在線分析儀表的取樣預(yù)處理系統(tǒng)及掩蔽體技術(shù)

時(shí)間：2019-04-25作者：西安賽譜自動(dòng)化儀表技術(shù)有限公司瀏覽：126

樣品預(yù)處理及其作用：

①當(dāng)在線分析儀表的傳感元件不直接安裝在工藝管線和設(shè)備中時(shí)都需要配置樣品處理系統(tǒng)。

②樣品的預(yù)處理的作用是保證分析儀表在短的滯后時(shí)間內(nèi)得到有代表性的工藝樣品，樣品的狀態(tài)適合分析儀表所需的操作條件。

    ③在線分析儀表能否用好，往往不在分析儀自身，而是取決于樣品系統(tǒng)的完善程度和可靠性。因此，分析儀表無論如何復(fù)雜和精確，分析精度也要受到樣品的代表性、實(shí)時(shí)性和物理狀態(tài)的限制。事實(shí)上，樣品系統(tǒng)使用中遇到的問題往往比分析儀還要多，樣品系統(tǒng)的維護(hù)量也往往**過分析儀本身。所以，要重視樣品系統(tǒng)的作用，至少要把它放到和分析儀表等同的位置上來考慮。

對(duì)樣品系統(tǒng)的一般要求：

①使分析儀得到的樣品與工藝管線或設(shè)備中物料的餓組分和含量一致。

②工藝樣品的消耗量很少。

③易于操作和維護(hù)。

④能長(zhǎng)期可靠工作。  

⑤系統(tǒng)構(gòu)成盡可能簡(jiǎn)單。

⑥采用速回路以減少樣品傳送滯后時(shí)間。

對(duì)取樣方式的要求：

①不能在管壁上鉆孔取樣    如果在管臂上直接取樣，一是無法保證樣品的代表性，不但流體處于層流或紊流狀態(tài)時(shí)是這樣的，處于湍流時(shí)也難以保證取出樣品的代表性；二是由于管道內(nèi)壁的吸收或吸附作用會(huì)引起記憶效應(yīng)，使流體的實(shí)際濃度降低，又會(huì)發(fā)生解吸現(xiàn)象，使樣品的組成發(fā)生變化，特別是對(duì)微量組分進(jìn)行分析時(shí)，影響尤為顯著。所以，樣品均應(yīng)用插入式取樣探頭取出。

②應(yīng)考慮取樣探頭的插入方位    對(duì)于水平管道，氣體取樣，探頭應(yīng)從管道**部插入，以避免可能存在的凝液或液滴；液體取樣，探頭應(yīng)從管道的側(cè)壁插入，以避免管道上部可能存在的蒸氣和氣泡，以及管道底部可能存在的殘?jiān)统恋砦铩?

對(duì)于垂直管道  從管道側(cè)壁插入，液體應(yīng)從由下至**動(dòng)的管段取出，避免下流液體流動(dòng)不正常時(shí)氣體混入。

關(guān)于速回路：

①速回路    是用來加樣品流動(dòng)以縮短樣品傳輸滯后時(shí)間的管路。

速回路的構(gòu)成形式有兩種，即返回到裝置的速循環(huán)回路和通往廢料的速旁路回路。

樣品取出點(diǎn)和返回點(diǎn)距離較遠(yuǎn)時(shí)，應(yīng)特別注意不能有流量測(cè)量?jī)x表和緊急切斷閥的旁路。

跨接壓差較小時(shí)，可在速回路中增設(shè)泵輸，泵的選型應(yīng)避免其潤(rùn)滑油系統(tǒng)對(duì)樣品造成污染或降解。

分析儀的樣品回路通常經(jīng)自清洗式旁路過濾器引出。路內(nèi)應(yīng)提供流量指示和調(diào)節(jié)儀表。

②速旁路回路通的適用場(chǎng)合    當(dāng)樣品排放不會(huì)造成環(huán)境危險(xiǎn)和污染時(shí)可采用速旁通回路；

當(dāng)將樣品返回工藝不現(xiàn)實(shí)時(shí)，如減壓后的氣體、液體汽化后的蒸汽，可采用速旁通回路；

當(dāng)樣品回收成本**其本身**時(shí)，將其返回工藝是不經(jīng)濟(jì)的，可采用速旁通回路；

當(dāng)將樣品返回工藝可能導(dǎo)致污染或降解時(shí)，如多流路測(cè)量的混合樣品，可采用速旁通回路。

關(guān)于伴熱和隔熱：

①伴熱    利用蒸汽拌熱管、電拌熱器對(duì)樣品管線加熱來補(bǔ)充樣品在傳輸過程中損失的熱量，以維持樣品溫度在某一范圍內(nèi)。

    ②隔熱    為了減少樣品在傳輸過程中向周圍環(huán)境散熱，或從周圍環(huán)境中吸熱，而在樣品管線外表面采取的包覆措施。或者說，為保證樣品在傳輸過程中免受周圍環(huán)境溫度影響而采取的隔熱措施。

樣品處理的基本任務(wù)和功能：

分析儀表通常需要不含干擾組分的清潔、非腐蝕性的樣品，在正常情況下，樣品必須是在限定的溫度、壓力、流量范圍之內(nèi)。預(yù)處理單元對(duì)樣品做進(jìn)一步處理和調(diào)節(jié)，如溫度、壓力、流量調(diào)節(jié)、過濾、除濕、去除有害物質(zhì)等，安全泄壓、限流和流路切換一般也包括在該單元之中。

樣品處理的基本任務(wù)和功能歸納如下：

①流量調(diào)節(jié)，包括速回路和分析回路。

②壓力調(diào)節(jié)，包括降壓、抽吸和穩(wěn)壓。

③溫度調(diào)節(jié)，包括降溫和保溫；

④除塵、除水除濕和氣液分離；

④去除有害物，包括對(duì)分析儀有危害的組分和影響分析的干擾組分。

關(guān)于樣品預(yù)處理單元：

樣品處理單元應(yīng)安裝在儀表保護(hù)箱、保溫箱內(nèi)或金屬板上，箱或板可安裝在現(xiàn)場(chǎng)或分析小屋外墻上，如需要安裝在屋內(nèi)，應(yīng)得到用戶認(rèn)可。非危險(xiǎn)介質(zhì)的樣品處理單元，可放置在分析小屋內(nèi)。

樣品處理系統(tǒng)常用的流量調(diào)節(jié)部件：

球閥、旋塞閥、單向閥、針形閥、穩(wěn)流閥、限流閥、限流孔板、浮子流量計(jì)。

樣品處理系統(tǒng)常用的壓力調(diào)節(jié)部件：

①壓力調(diào)節(jié)閥，是取樣和樣品處理系統(tǒng)中廣泛使用的餓減壓和壓力調(diào)節(jié)部件。

②安全卸壓閥用以保護(hù)分析儀和某些耐壓能力有限的樣品處理部件免受高壓樣品的危害。

③壓力表。

樣品處理系統(tǒng)中除塵采用的除塵方法及各自特點(diǎn)：

①過濾式除塵  主要濾除固體顆粒，有時(shí)也濾除液體顆粒物。

②旋風(fēng)分離除塵  廣泛用于液樣，對(duì)含塵粒度較大的氣樣效果也很好。

③靜電除塵  可除去粒度小于1μM的固體和液體微粒。

④水洗除塵   用于高溫高含塵的氣體樣品。

樣品處理器中常用的過濾器類型：

①Y型粗過濾器；②篩網(wǎng)過濾器；③燒結(jié)過濾器；  ④纖維或紙質(zhì)過濾器；⑤膜式過濾器。

腐蝕性樣品用浮子流量計(jì)的選型：

玻璃管浮子流量計(jì)的測(cè)量管可選用高鋁玻璃、硼玻璃或**玻璃，浮子可選用玻璃、氟塑料或耐蝕金屬。如玻璃管不滿足耐溫、耐壓和防腐蝕要求，可選用耐腐蝕材料的金屬管浮子流量計(jì)。

關(guān)于分析系統(tǒng)：

①單流路分析系統(tǒng)——是指一臺(tái)分析儀只分析一個(gè)流路的樣品。

相對(duì)于多流路系統(tǒng)而言，單流路系統(tǒng)分析*，不存在樣品之間的摻混污染問題，系統(tǒng)可靠性較高，但其價(jià)格也相對(duì)要高許多，在進(jìn)行兩者的價(jià)格評(píng)估時(shí)，必須考慮到單流路分析系統(tǒng)在速度和可靠性方面的明顯優(yōu)勢(shì)。對(duì)于在線分析來說，重要測(cè)量點(diǎn)應(yīng)**采用單流路分析系統(tǒng)，對(duì)欲閉環(huán)自動(dòng)控制則必須采用單流路分析系統(tǒng)。

②多流路分析系統(tǒng)——是指一臺(tái)分析儀分析兩個(gè)以**路的樣品，它通過流路切換系統(tǒng)進(jìn)行各個(gè)樣品流路之間的切換。

一臺(tái)多流路分析系統(tǒng)和數(shù)臺(tái)單流路分析系統(tǒng)相比，價(jià)格明顯要低的多。但其缺點(diǎn)也是顯而易見的，當(dāng)分析儀出現(xiàn)故障時(shí)，所有流路的分析中斷和信息損失；樣品之間可能出現(xiàn)摻混污染；一個(gè)流路在循環(huán)分析之間的時(shí)間延遲；由于流路切換的復(fù)雜性，增大了故障概率和維護(hù)量。

當(dāng)工藝變化比較緩慢，對(duì)在線分析的速度要求不高，且分析結(jié)果不參與閉環(huán)控制，僅作為工藝操作指導(dǎo)時(shí)，可采用多流路分析系統(tǒng)。

對(duì)樣品排放的基本要求：

基本要求是不應(yīng)對(duì)環(huán)境帶來危險(xiǎn)和造成污染。

關(guān)于分析儀的遮蔽物

遮蔽物——在線分析儀安裝在現(xiàn)場(chǎng)，因而需要不同程度的氣候和環(huán)境防護(hù)，以確保儀表的使用性能并利用于維護(hù)。為分析儀提供氣候和環(huán)境防護(hù)的部件或設(shè)施稱為遮蔽物。

   在線分析儀的遮蔽物有分析儀殼體、分析儀箱柜、分析儀掩體和分析小屋。

由分析儀外殼提供的氣候和環(huán)境防護(hù)優(yōu)缺點(diǎn)：

分析儀外殼是分析儀的構(gòu)成部分之一。象PH計(jì)、電導(dǎo)儀等儀器，可直接露天安裝，其氣候和環(huán)境防護(hù)完全由外殼承擔(dān)。

這種安裝的優(yōu)點(diǎn)是外殼周圍自然通風(fēng)，不存在爆炸性氣體積聚的危險(xiǎn)，而且安裝*，其缺點(diǎn)是儀表和維護(hù)人員沒有氣候的防護(hù)，儀表易受腐蝕性氣氛侵襲，其使用壽命可能比安裝在箱柜、掩體和小屋時(shí)短，當(dāng)儀表需要加熱或打開維修時(shí)，這種方式是比適宜的。

對(duì)分析小屋的照明：

①分析小屋內(nèi)的照明應(yīng)有足夠照度，以利于操作和維修。必要時(shí)配備事故照明，可采用帶逆變器和蓄電池的照明燈具，停電備用時(shí)間不少于30min，照明設(shè)備應(yīng)適用于1區(qū)危險(xiǎn)場(chǎng)所。照明開關(guān)應(yīng)安裝在分析小屋外主門旁，采用防爆電源開關(guān)。

②為了便于夜間維護(hù)操作，分析小屋外部的樣品處理箱和氣瓶護(hù)攔也應(yīng)提供照明，并配備照明開關(guān)。

分析小屋的電氣設(shè)備和儀表供電:

①分析小屋的照明、通風(fēng)機(jī)、空調(diào)器、維修插座等公用設(shè)備由公用電源供電；

    ②分析儀及其附屬設(shè)備，如樣品系統(tǒng)中的電動(dòng)部件，應(yīng)由儀表電源供電。

③安全檢測(cè)報(bào)警和聯(lián)鎖系統(tǒng)一般由UPS電源供電，參與閉環(huán)控制的分析儀表也可由UPS電源供電。

④HVAC(Heating Ventilating and Air Conditioning System) 機(jī)組和電伴熱系統(tǒng)耗電量高，應(yīng)單獨(dú)配電，不應(yīng)和其他設(shè)備混在一起配電，以免相互干擾。

 

 

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