红外线气体分析仪在煤气化装置中的应用.pdf

石油化工自动化,2010,
仪器仪表与应用
AUTOMATION IN PETRO-CHEMICAL INDUSTRY
红外线气体分析仪在煤气化装置中的应用
张进美,王旭,谢平平
(河南煤业化工集团中原大化仪表公司,河南濮阳457004)
摘要:在煤气化装置中,由于CO,CO2,CH的体积分数是工艺操作的重要指标,使用红外线气体分析仪进行测量。在开
车及授产使用中,发现所分析的样气的压力太小,所采样的样气流量也很小,容易引起测量仪表波动;并且预处理单元抽提泵的
运转发热和旋风制冷器喷射出大量热气,导致预处理单元的保湿箱内温度升高,从而使抽提泵的使用寿命编短;针对这两种情
况的不足进行改进,改进后运行比较稳定。同时还对红外线分析仪的日常维护提出了几点建议
关键词:红外线气体分析仪;待测组分;气路;预处理单元;维护
中图分类号:TP216
文献标志码:B
文章编号:1007~-7324(2010)04-0058-02
0引言
在检测器的内腔中位于两个接收室的一侧装
在煤气化装置中,CO,CO2,CH4的体积分数有薄膜电容检测器,并由通道分別把前室和后室与
是工艺控制的重要参数,能否准确测量其体积分数薄膜电容器的内腔连通。当测量气室通入不含待
成为考核整套装置节能效率的重要指标之一。由测组分的混合气(零点气)时,它不吸收待测组分的
于在工业生产中,要求对被测气体进行不间断的测特征波长,红外辐射被前、后接收气室待测组分吸
量,为了提高测量的准确性,某公司在煤气化装置收后,室内气体被加热,压力上升,检测器内电容器
中配置了5台单组分红外线气体分析仪,对CO,薄膜连边压力相等,接收气室的几何尺す和充人气
CO2,CH,气体体积分数进行实时在线测量。该公体的体积分数都是按上述原则设计的,即测量气室
司根据所用气体分析仪表所处的环境要求,选用了通零点气时,检测器内气体被加热,前后两室压力
密封隔爆型EL6010型气体红外分析仪具有陶瓷相等。
光源,抛物面反射体,灵敏度高,稳定性好,寿命长
当测量气室通入含有待测组分的混合气体时
等特性
因为待测组分在测量气室已预先吸收了一部分红
1工作原理
外辐射,使射入检测器的辐射强度变小。此辐射强
该红外线气体分析仪采用薄膜电容检测器,其度的変化主要发生在谱带的中心处,影响前室的吸
接收气室属于串联结构,有前后两个气室,工作收能量,使前室的吸收能量变小?被待测组分吸收
原理如图1所示。
后的红外辐射把前、后室的气体加热,使其压力上
升,但能量平衡已被破坏,所以前后室的压力就不
相等,产生了压力差,此压力差使电容膜片位置发
同步电机
红外辐射源
生变化,从而攻变了电容器的电容量,因为辐射光
切光片
源已被调制,因此电容的变化量通过电气部件转换
为交流电信号,经放大后由指示表指示出待测组分
参比气室
测量气室
的体积分数。
2常见故障及故障分析
2.1无测量信号
前
该公司在2008年煤化工装置试车期间,工艺
接收室
电气
人员反映用来测量煤气化装置Ⅱ单元煤粉袋式过
部件
指
收稿目期:2010-05-24(修改稿)。
仪表
作者简介:张进美,女,2005年毕业于中原工学院自动化专
业,在河南煤业化工集团中原大化仪表公司从事化工自动化仪表
图1红外线气体分析仪工作原理
维修及研究工作,任坳理工程师
第4期
张进美等.红外线气体分析仪在煤气化装置中的应用
滤器S-1103A出口的惰性气体中CO体积分数的运转发热和旋风制冷器C]喷射出的热气,导致预
红外线分析仪表11QT-0102无指示,仪表人员及处理单元的保温箱内温度升高,加上该保温箱密封
时赶到现场,给该表通零点气和量程气,仪表显示严实,不宜散热,从而使抽提泵的使用寿命缩短,此
仍无变化,然后检査气路和接线,发现一接线端子问题在夏天尤其表现突出。针对该问题,建议采用
松动,固定后该表测量显示正常。
引人仪表压缩空气对保温箱内的抽提泵进行冷却,
2.2测值读数不稳定
并将旋风制冷器出口热气引至保温箱外排放,另
用来分析经洗涤塔C-160洗涤后的合成气外,还可将保温箱下面进行开孔散热,改造后至今
中CO2体积分数的红外线分析仪,在试车期间曾使用情况一直很好。
出现过读数不稳定的问题,经检查发现气路的接头
松动,导致气体泄漏,固定后仪表指示稳定,出现此
种情况的原因还有可能是分析仪表的灵敏度降低
和硬件故障,这两种情况需要仪表厂家来处理
2.3测量值偏高或偏低
在煤气化装置试车期间,工艺人员反映
图2预处理单元改进后的流程
11QT-0202分析仪测量值偏高,经检査,将预处理
日常维护
部分的进样流量计调小至合适的值,过几分钟后该
经过一年多的运行,笔者认为EL-6010红外线
表指示正常:对す指示偏低的情?只需将进样流气体分析仪表在维护上应该注意以下几个方面
量计调大至合适的值即可。
每天巡检时对气路及各个部件的接头处用肥皂水
2.4零点和测量值漂移
进行试漏,防止被滷气体泄漏;巡检时检査每块分
15QT-0002分析仪是用来检测15单元的气析仪表的样品流量、压力和温度及冷却水的流量
提罐过滤器S-1503A和飞灰气提冷却罐V
对放空管线最低点处的排污阀定期排放;分析仪表
1504A上部放空管线CO的体积分数,在仪表投用停运时,一定要对样气管道用仪表风进行吹扫;当
期间曾出现过零点漂移的现象,由于被测介质此处分析小屋内报警指示灯亮时,应先开门和排气扇进
的压力只有0.02MPa,经仪表人员分析,可能是被行通风,切忌先开灯;为了使在线分析仪表测量准
测样品的管线脏,影响了该表的测量,用仪表风气确,应对其进行定期校验。
体对样品管线进行反吹30min后,该表指示正常
5结束语
预处理单元的不足并对其改进
经过一年多的实线,该公司对预处理单元存在
3.1预处理单元的不足及改进
的不足进行改造,至今运行比较稳定,起到了T艺
样品的预处理单元是在线分析仪表一个不可
控制“眼睛”的作用,对提高化工生产的产量、降低
缺少的部分,它是对进人分析仪表的样气进行除消耗、提高产品质量和安全生产起着十分重要的
尘、除水、去除有害物,包括对分析仪有危害的组分作用。
和影响分析的干扰组分;15QT-0002所分析的样气
参考文献
压力只有0.02MPa,属于微正压,由于其压力太小
1]付宝祥,王桂云,施引萓,等,仪表维修工[M].2版.北京:化
所采样的样气流量也很小,容易引起测量仪表波动,
学工业出版社,2008
所以建议在预处理单元的样气入口2和二通栓塞阀
[2]王森,仪表工试题集[M].北京:化学工业出版社,2002
SV后加一个抽提泵来提高所取样气的压力,从而使「3]AB公司,、EL6?0在线气体分析仪操作手册[G].北京
ABB公司,2008
15QT-002测量稳定,改进后如图2所示。
[4]江光灵.在线分析仪表[M].北京:化学工业出版社,2006,
3.2预处理单元保温箱内散热的改进
[5]康永济.红外线气体分析器[M].北京:化学工业出版