提高微量氧分析仪在空分启动阶段的响应速度

　　1情况简介

  宝钢股份罗泾制氧分厂现有两套6万Nm3/h 空分装置和一套液体备份系统。为了对空分粗氩塔、精氩塔含氧进行分析，每套空分装置都配备了两台Teledyne3000TA型微量氧分析仪。从2008年开始，空分开停车次数有所增加，每个月的冷启动次数在2 次左右。在对空分冷启动的跟踪过程中，我们发现对粗氩塔含氧进行检测时，微量氧分析仪的测量值下降缓慢。而在对分析仪进行校验后，结果显示分析仪的状态正常。由于在空分启动过程中，只有在微氧仪所测的粗氩塔工艺氩含氧低于3ppm 时，才能够投用精氩塔。而未达标的工艺氩则要全部排放到专门的排液蒸发器，消耗大量蒸汽将低温液体气化，同时产生很大的噪音。因此，我们对影响分析仪响应速度的原因进行了分析，并采取了一定的措施，提高了微量氧分析仪的响应速度。

　　2　问题分析

　　2.1 3000TA型微量氧分析仪简介

　　3000TA 型微量氧分析仪是一种基于微处理器的多功能仪表，采用微燃料电池作为氧气传感器，可以检测气体中的ppm 级氧含量。有三个量程可供选择(0~10ppm，0~100ppm，0~25%O2)。微燃料电池具有一年左右的使用寿命(具体使用时间视工况而决定)。

　　如图1 所示，3000TA 采用的微燃料电池是将氧气浓度转为电信号的电化学装置。当样气与微燃料电池接触后，经过Teflon膜片扩散，其中的氧在阴极被还原成氢氧根离子，在阳极的铅则被氧化。当有外部电路时，会在阴极与阳极之间形成电流，电流与到达阴极的氧的数量成比例。分析仪通过微燃料电池对产生的电信号进行测量、放大，并进行温度补偿后，就可以得到对应的氧气浓度值。

　　2.2 可能存在影响因素

　　考虑到分析仪的检测特性，以及空分启动前后的工况。我们认为有如下几个原因影响了分析仪的正常响应速度：

　　1) 样气压力偏低。在空分启动阶段，采样气的压力低于正常运行　状态下的样气压力。这样会带来几种影响：a.采样气压力过低，无法满足分析仪要求的样气流量;b.增加了气路的置换时间;c.压力的波动，造成通过分析仪的样气流量发生变化，引起分析仪读数不稳定。

　　2) 气路污染。由于每次停车后，塔内工况均会发生变化，采样点的含氧量随着时间的推移不断升高。这部分样气虽然不会进入分析仪，但会通过分析仪前的气路排放。如气路中存在死区，那么在进行微量氧检测的时候，会增加气路的置换时间。

　　3) 分析仪的投用时间过早。虽然 3000TA 可以对百分比含量的氧进行测量，但在接触过高氧样气后，要恢复到正常检测的状态，往往需要6~8 小时左右，相当于微燃料电池被污染。而在空分冷启动过程中，操作人员一般会很早就投用微氧分析仪，并持续对粗氩塔含氧进行分析。操作人员的目的是希望能实时监测塔内工况，方便对空分状态进行调整。工艺氩纯度一旦达标，就立刻投用精氩塔，以此降低启动氩损耗，缩短冷启动时间。但由于班组对时间的把握各有不同，造成分析仪在塔内含氧量远远高于正常使用量程(0~10ppm) 时投用，并长时间与高氧样气接触。