HZ-3321A型工业气相微量水分仪的故障分析及维护

    催化重整装置是以含碳6—碳11烃的石脑油为原料,在一定的操作条件和铂催化剂作用下,生产高标号汽油组分的装置。在加氢反应过程中,氢气中微量水直接影响催化剂的物化性能,从而影响芳烃的转化率和催化剂的使用寿命。因此,需对氢气的含水指标严加监控,延安炼油厂采用HZ-3321A型工业气相微量水分仪,在线监控氢气中水的体积分数。由于样气压力高,波动大,并含有一定量的杂质(如:液态烃、气态烃、酸性化合物、铁锈等),经常出现示值异常现象。结合现状,分析了故障的原因,采取了相应的对策,制定了相应的维护方案,使水分仪能够在长时间内良好运行,故障率大幅度降低,并延长了使用寿命。

    1　微量水分仪测量原理

    HZ-3321A型气相微量水分仪根据吸湿并电解水的原理进行工作。当被分析的样气进入电解池内,气体中的水分即被涂敷在探头表面的五氧化二磷吸湿剂完全吸收,并被加在探头电极上的直流电压电解成氢气和氧气随样气排出,其反应过程:

    P₂O₅+H₂O^→HPO₃(吸湿)

    HPO₃^→P2O₅+H₂+O₂(电解)

    在电解过程中,产生电解电流。根据法拉第电解定律和气体状态方程可导出,在一定温度、压力和流量条件下产生的电解电流正比于气体中水的体积分数,测量出电解电流的大小,即测出水的体积分数。

    由计算得出,在标准状态下,被测气体以流速100 mL/min流经电解池,当样气水的体积分数为1μL/L时,电解电流为13·4μA;当样气水的体积分数为xμL/L时,电解电流为13·4xμA。其工作原理如图1所示。

    2　结构配置

    HZ-3321A型工业气相微量水分仪由预处理单元、检测单元(一次表)和显示单元(二次表)三部分组成。

    2·1　预处理单元

    在线工业水分仪对样气的压力、流量、温度、含杂质量、含油污量等都有严格的技术要求、分析仪表能否可靠地运行、很大程度上取决于样气预处理系统是否可靠。因为,当被测样气压力太高时,整体仪表将承受不了超负荷的压力而损伤仪表;当温度太高时,被测样气中的饱和度又会增大;被测样气含杂质、油雾太多,将直接影响仪表的“心脏”部分———探头的使用寿命;当流量波动时,影响分析结果的准确性。为了提高仪表的测量精度和使用寿命,笔者根据现场的具体情况向供货单位详细地提出了自己的技术要求,对原配的预处理系统进行了改造。该装置有以下几种功能:冷却、气液分离、过滤机械杂质及油雾、降压、稳压等,如图2所示。

    2·1·1　要求的技术指标