在线分析仪表在工程应用中存在的问题及解决方案

    1　引　言

    在线分析仪表是自动、连续测量被测介质组分的工业仪表,在工艺操作中这个结果可作指示、记录、报警、控制之用。采样系统是能否用好分析仪表的关键。采样系统的设计要从分析仪的应用、选择和测量的对象就开始考虑,这些决定了采样系统的设计标准[1-3]。采样系统的基本要求可归纳如下:保证分析仪得到的试样与管线或设备中源流体的组成和体积分数一致;尽可能短的采样时间;试样的消耗量最少;易于操作和维护;能长期可靠工作;系统构成尽可能简单。

   然而由于原料复杂、工况苛刻、相关组分和干扰因素多造成在线分析仪表故障率高、维护量大、稳定性差、误差增加,严重影响在线分析仪表在生产中发挥效能。试样采样系统按试样流经途径,可分为:提取、传输、预处理及排放4个主要阶段。该文按试样流经途径着重分析了采样系统中常见的问题及解决方案。

    2　在线分析仪表存在的问题及解决方案

    目前,中国的在线分析仪表投用率低、维护量大、稳定性差以及精度低[4-5]。主要问题体现在:采样滞后时间大,难以满足快速在线优化工况的要求;试样的代表性不够,难以反映真实工况;试样杂质过多,带水、带油、带污等造成较大维护量,甚至损坏仪表;引入分析仪的试样温度、压力、流量不满足分析仪的要求,影响精度或损坏仪表;排放背压影响分析仪的正常工作以及污染环境。

    在线分析仪表能否用好,除了分析仪之外,主要取决于试样采样系统的合理性、可靠性和完整性。通过试样提取、传输、预处理及排放4个阶段采取恰当的手段,正确配合,满足在线分析仪表的进样要求。然而试样预处理的设计、制造难度在于:涉及多种物化技术和材料科学;专用性强;制作和装配较复杂,无通用性,属于分散制造;测试和调整需要现场进行,出厂前无法进行仿真模拟。可以看出,在线分析仪表系统的应用和维修是一门复杂技术。

    2.1　试样提取

    试样处理系统从源流体中提取所需试样,简称取样。试样的提取要保证试样具有代表性并且在满足正常分析需要的前提下尽量减少取样量。因此取样点的选择有如下要求:

    a)取样点应位于能反映工艺流体性质和组成变化的灵敏点上,取样点应位于对过程控制最适宜的位置,以避免不必要的工艺滞后。

    b)取样点应选择试样温度、压力、清洁度、干燥度和其他条件尽可能接近分析仪表要求的位置,以便使试样处理部件的数目减少至最小;避免在可能存在污染的位置或可能寄存有气体、蒸汽、液态烃、水、灰尘和污染物的不代表工艺流体典型性质之处取样。