气相色谱仪流程的研究

　　1　概　述

　　气相色谱法是检测充油设备内部潜伏性故障的一种有效方法。气相色谱仪是其中最重要的分析工具,其性能将直接影响着检测结果。虽然色谱法在电力部门普及应用已有多年,但所用色谱仪的气路流程仍未达到完全令人满意的程度,常见的色谱流程见图1 (a)、(b)。

　　使用较早的102G-D型和SP-2307型色谱仪,流程较简单,但需二次进样才能完成样品的全分析。这常使含气量很少的油样的分析不能顺利进行。近年来发展的一次进样完成全分析的流程,一般都采用双柱并联分流法(如SQ-901型)或双柱串联切换阀自动切换法(如SP-343型)。前者样品分流后,进入检测器的组分只占其中的一部分,况且现在普遍使用的振荡脱气法是一种溶解平衡法,振荡后组分同时存在气液两相中,多数组分留在油中的要比在气相中的多,这就更影响检测它们的灵敏度。后者流程较复杂,且切换阀的动作会干扰气路系统的稳定。所以这两种流程多用在新仪器上,不适于旧仪器的改造,因此急需研究出一种具有一次进样功能的流程来改造系统中大量使用的102G-D和SP-2307型色谱仪使其性能符合部标要求。

　　2　新流程

　　2.1经过研究和多次实验,推荐一种新流程如图1 (c)所示,其中柱Ⅰ为柱径0.3cm,柱长400cm,固定相60～80目的GDX-502;柱Ⅱ为柱径0.3cm,柱长20cm,固定相60～80的GDX-502;柱Ⅲ为柱径0.3cm,柱长100cm,内装60～80目的石英砂。

　　2.2新流程样品经柱Ⅰ分离后,由TCD检测出H2和O2;然后分流,少量组分通过Ni将其中的CO和CO2转化成CH4,进入FID后被测出;烃类组分分流后又组合一起进入FID进行检测。

　　2. 3　新流程具有一次进样完成全分析的功能,为此需所有组分都由柱Ⅰ完成分离。GDX-502能较好地分离C1～C3,经实验发现它还能分离H2、O2、CO、CO2。其中由于CO、CO2柱效过高,故通过分流只让少量CO、CO2进入Ni,以免测试中因CO、CO2峰高灵敏度过高而常需高倍数衰减。其他组分则全部进入检测器以保证仪器对组分的最小检知体积分数。经Ni进入FID的烃组分因Ni的作用会增加保留时间,因此在另一支路中加柱Ⅱ,让两条支路中的烃组分同时到达FID,使峰形不受影响。柱Ⅲ作为气阻来限制气路中的载气流量,以控制CO、CO2的峰高灵敏度,可根据需要增加或减小柱Ⅲ的长度。

　　3　应用实例

　　3. 1　热导灵敏度

　　将一台102G-D型色谱仪改用新流程,该型号仪器因热丝阻值太低造成热导检测器灵敏度不高。办法是将ST-04型微量水色谱仪的高阻值热导池换到102G-D上从而大幅度提高氢的检测灵敏度。ST-04色谱仪在许多单位闲置着且有热导池备品。

　　3. 2　色谱条件