生的背压影响仪表准确性;其四, 气体分析仪出现损害问题多数是因为该仪表在刚投入运行之时, 分析气中的污染物引起的。因此, 在仪器成套设计之时需要考虑在在其中的进仪器的入口处增加一个气体过滤器, 以提高分析仪的使用寿命, 减少耗损率。

总体来看, 空分在线气体分析仪的选配是一门技术性较强的工作, 既要满足生产流程需求又要程序和操作使用不复杂, 既要达到检测分析的目的又要尽可能的减少资金投入。因此, 国内外空分业界对于提高气体分析仪器的投表率和利用率方面的研究一直都极为重视。目前, 一些国外引进的新技术实现了在线气体分析仪器与计算机网络的联用, 不仅能够对分析数据进行有效处理, 更能够监督仪器性能, 控制各项操作的技术参数, 例如发现指标故障源、降低噪音、自动校准刻度或基线漂移等。随着技术的不断发展, 这些分析仪器将会继续朝着“智能化”、“精准化”方向发展, 并促进我国分析技术的进一步提高。

三、空分在线气体分析仪器的日常维护工作

空分在线气体分析仪器日常运行良好与否直接影响机组的安全性、产出量, 即使选配了合理的仪器, 也要注重后续的维护。总体来看, 该仪器日常维护工作应从以下几个方面着手:第一, 每日定点定时对仪器进行巡检。巡检过程中要关注压力表、使用浓度显示、流量计、报警指示以及各种运行气的消耗量等, 一旦发现问题要随时进行在线维修。需要注意, 巡检时间要稳定连续, 确保仪器工作过程中不会出现超温超压现象;第二, 保证仪器的运行环境和运行条件。例如配置空调等装备, 确保仪器使用过程中能够有效的调节室内温度;第三, 不同原理的在线气体分析仪器要有合适的标定周期, 并按时进行标定, 确保标定态与在线态的操作条件能够达到一致;第四, 对于仪器的维护要严格按照系统及仪器说明书进行标准化操作;第五, 仪器备件要提前做好入库, 确保后续检修过程中有备无患;第六, 做好在线分析仪器操作和维修人员的技能培训工作, 并将自动分析室的通风监测及操作安全监测工作纳入到培训工作当中, 建立不同岗位的考评制度, 确保培训内容落实到位, 杜绝操作失误问题和安全事故的发生;第七, 要做好气体分析的预处理工作, 必要情况下要在设备前增加过滤器、恒温装置等。

总结

随着空分行业逐步发展起来, 对在线气体分析仪器的操作及使用要求也越来越高。而且, 为了确保该仪器安全性、稳定性和经济性等要求的全面满足, 仪器的合理选配及良好维护必不可少。总而言之, 空分在线气体分析仪器在使用过程中需要严格按照使用说明书中的相关规定进行操作, 除此之外在仪器的选配过程中也要注意, 确保需连续在线分析的气体符合相关参数标准, 根据不同需求选配不同的气体分析仪, 且要对空分在线气体分析仪进行成套设计、安装及调试。除此之外, 更要着重注意仪器日常的保养及维护工作, 确保空分在线气体分析仪器在工业生产中起到应有的作用。

摘要：空分在线气体分析仪器对空分系统设备的正常使用及运行起着至关重要的作用。对于业界来说, 如何做好这些仪器的选配及维护工作是十分必要的, 本文从阐述空分在线气体分析仪器的选配原则及作用出发, 具体分析了空分在线气体分析仪器的选配方法和日常维护工作的注意事项, 希望能够为相关研究提供一定的借鉴。

关键词：在线分析仪器,选配,维护