二氧化碳浓度分析仪在生产运行中常见的故障和处理

二氧化碳浓度分析仪在生产运行中常见的故障和处理

中、下、平面气和清洁气是制备碱的主要材料。气体中co浓度的降低直接影响碳酸反应和洗洗过率，对纯碱和氯仿的质量和产量有显著影响。因此碳化制碱对于CO2浓度的在线分析要求极高。我公司在搬迁改造中于2009年新上5套CO2浓度在线分析仪,用于碳化工序对中、下段气、清洗气、碳化尾气进行在线分析,分析仪采用的是PA300EX-GXH隔爆型智能红外线分析仪。下面主要介绍分析仪的工作原理,对实际投用以来出现的日常故障、处理方法及对预处理系统的技术改造加以探讨。1检测系统的组成1)基本原理红外线是一种电磁波,其波长范围在0.76~420μm。根据用途不同所利用的波长也不同,在成分分析仪中主要利用红外线波长范围为2~10μm之间的一段光谱。红外线分析器只能对多组分气体中的某一组分进行分析,且不能分析惰性气体和双原子气体。工业红外线气体分析仪主要分析对象为CO、CO2、NH3、C2H4、C2H2、CH4、C2H5OH、C3H6、C2H6、C3H8及水蒸汽等。2)测量分析原理由两个相同的镍铬合金丝辐射器,构成红外光源,由光源稳流器供给一定的恒定电流,将其加热至一定温度(700~900℃),辐射器就能辐射出所要求波长(约为2~10μm)红外线。两束平行光束由同步电机带动的切光片以12.5Hz的频率调制成断续的红外线,其中一束通过工作气室、滤波室到达检测室。另一束则通过参比滤波室到达检测室。滤波室的作用是滤掉干扰组分所吸收的那部分波长的能量。检测室实际上是个由铝膜(动极)和铝板(定极)为两极的电容器,内充待测气体,当工作室连续通过被测气体时,根据朗伯-比尔定律,被测气体吸收了一部分红外辐射,使得到达检测室的两束红外线辐射产生了差异,并在检测器的两个接受室中产生光声效应。在两个接受室内,由于被测气体吸收红外辐射所产生的声压通过孔道导入微音器薄膜的两侧,以其压差使薄膜做周期振动,从而引起电容微音器电容量的周期变化。由电容器电容量的周期变化而产生的电压信号再经过控制电路放大、整流、滤波,转换成4~20mA信号输出,远传给DCS控制室,从而测量出待测组分的含量。2仪器的调整和运行1)给仪器上电显示屏不亮。打开控制器罩盖,在保证通电电源安全的条件下,利用数字万用表检查电源和仪器所需的+5V、+15V、-15V、+18V、+12V、+168V电源是否提供给相应的电气控制单元。如果没有提供,检查电路元器件和保险丝是否完好。2)红外线分析仪预热后通入零点气,输出很大。是由于切光片相位不平衡及光路不平衡引起的,因此只要调整相位调节旋钮使输出达到最小,再调整光路平衡旋钮,使它输出达最小值即可。然后通入零点气和量程气,反复调整零点及量程,使仪器达到使用要求。3)给分析仪提供的220VAC电源不稳定。红外线分析仪对电源电压要求很高,对电源的频率和波型有严格的要求。要求电源频率稳定,波动不能超过±0.5Hz,波型不能有畸变。否则会导致测量结果产生误差。所以我们利用DCS控制输出的UPS稳定电源,以此保证供电电源稳定。4)分析仪气室污染或被弄脏。气室如果被弄脏或表面被污染,仪器的灵敏度和准确性下降,基线会发生漂移。因为气室和晶片是用垫圈压紧密封的,清洗时拧开螺盖,卸下晶片利用蒸馏水清洗,然后慢慢自然风干,气室内壁有很高的光洁度,并镀有金,清洗内室时,严禁用机械方法清洗,不允许硬物和它接触,防止划伤。5)输出显示经常发生漂移。可能是水蒸汽或干扰气体扩散进入参比气室;分析仪内不能保持恒温或仪器装置泄露;检查所有窗孔是否被脏物污染;检查滤光室和参比室的密封—交换气室的两侧后,若出现颠倒零点漂移的趋势说明气室漏气;还要检查仪器的振动、电路接地、连接电路部件是否完好等状况。还要保证分析环境温度为0~45℃,相对湿度为≤85%。6)仪器正常,信号输出端无输出。检查电路板上相应熔丝管是否开路,如果开路,说明烧断,重新更换。检查相应的继电器是否失灵,失灵了也必须要更换新的。3可能导致的杂质原设计的预处理系统过于简单,各导管太细,分水和排水装置小而少,分水不及时,不能处理气体中含有的易结晶和易凝固的杂质。而实际工况中被分析的样气里含有大量的水汽、铁锈、淤泥、NaHCO3、NH4HCO3、NH4Cl、NaCl等固液混合物杂质,而这些杂质常常堵死预处理系统管路,难以疏通,所以经常更换管路和连接头。另外,在样气带水严重,分离不及时的时候,水就直接进到仪器的分析腔里,水分就会强烈吸收红外线,因干扰产生较大的测量误差,还增强样气中腐蚀性气体的腐蚀作用。严重时造成仪器电路元件烧毁损坏、分析腔炸裂甚至彻底报废,一般很难修复。由于预处理系统经常出故障,使在线分析仪不能自动工作,大大降低纯碱工业生产的自动化程度,使造价极高的分析仪失去了原有的作用和实际投用效果。4预处理系统的构建4.1过滤器过滤器鉴于以上几个方面的原因,在原有的预处理基础上,我厂于2012年9月大修期间对该预处理系统进行全面改造。如图2所示。A—分析仪,HF—过滤器,L—流量计,MF—膜式过滤器,3—WAY—三通切换阀,FIG3、FIG5—过滤器(内装活性炭),FIG2、FIG4—脱硫器(内装分子筛),FIG1—水雾捕集器,SLC2—汽水分离器(有机玻璃),BV—球阀,LD—自动排液阀,VC—涡流管冷凝器,RF—过滤减压器,NV—针型阀,BPR—气瓶减压阀,GBT—标准气瓶,WS—固定水洗器(白钢材质),SLC1—汽水分离器(白钢材质),V—排污球阀。4.1.1体制排汗利用304白钢制作一个大容积洗水器,引进自来水通往洗水器,让自来水进出洗水器进行循环,对进来的样气进行充分水洗,把样气里的易结晶杂质溶解,循环外排,定期对不溶杂质通过排污口排掉。4.1.2多级分形处理利用304白钢制作大容积水分离器和水雾捕集器,对固定洗水器出来的样气进行多级分水处理,分出来的水均通过自动排水器排掉。然后通过压缩空气冷却样气,再经水分离器进一步分水,样气里的水基本上分离干净。4.1.3分析、显示和远传输利用脱硫器、过滤器、阻水器做最后的样气干燥、杂质滤过处理,确保对仪器的绝对安全。把最清洁的样气送到分析仪进行分析、显示和远传输出给上位机。预处理的整个装置均安装在分析柜里,进分析柜里的取样管、进水管、排水管、进气管、排气管、排污管路集中都加电伴热进行保温处理,其排污进入地沟防止冬天冻坏,同时防止二次污染工厂环境。4.2清洁过滤器及滤纸的准备特别要加强预处理的管路检查,保证所有管路畅通以及气密封性,定期清扫洗水器、分水器、自动排水器、排污阀、分析柜等。定期更换过滤膜片及滤纸,定期校验分析仪。要控制好分析柜里的温度,使分析仪工作恒温,保证分析仪的测量精度及分析柜里的安全、卫生。4.3定期检修和维护4.3.1光墙调节机构光栏调节主要是调节红外辐射参比光路和测量光路的光路平衡。步骤:首先将电器单元上S2置N位置,调节电位器RP2使电器单元的输出值为0.2V左右,然后将S2置M位置。光栏调节通过调节光源上的光栏调节螺钉S10来实现。调节时,向仪器内通入零点标准气,顺时针或反时针方向调整光栏调节螺钉,使仪器的电器单元输出的指示值为0.2V左右。这时说明仪器的光路已调整平衡。注意:在进行光栏调节时,因仪器室处于运行状态,操作者必须十分细心并且对可能产生的危险很熟悉,千万不要触及辐射供电电缆,前置放大器的插座等。4.3.2测量结果的调整仪器的终点调整必须在零点首先调整好以后再进行。向仪器内通满量程标准气,仪器应指示在满度上,否则调放大器灵敏度调节旋钮,使仪器电器单元输出的指示值为1.0V左右。如果电位器已经调到底还是无法使指示达到要求,则调整电器单元上的波段开关S1(开关上1、2、3、4档分别将测量信号依次减小)。然后再调整电位器RP3,使仪器的电器单元输出的指示值为1.0V左右。5减少仪器故障,提高维护费用技术改造后的预处理系统适应联碱生产工况的要求,能对样气进行充分的优化处理,确保样气清