在線(xiàn)分析系統工程應用故障的分類(lèi)技術(shù)分析

1 在線(xiàn)分析系統工程應用的現狀

　　我國專(zhuān)業(yè)化開(kāi)展在線(xiàn)氣體分析工程應用始于1985年，艱辛歷程24年的工程應用實(shí)踐經(jīng)驗值得認真總結和充分利用?；?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/在線(xiàn)分析">在線(xiàn)分析系統已經(jīng)突破和超越了在線(xiàn)分析系統的不爭事實(shí)，在線(xiàn)分析系統已成為主導市場(chǎng)的主要業(yè)態(tài)，在線(xiàn)分析工程技術(shù)必須高度鎖定工程應用的向度。當今的在線(xiàn)分析系統已經(jīng)具有工程應用的力度、適應性和較大規模，并正在拓展更為廣闊的應用領(lǐng)域。

　　在線(xiàn)分析系統工程應用的主要目的是工藝過(guò)程的優(yōu)化控制和安全生產(chǎn)以及節能治污減排，更直觀(guān)的技術(shù)表達就是追求物質(zhì)成分量信息適時(shí)、連續計量的準確度。“不連續”和“不準確”將成為判斷在線(xiàn)分析系統“廣義”故障的兩個(gè)技術(shù)尺度。

　　2 在線(xiàn)分析系統工程應用故障的定義

　　本文討論的在線(xiàn)分析系統工程應用故障決不是僅僅指系統或儀器損壞，可能停用報廢的狹義而經(jīng)典意義的故障，而是“廣義”的故障。

　　使在線(xiàn)分析系統的運行嚴重偏離正常的工程應用狀態(tài)，使在線(xiàn)分析系統的物質(zhì)成分量檢測輸出信號嚴重偏離正確檢測值的一切非常態(tài)或故障，定義為在線(xiàn)分析系統的工程應用故障(以下簡(jiǎn)稱(chēng)故障)。自然也包括在線(xiàn)分析系統或在線(xiàn)分析器損壞而停用甚至報廢的后果極為嚴重的故障。

　　3 在線(xiàn)分析系統工程應用故障的分類(lèi)技術(shù)分析

　　本文以在線(xiàn)分析系統工程應用角度的廣闊視野，對在線(xiàn)分析系統的工程應用故障進(jìn)行分類(lèi)評估和技術(shù)分析，以求能準備好故障處置的“應急預案”，提高故障排除的效率和效果。

　　在線(xiàn)分析系統的工程應用故障可大致分成如下十類(lèi)，其后將分類(lèi)陳述：

　　(1) 針對性設計失誤

　　(2) 技術(shù)轉移失效

　　(3) 環(huán)境適應性太差

　　(4) 反應速度太慢

　　(5) 樣氣流量下降或中斷

　　(6) 樣氣除塵失效

　　(7) 樣氣除濕失效

　　(8) 無(wú)檢測信號

　　(9) 分析值準確度低

　　(10) 安全性差

　　3.1 針對性設計失誤

　　在線(xiàn)分析系統的最大特點(diǎn)是針對樣氣條件、工程應用要求及環(huán)境條件的針對性設計，這種針對性設計的主要根據是工程項目的技術(shù)協(xié)議(合同的有效附件)，當然訂貨合同也是根據，只是它遠不如技術(shù)協(xié)議準確和全面。

　　(1) 分析器的測量范圍不符合工程應用要求，并進(jìn)而導致檢測準確度嚴重降低;

　　(2) 分析器的選型和規格令設備的使用維護者不滿(mǎn)意;

　　(3) 在線(xiàn)分析系統不很適應工程非常態(tài)的樣氣條件和環(huán)境條件。對“非常態(tài)”缺氣認識和交流非常有害。

　　加強工程用戶(hù)的內部協(xié)調，加強供需雙方訂貨前后的深入技術(shù)交流，一般可以避免此類(lèi)故障的發(fā)生。

　　3.2 技術(shù)轉移失效

　　在線(xiàn)分析一旦進(jìn)入工程應用現場(chǎng)，系統針對性設計的產(chǎn)品技術(shù)，安裝技術(shù)，使用維護技術(shù)，以及一般性的檢修技術(shù)，都要準確無(wú)誤地轉移到工程用戶(hù)的專(zhuān)業(yè)操作人員手中?？焖儆行мD移的方式主要是系統的安裝使用說(shuō)明書(shū)、系統安裝規范或指導文件、操作人員的針對性培訓以及供應的備品備件等。

　　技術(shù)轉移失效的突出表現是用戶(hù)反映“不會(huì )用”，“不會(huì )維護”。其嚴重后果是會(huì )引發(fā)不該發(fā)生的故障，甚至是系統停運或損壞。

　　(1) 安裝使用說(shuō)明書(shū)的指導性差;

　　(2) 技術(shù)培訓不到位;

　　(3) 用戶(hù)的管理不規范。

　　供方的責任是：安裝使用說(shuō)明書(shū)要能真正準確無(wú)誤、容易理解地指導用戶(hù)安裝、使用，維護設備;培訓用戶(hù)要按程序實(shí)施，以提高培訓質(zhì)量。需方也應有規范的管理，讓專(zhuān)業(yè)人士接受培訓，避免操作人員盲目流動(dòng)。

　　3.3 環(huán)境適應性太差

　　在線(xiàn)分析系統的應用環(huán)境是很難控制的，有時(shí)選一個(gè)合適的安裝位置都十分困難。

　　(1) 環(huán)境的極限溫度無(wú)論最高，最低都很容易引發(fā)系統的故障。最高溫度≥45℃時(shí)，40℃使用溫度的分析器肯定要癱瘓了，加空調器降溫是必要的。最低溫度≤+5℃是絕對不允許的，分析器和某些樣氣處理部件也不能適應，控制室升溫≥10℃是非常必要。

　　(2) 系統的取樣點(diǎn)離分析機柜的距離越小越好，以15米為宜。對提高系統的反應速度有利。

　　(3) 控制室或分析機柜的安裝處要遠離大功率用電設備或強電磁場(chǎng)設備，避免發(fā)生電氣干擾和高頻電磁干擾。電氣干擾會(huì )造成分析儀器信號與上位DCS信號不一致，此時(shí)可加信號隔離器排除。高頻干擾信號會(huì )使系統的安全性能降低，甚至使質(zhì)量不高的分析器出現液晶顯示亂跳字或黑屏的故障。

　　電氣干擾和高頻電磁干擾一旦出現，排除故障一般都比較困難。

　　3.4 反應速度太慢

　　在線(xiàn)分析的適時(shí)顯示非常必要，安全監控項目尤為重要。一般對系統總滯后時(shí)間(T10)的要求是60s，有快速旁路流設計的系統和短距離傳輸樣氣的系統會(huì )遠小于60s 。

　　(1) 樣氣傳輸管線(xiàn)太長(cháng)(例如≥30米)、太粗(以φ61為宜)、內壁太臟和粗糙;

　　(2) 樣氣處理部件過(guò)多，死體積過(guò)大;

　　(3) 樣氣流量過(guò)小(分析器流量盡可能選擇1L/min)。

　　正壓力樣氣的分析系統，在取樣點(diǎn)用減壓箱對高壓樣氣就地減壓至0.1MPa左右尤為重要。傳輸壓力越高，系統的反應速度(總滯后時(shí)間)越慢。

　　3.5 樣氣流量下降或中斷

　　樣氣流量下降或中斷是樣氣處理系統的樣氣處理性能惡化或發(fā)生故障的最直觀(guān)的顯示，也是系統每天維護中的重點(diǎn)觀(guān)察內容。

　　(1) 取樣探頭過(guò)濾器、膜式過(guò)濾器積塵嚴重或發(fā)生堵塞;

　　(2) 氣路有積塵積液的堵塞，最嚴重的是樣氣冷凝器因設定溫度過(guò)低所造成的冷凝水結冰發(fā)生的堵塞故障;

　　(3) 氣路泄露嚴重也會(huì )使樣氣流量嚴重下降。如果是工藝樣氣源流的壓力過(guò)低，則是系統的適應性問(wèn)題，必要時(shí)需要適當改變樣氣處理系統(例如增加抽氣泵)才能排除。

　　3.6 樣氣除塵失效

　　樣氣除塵是樣氣處理系統最為困難的任務(wù)之一，分析器的苛刻要求是0.3um，

　　10ug/m3。隨技術(shù)的發(fā)展，系統設計的進(jìn)步，應該說(shuō)樣氣除塵已經(jīng)是項很成熟的技術(shù)。

　　樣氣除塵有三個(gè)技術(shù)環(huán)節：

　　(1) 取樣探頭的加熱反吹過(guò)濾技術(shù)，所用的高效過(guò)濾元件已能過(guò)濾0.3um粉塵99%，過(guò)濾元件上不斷聚集的灰塵，借助PLC控制電磁閥組實(shí)現的0.6MPa壓力下的加熱反吹掃，完全可以實(shí)現免維護、高可靠性的防堵塞連續取樣。

　　(2) 后級膜式過(guò)濾器的失效，除了過(guò)濾膜嚴重污染或積塵需要更換以外，因氣流阻力增大或膜片破損而造成的故障，值得警惕。具有疏水特性的過(guò)濾膜片能有效適應偶然的“逃液”和樣氣中的液霧。

　　(3) 正壓型的在線(xiàn)分析系統，仍然需要設置某種原理的前級過(guò)濾器，如精度為1um 99%的過(guò)濾器和液霧捕集器。粉塵，液滴過(guò)濾器和液霧捕集器的合二為一的組合式設計是最理想的，重慶凌卡分析儀器有限公司有這種專(zhuān)利產(chǎn)品。

　　所有的過(guò)濾器，除非過(guò)濾元件和過(guò)濾膜片具有疏水特性，都會(huì )因樣氣含水或液霧嚴重而容易發(fā)生堵塞或破損失效，樣氣處理系統的針對性設計應能預防這種潛在的故障。