趙亦林

摘要：文章分析了在線分析儀表在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)揮價(jià)值極為受限的原因，其主要受現(xiàn)實(shí)情況（原料成分、工程實(shí)際情況等）的影響。按照試樣的流經(jīng)過程：試樣提取、試樣傳輸、試樣預(yù)處理、試樣排放4個(gè)主要階段分析了采樣系統(tǒng)中常見的問題及解決方案，希望通過文章改善在線分析儀表在實(shí)際中的應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：在線分析儀表；采樣系統(tǒng)；試樣提?。辉嚇觽鬏?；試樣預(yù)處理；試樣排放 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TH83 文章編號(hào)：1009-2374（2016）29-0070-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.29.031

在線分析儀表是用于化工生產(chǎn)流程中連續(xù)或周期性檢測(cè)物質(zhì)化學(xué)成分或某些物體性質(zhì)的自動(dòng)分析儀表。采樣系統(tǒng)是能否用好在線分析儀表的重點(diǎn)所在。分析儀的使用、選擇以及測(cè)量的對(duì)象都是影響采樣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵性因素。采樣系統(tǒng)在具體工作時(shí)必須注意：確保分析儀中得到物質(zhì)中原來物質(zhì)組成及體積數(shù)值的一致性；采樣時(shí)間短暫；消耗的原料少；操作簡(jiǎn)單，設(shè)備維護(hù)簡(jiǎn)易；保持長(zhǎng)期穩(wěn)定的工作；系統(tǒng)簡(jiǎn)易。

在實(shí)際生產(chǎn)中，受原料復(fù)雜、工程情況苛刻等多種因素的影響，導(dǎo)致分析儀表經(jīng)常罷工、設(shè)備維修投入大、經(jīng)濟(jì)效益低。按試樣的流經(jīng)過程：試樣提取、試樣傳輸、試樣預(yù)處理、試樣排放4個(gè)主要階段重點(diǎn)分析解決采樣系統(tǒng)在實(shí)際所遇到的問題。

1 在線分析儀表存在的問題

目前，在中國(guó)的在線分析儀表，存在實(shí)際生活中運(yùn)用少、故障率高、檢測(cè)結(jié)果可信度低的特點(diǎn)。具體的問題主要有：采樣時(shí)間過晚，不能滿足在生產(chǎn)的過程中及時(shí)改良成果的要求；試樣的提取結(jié)果可信性低，不能真實(shí)地反映生產(chǎn)的情況；試樣純度不高，水、油、污等是儀表進(jìn)行維護(hù)的重點(diǎn)原因，有時(shí)對(duì)儀表產(chǎn)生直接性的危害；生產(chǎn)中得到的樣本在溫度、壓力等方面滿足不了分析儀對(duì)樣本的要求，進(jìn)而一步步影響樣本檢測(cè)的效果以及設(shè)備的正常使用；整個(gè)處理系統(tǒng)中出現(xiàn)的背壓情況也是導(dǎo)致儀表經(jīng)常罷工的原因所在。

在線分析儀表在生產(chǎn)生活中能否真正地發(fā)揮作用，除分析儀本身之外，試樣或采樣系統(tǒng)的合理性、安全性以及整體性都是其重要影響因素。在線分析儀表對(duì)樣本的要求需要提取、傳輸、預(yù)處理、排放四個(gè)階段配合完成。其重要的地方集中在預(yù)處理上：生產(chǎn)過程復(fù)雜，專業(yè)度高，需分開生產(chǎn)；必須現(xiàn)場(chǎng)完成測(cè)試及調(diào)節(jié)，未完工前不能實(shí)現(xiàn)仿真模擬。因而在線分析儀表的應(yīng)用及維修需要專業(yè)的人員完成。

2 具體應(yīng)對(duì)措施

2.1 試樣提取

試樣的提取是開展分析儀表在線檢測(cè)的第一步，簡(jiǎn)稱取樣。保證試樣具有代表性以及在實(shí)際分析中所需樣本的前提下，盡可能地減少取樣的數(shù)量是試樣提取的基本要求，因而對(duì)取樣點(diǎn)的選擇有以下嚴(yán)格的要求：

2.1.1 取樣點(diǎn)的位置應(yīng)該選擇在能具體反映所檢測(cè)試樣本質(zhì)屬性，即應(yīng)考慮放在能掌控整個(gè)工作流程的位置，避免試樣不具代表性。

2.1.2 選擇取樣點(diǎn)位置盡量選擇與分析儀表對(duì)試樣的溫度、壓力、清潔度等其他條件最為靠近的地方，處理系統(tǒng)的任務(wù)量減小，同時(shí)也減少了雜物對(duì)儀表破壞的可能。需要注意的是在實(shí)際的生產(chǎn)中，對(duì)最有可能產(chǎn)生污染、可能會(huì)有氣體或與分析儀表壓力相差最大的位置，需盡量避免將其作為取樣點(diǎn)。

2.1.3 取樣點(diǎn)的位置應(yīng)放在工藝介質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定的地方。如彎頭或節(jié)流元件下游，這類位置易有湍流產(chǎn)生，試樣成分充分，具有代表性。類似長(zhǎng)又直的管道下游，易產(chǎn)生層流狀態(tài)，試樣不具代表性，應(yīng)避免。

2.2 試樣傳輸

將試樣從處理系統(tǒng)運(yùn)輸?shù)椒治鰞x表的具體分析入口的過程就是試樣傳輸。試樣傳輸所需要的時(shí)間包括在線分析儀時(shí)延中。因而在試樣傳輸時(shí)要對(duì)以下問題留意：

2.2.1 對(duì)傳輸時(shí)間嚴(yán)格控制。如在傳輸?shù)臅r(shí)間超過1分鐘時(shí)（假設(shè)在分析儀允許通過的流量條件下），則應(yīng)開啟快速回路系統(tǒng)，減少傳輸時(shí)間，以保證在線分析儀表及時(shí)分析出檢測(cè)結(jié)果，減少傳輸時(shí)間還可以采用旁通路或先氣化再傳輸?shù)霓k法。

2.2.2 減少傳輸管道的拐角。直達(dá)的傳輸管道可有效地加快試樣的傳輸速度，確保最小數(shù)值的傳輸時(shí)間。

2.2.3 若無(wú)特殊規(guī)定，傳輸管線應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)Tube管：φ6mm×1mm，并且使用盤管，避免中間焊接問題而產(chǎn)生的漏點(diǎn)，后期很難排查。

2.2.4 傳輸線管形成一個(gè)坡度，在靠近最低點(diǎn)的地方用專有的設(shè)備收集線管中流出的物質(zhì)，這個(gè)即為收集易轉(zhuǎn)化物質(zhì)形態(tài)的氣體。

2.2.5 傳入快速回路的試樣因壓差較小，不能快速傳輸時(shí)，可在其中安裝泵輸，選擇泵輸時(shí)要考慮其潤(rùn)滑油系統(tǒng)對(duì)試樣可能造成的污染，及時(shí)做出應(yīng)對(duì)之策，保證試樣高速而又安全地到達(dá)過程分析入口。

2.2.6 引流裝置可在傳輸管道較長(zhǎng)，管內(nèi)的壓差值不能保證介質(zhì)順利取出時(shí)，考慮采用。

2.2.7 由于生產(chǎn)中被測(cè)的試樣多種多樣，在管道傳輸時(shí)要根據(jù)其本身屬性、周圍溫度的情況以及管道的材質(zhì)，為試樣的傳輸創(chuàng)造最好的條件。例如上文提到的冷凝液體的氣體試樣，在傳輸時(shí)我們應(yīng)采用伴熱保溫在露點(diǎn)以上；液體中含有易氣化的成分時(shí)，在傳輸時(shí)我們要注重隔熱，確保溫度在蒸發(fā)溫度以下。應(yīng)注意的是對(duì)微量分析試樣的傳輸，特別是微量試樣中含有微量水或者氧的情況下，要伴熱輸送。若被測(cè)試樣點(diǎn)的壓力較低，無(wú)法滿足分析儀表對(duì)試樣在傳輸管道中的最低壓力要求，需增設(shè)氣泵來提高試樣進(jìn)表壓力。

2.2.8 在傳輸含有化學(xué)元素物質(zhì)的試樣時(shí)，根據(jù)化學(xué)物不同的本質(zhì)屬性，確定最合適的試樣傳輸方式。含有氯或氯化物的試樣氣體，先降溫除水，再保持溫度的提前下，選擇耐腐蝕的管材進(jìn)行傳輸，這樣做是為了防止試樣濕化。含有硫氯的試樣氣體，選用經(jīng)過退火處理的管道，這樣做可防止因伴熱傳送產(chǎn)生的溫度過高導(dǎo)致管道局部溫度過高，管道毀壞，試樣傳輸失敗的情況發(fā)生。

2.3 試樣預(yù)處理

試樣預(yù)處理是指在試樣進(jìn)入過程分析入口前，對(duì)試樣進(jìn)行的提純之類的措施即為前處理，使之能快速安全地傳輸至過程分析入口（即前處理）和前處理的基礎(chǔ)上對(duì)試樣進(jìn)一步的處理和調(diào)節(jié)（即預(yù)處理），如溫度、流量調(diào)節(jié)、除濕干燥等。生活中我們遇見更為復(fù)雜的試樣，要根據(jù)在線分析儀的種類、試樣的屬性以及工程狀況的情況，做出不同的預(yù)處理，但除塵、除水仍是重點(diǎn)。

試樣除塵最為常見的就是過濾器，不同的過濾孔徑濾出不同大小的固體物質(zhì)。旋風(fēng)分離器是利用旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力將試樣中的物質(zhì)進(jìn)行分離，但最大的特點(diǎn)就是分離不完全且試樣消耗量大。水洗法常用于氣體中含有大量聚合物、黏稠物且易溶于水的試樣。

試樣除水常見的方法有冷卻降溫、慣性分離、過濾或是干燥劑吸附幾種，對(duì)于在具體實(shí)踐中要采用哪種除水方法，要根據(jù)工程情況具體而定。

2.4 試樣排放

試樣排放主要包括兩種方式：處理掉試樣中有害物質(zhì)后排放和利用別的方式進(jìn)行排放。試樣排放與環(huán)境問題緊密相連，在排放時(shí)盡量做到不對(duì)環(huán)境造成任何危害。這里主要將氣體液體排放兩點(diǎn)。

2.4.1 氣體排放：主要有排入火炬、返回工藝以及排入大氣三種方式。

第一，排入火炬或返回工藝。這兩種方法主要用于處理有危害性的氣體，如易燃、有毒氣體等。在具體操作時(shí)，可考慮泵送，確保返回點(diǎn)的壓力低于排放點(diǎn)；為了保證分析儀的性能，返回點(diǎn)應(yīng)不存在壓力的波動(dòng)；在試樣返回管線上采用文丘里管或噴嘴節(jié)流，可將背壓波動(dòng)控制到最小數(shù)值；試樣中含有易冷凝的成分時(shí)，排放時(shí)伴熱，也可安裝凝液閥，自動(dòng)排除冷凝物。

第二，排入大氣。排入大氣時(shí)，需確保是對(duì)環(huán)境無(wú)危害、清潔、無(wú)毒、燃點(diǎn)高的氣體。排放時(shí)應(yīng)確保在線分析儀表的安全，可選擇在排放裝置末端裝上防護(hù)罩，降低了雨水入侵所帶來的威脅，同時(shí)也將風(fēng)的影響降到最低。流量較小的可燃性氣體，也可采用大氣排放，但事先要經(jīng)過處理（即用氮?dú)饣蚴强諝鈱⑵湓谝粋€(gè)密閉的空間內(nèi)稀釋到LEL以下），放在6米以上的大氣中，如煙囪出煙式的方式排放。

2.4.2 液體排放：試樣回收利用、除污后排放兩種方式。

液體試樣的傳輸過程中，泵輸一般為其增加壓力，以加快傳輸速度，所以在排放時(shí)排放管道直徑應(yīng)該足夠大，以防止過大的壓力導(dǎo)致不能及時(shí)排放液體，對(duì)分析儀系統(tǒng)產(chǎn)生背壓，毀壞設(shè)備。解決氣塞問題的方式是在排放時(shí)增加一定的坡度。對(duì)有危害性的試樣液體，可排入污水處理廠進(jìn)行處理。對(duì)液體中含有易燃的成分，須將其脫離后方可進(jìn)行排放，以防止發(fā)生大的火災(zāi)，造成不必要的傷亡。

3 在石化行業(yè)的具體應(yīng)用

隨著石化行業(yè)的不斷發(fā)展，各種自動(dòng)化技術(shù)在石化行業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛。在線質(zhì)量分析儀表的應(yīng)用改善了生產(chǎn)過程中對(duì)產(chǎn)品的有效控制，其有效的控制為提高石化產(chǎn)品的質(zhì)量提供了保障。

在線分析儀器在石化工業(yè)的應(yīng)用主要集中于對(duì)CO2、NO2，以及液體產(chǎn)品的純度的檢測(cè)方面，在具體操作中要注意試樣要具有代表性，取點(diǎn)的具體位置要根據(jù)整個(gè)工作流程的狀況具體分析，傳輸時(shí)要盡力縮短時(shí)間，若傳輸為液體時(shí)，在必要情況下可以增加氣泵。預(yù)處理的整個(gè)過程因試樣的具體而定。因?yàn)闄z測(cè)的試樣為CO2、NO2，所以可以直接排向大氣中。若為液體時(shí)就要具體分析。

4 結(jié)語(yǔ)

在線分析儀表在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越廣泛。它將及時(shí)工況信息反饋給有關(guān)人員，以檢測(cè)結(jié)果為依據(jù)，根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況做出及時(shí)的調(diào)整，確保我們的生產(chǎn)更為完善。本文就在線分析儀的現(xiàn)狀問題，從在線分析儀表的4個(gè)階段分別給出解決方案。希望本文的研究對(duì)實(shí)際生活中在線分析儀表的使用有一定的借鑒價(jià)值。

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（責(zé)任編輯：王 波）