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        紅外在線分析儀在氣化爐的應(yīng)用

        2017-03-03 16:40:34趙剛金陵石化江蘇南京210000
        化工管理 2017年18期
        關(guān)鍵詞:氣室氣化爐紅外線

        趙剛(金陵石化,江蘇 南京 210000)

        紅外在線分析儀在氣化爐的應(yīng)用

        趙剛(金陵石化,江蘇 南京 210000)

        全文介紹了中紅外分析儀的工作原理及特點(diǎn),重點(diǎn)介紹了甲烷分析儀的使用并維修方案。

        1 裝置情況

        中石化金陵分公司的水煤漿氣化裝置在2005年9月投產(chǎn)。該煤化工裝置用純氧,煤,石油焦作為原料,主反應(yīng)為采用德士古先進(jìn)的的煤漿加壓氣化技術(shù),生成一氧化碳,氫氣等產(chǎn)品經(jīng)過(guò)洗滌塔處理后送往后續(xù)工段,灰渣經(jīng)液態(tài)排渣方式處理。

        水煤漿氣化工藝中合成氣的成分組成是工藝控制的主要參數(shù),是氣化爐運(yùn)行好壞的重要標(biāo)志,為所有氣化工程所重視。通過(guò)測(cè)量洗滌塔出口合成氣中甲烷等氣體的含量,可以對(duì)氣化爐運(yùn)行狀況進(jìn)行掌握,監(jiān)控氣化爐操作。甲烷分析儀(0~2000ppm)生產(chǎn)廠家:ABB型號(hào):EL3060。

        2 表原理及基本情況

        2.1 分析表簡(jiǎn)介

        在線分析表指安裝于生產(chǎn)工藝流程里,對(duì)被測(cè)介質(zhì)參數(shù)和介質(zhì)成分進(jìn)行自動(dòng)連續(xù)測(cè)量的儀表統(tǒng)稱。

        2.2 主要性能指標(biāo)

        第一類性能指標(biāo)和儀表的工作條件和工作范圍有關(guān)。工作條件包含樣品條件,環(huán)境條件,供電供氣要求,儀表的防護(hù)等級(jí)及防爆性能等。工作范圍指測(cè)量范圍,測(cè)量對(duì)象等。第二類指標(biāo)有靈敏度,響應(yīng)時(shí)間,檢出限,線范圍,穩(wěn)定性,分辨率,重復(fù)性,準(zhǔn)確度等。

        2.3 紅外表的原理

        由于各分子具有不同的能級(jí),除了對(duì)稱結(jié)構(gòu)的無(wú)極性雙原子分子和單原子惰性氣體以外的有機(jī)和無(wú)機(jī)多原子分子物質(zhì)在紅外線區(qū)都有特征波長(zhǎng)和對(duì)應(yīng)的吸收系數(shù)。紅外分析儀是使紅外線(一般波長(zhǎng)范圍在2~12μm之內(nèi))通過(guò)裝在一定長(zhǎng)度容器內(nèi)的被測(cè)氣體,然后測(cè)定通過(guò)氣體后的紅外線輻射強(qiáng)度I0,依據(jù)朗伯-比爾吸收定律:

        I=I0e-kcl;式中:

        I0—射入被測(cè)組分的光強(qiáng)度;

        I—經(jīng)被測(cè)組分吸收后的光強(qiáng)度;

        k—被測(cè)組分對(duì)光能的吸收系數(shù);

        c—被測(cè)組分的摩爾百分濃度;

        l—光線通過(guò)被測(cè)組分的長(zhǎng)度(氣室長(zhǎng)度)。

        當(dāng)被測(cè)組分很低時(shí),或kcl值很小時(shí),上式可近似為線性關(guān)系,即

        I=I0(1-kcl)。

        對(duì)于1臺(tái)制造好了的紅外線分析器,其樣氣組分已定亦即K一定,I一定,L一定,那么I0只決定于氣體中甲烷組分的濃度,直接或間接地測(cè)出I0,便可知道樣氣組分中甲烷的濃度。

        氣化幾款紅外分析儀為中紅外線;波長(zhǎng)范圍為2.5-25um;量子躍遷類型為分子振動(dòng);光學(xué)分析方法采用中紅外光譜法。紅外線經(jīng)過(guò)被測(cè)樣品前后所產(chǎn)生的能量差采用檢測(cè)器檢測(cè)。常用的三種檢測(cè)器為微流量,半導(dǎo)體,薄膜電容檢測(cè)器。

        3 常見(jiàn)故障現(xiàn)象:

        3.1 氣室污染

        常見(jiàn)故障主要發(fā)生在測(cè)量氣室污染:

        (1)測(cè)量數(shù)據(jù)波動(dòng)大-檢查測(cè)量氣室;

        (2)測(cè)量數(shù)據(jù)產(chǎn)生偏移過(guò)大報(bào)警-檢查測(cè)量氣室;

        (3)無(wú)法標(biāo)定零點(diǎn)、量程-檢查測(cè)量氣室。

        3.2 光源老化

        ABB紅外光源采用的是陶瓷光源,壽命長(zhǎng),一般使用10年以上。

        3.3 表其他故障現(xiàn)象

        (1)無(wú)模擬輸出信號(hào)-檢查模擬輸出板;

        (2)顯示屏黑屏-檢查電源;

        (3)溫度報(bào)警,達(dá)不到設(shè)定溫度-檢查溫度控制板;

        (4)切光輪卡死報(bào)警-檢查切光輪;

        (5)測(cè)量溫度顯示195度-檢查溫度控制板、AMC。

        EL3060主板出問(wèn)題可能性不大,但在溫度控制板上有壞的維修經(jīng)驗(yàn)。

        在分析儀使用十年以上可能出現(xiàn)檢測(cè)器老化現(xiàn)象,主要的故障是測(cè)量數(shù)據(jù)波動(dòng)大。

        4 故障處理:

        4.1 氣室處理

        氣室污染ABB雙通道測(cè)量氣室(673659)分能修復(fù)和無(wú)法修復(fù)兩種情況;

        根據(jù)測(cè)量氣室的污染程度,分為可清洗干凈或更換測(cè)量氣室。

        清洗維修步驟:拆下測(cè)量氣室,將無(wú)水乙醇或者丙酮清洗灌入測(cè)量氣室進(jìn)行清洗,根據(jù)清潔程度分多次灌入、吹出。最后使用儀表風(fēng)吹干測(cè)量氣室。安裝測(cè)量氣室。

        4.2 光路調(diào)整

        使用TCT調(diào)試軟件對(duì)光路進(jìn)行微調(diào),具體操作為重點(diǎn)調(diào)節(jié)參比光路的偏心遮光片(也稱光閘、擋光板),用來(lái)變化參比光路中的光線通過(guò)量,使參比、測(cè)量?jī)晒饴返墓饽芰肯嗟取?/p>

        在調(diào)整光路平衡時(shí),需在表測(cè)量氣室中通入零點(diǎn)標(biāo)樣氣。作用為調(diào)節(jié)裝在檢測(cè)器上的遮光板位置,通過(guò)改變遮光板位置,可以調(diào)節(jié)紅外光到達(dá)檢測(cè)氣室里光能量的大?。垂鈴?qiáng)度大?。?,目的是使測(cè)量,參比的兩束紅外光輻射強(qiáng)度相等。當(dāng)往表的測(cè)量氣室里通入零點(diǎn)標(biāo)樣氣(N2)的情況下,檢測(cè)器的所收集的輸出信號(hào)為最小值,也就標(biāo)志光路調(diào)整達(dá)到平衡。

        根據(jù)提示通入高純氮?dú)?,調(diào)整光圈測(cè)量測(cè)量原值到最小。之后點(diǎn)擊確認(rèn)即可。

        4.3 相位調(diào)整

        相位調(diào)整又稱同步切光調(diào)整,目的使切光片同時(shí)露出或同時(shí)遮擋兩個(gè)光路,操作為通過(guò)對(duì)切光片的軸心位置的調(diào)節(jié),使它位于兩束光線的對(duì)稱點(diǎn)上。這樣做的目的是使兩光路在檢測(cè)器的氣室兩側(cè)窗口處形成的光面積相等。當(dāng)通入適量的零點(diǎn)樣氣到分析表的測(cè)量氣室后,檢測(cè)器輸出電流信號(hào)表現(xiàn)為最小,這時(shí)也就意味著相位已調(diào)整完畢。

        4.4 基礎(chǔ)校驗(yàn)

        根據(jù)提示分別通入高純氮?dú)夂蜆?biāo)準(zhǔn)氣。以上調(diào)整完成后數(shù)據(jù)即可恢復(fù)正常。反復(fù)通入高純氮?dú)夂土砍虤怛?yàn)證。

        5 結(jié)語(yǔ)

        在表的技術(shù)把關(guān),維護(hù)和維修中,南京三磊電氣有限公司提供了強(qiáng)有力的支持。紅外分析儀維護(hù)保養(yǎng)維修是個(gè)精密的工程,具有測(cè)量范圍寬,靈敏度高,精度高,反應(yīng)快,抗干擾強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),讓紅外分析儀發(fā)揮更好更穩(wěn)定的作用是我們一直在努力的目標(biāo)。

        [1]儀表工試題集在線分析儀表分冊(cè),王森,符青靈,化學(xué)工業(yè)出版社.

        [2]紅外分析儀在水煤漿氣化工藝中的應(yīng)用,潘文杰,儀器儀表用,2014年1期36-37頁(yè).

        [3]甲烷紅外分析儀預(yù)處理系統(tǒng)在制氫裝置中的應(yīng)用,謝聃,劉軍華,石油化工自動(dòng)化2006年1期102-104頁(yè).

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