过程分析仪表应用问题剖析

　　1　成分分析仪表

　　成分分析仪表是指用来定性或定量分析物质组成的仪器仪表,它能直接指示物质的成分及含量。从应用角度而言,成分分析仪表可分为实验分析仪表和过程分析仪表两大类,而过程分析仪表也称在线分析仪表。目前,由于技术、质量、价格等多种原因,过程分析仪表只占成分分析仪表的一小部分,而且,其测量精度要比实验分析仪表稍低,但它在生产过程中所起的作用却十分重要,甚至是不可缺少的。

　　2　过程分析仪表在线应用

　　2.1　自动检测过程参数及报警

　　在生产过程中,有许多物料成分参数需在线实时监测并报警,如热电厂的酸浓度、碱浓度、pH值、电导率、硅酸根含量、烟气含氧量、烟气浊度,轧钢厂的煤气热值等。这类自动成分分析系统一般由取样及预处理系统、检测器(探头)、信号放大器、显示仪表、温度控制器及稳压电源装置等几部分组成。

　　2.2　用于组建自动控制系统

　　有些生产过程采用过程分析仪表的目的不只是为了定量获取成分数值,更重要的是根据检测结果实现对该成分的自动控制。图1为自动控制中和槽出口液体pH值的原理图。该系统可根据取样管内实际pH值去改变酸流量的大小,进而达到控制中和槽出口液体pH值之目的。又如在锅炉控制中,可根据烟气含氧量去改变助燃空气量的大小,实现燃烧控制等。

　　3　过程分析仪表应用问题及对策

　　过程分析仪表的在线应用远比温度、压力、流量、物位等常规仪表复杂,有许多问题必须重点考虑,包括技术、设备和管理等,否则,将很难体现它应有的价值。

　　3.1　防腐问题

　　过程分析仪表的检测器(探头)常置于腐蚀性气体浓度比较高的场所,如在热电厂化学水处理过程中,用于检测酸浓度、碱浓度、pH值、电导率等参数的检测器就是如此,这时会加快检测器有关部件的腐蚀速度,缩短使用寿命,降低测量精度,所以,必须对防腐问题给予高度重视。一般而言,在保证测量实时性的前提下,应尽量将检测器安装在远离腐蚀源的地方,另外,也可将检测器置于一密封箱内,使之与腐蚀性环境隔离。

　　3.2　纯滞后问题

　　测量的纯滞后是由检测器的安装位置引起的。如图1的中和槽出口液体pH值自动控制系统,检测器安装在流速很慢的采样管上,而且,为了解决防腐问题,检测器要远离中和槽。检测器离中和槽越远,则成分分析系统越不能及时反映中和槽内pH值的变化,这也就降低了控制质量,会使中和槽内pH值产生较大的动态偏差。实际上,应将防腐问题与纯滞后问题统一考虑,在保证防腐等要求的情况下,应尽量缩短安装距离,以减小纯滞后;对于大纯滞后系统,则简单控制系统难以满足要求,这时要考虑采用复杂控制系统。