罗喜洋
陕西龙门钢铁有限责任公司 715405
摘要：近年来，随着时代的发展，煤气化装置洗涤塔合成气分析采用在线色谱分析仪、红外分析仪和微量氧分析仪，烧嘴冷却水分离器放空线采用红外分析仪检测CO含量，针对原预处理系统存在的问题进行技术改造，并介绍仪表维护中的故障分析和处理过程。
关键词：煤气化装置；在线分析；仪表预处理系统；优化改造
引言
在生产现场中，在线分析仪表可以对其中的各种混合气体样品的成分和单个组分含量进行连续自动的分析，以保证控制工艺的适时性和准确性，实现最优化的生产和最大化的效益目标。然而，在实际的生产过程中，许多在线分析仪表不能正常、准确的运用到生产运行中，导致其无法发挥真正的作用，这种情况主要是因为生产工作人员对在线分析仪表的运行条件认识不清，对样品进行的预处理使测量样气无法达到分析仪的要求，进而对在线分析仪表的使用与发展起到了限制性影响。
1在线质量分析仪表的特点
在线分析质量仪表就像一个小型的水煤浆气化装置，同时具备水、油、风、电等输入输出设备，而且部分仪表分析设备要对被检测的介质进行合理、科学的分析，电路要能够使得在自动检测过程中分析仪表对信号、程序、存储、输入与输出、处理等常见应用进行时时监控。当被检测介质进入在线分析仪表之前，要进行降温、脱水、过滤、定量等特殊处理。因此，在实际的应用过程中，在线仪表分析一般同时具备控制器、采样器和控制系统等部分。水煤浆气化装置一般情况下会含有爆炸危险性的混合物质，所以在线仪表设备必须具有防爆系统。对于油品的在线质量分析仪表采用隔爆式防爆结构，并同时将控制器、分析器装到防爆箱内，如果要进行气体分析时，还要使用安全型的防爆结构。在线分析仪表在实际的生产过程中，由于外部条件、温度、电压、磁场、电路可靠性、抗压能力的限制会受到强烈的干扰。因此，在线分析仪表在工作的过程中会出现漂移、结焦的不利现象，所以要有一定的延缓或者补偿的措施。根据长期的在线分析仪表的使用情况，仪表设备使用的周期应该尽量稳定和持续实践较长，还要缩小维修量。因此，基于在线分析仪表的工作特点，一般情况下具有体型笨重、结构复杂、价格高的特点，而且在仪表的前期研发过程中程序也比较复杂，后期的维护费也较高，而最重要的是要使得在线分析仪表持续工作的时间较长而且维修的周期较固定，从而更好的提高仪表使用的可靠性。
2煤气化装置在线分析仪表预处理系统优化改造?
2.1综合调节池预处理系统设计
采用支架固定、搭建平台方式将蠕动泵固定在池下5m深平台，由蠕动泵抽取水样经管线至取水箱，水箱中一部分循环流回池底，一部分经过分析仪测量后排回池底。并在系统中增加气路冲洗及水路冲洗功能，保证取样管线的畅通。通过在PLC中编程来实现各电磁阀动作，实现水路的正常上水、冲洗等功能。并在配电箱面板上可以单独进行手动操作，开关监测仪表、开关泵、清洗管路、清洗过滤装置。由于东北地区冬季室外温度在-30℃左右，所以整个取样管线需加电伴热防止冬季管线被冻。
2.2取样传输管线及预处理系统伴热保温标准化
样品传输管线选用d=6mm或6.35mm（1/4英寸）不锈钢管，为防止样品气中微量水冷凝以及氨盐等物质结晶析出堵塞样品传输管线，采用低压蒸汽或一体化电伴热对样品传输管线进行伴热和保温，保持工艺样气在一个很高的温度状态下（>80℃）进入到在线分析仪及预处理系统。样品预处理系统各零部件、管阀件要集成于预处理机柜。在寒冷地区冬季，机柜箱体内部必须进行伴热，保证内部温度在25～30℃左右，使预处理系统内工艺样品不再处于饱和水蒸汽的状态下。这将极大的避免了气态水液化的可能性，避免了液态水进入分析仪器的可能性。在线分析取样传输管线及预处理系统伴热保温必须形成标准规范，其样品传输管线伴热一年365天禁停，伴热保温要覆盖死角。将工艺样品保持在露点温度以上，不出现冷凝现象，确保导压传输安全。
2.3对分析仪表进水或进煤粉问题进行处理
需要先采用压力为300kPa的压缩空气彻底吹扫进水管路，对过滤器进行清洗，对蒸汽伴热减压阀能否稳住压力进行检查，如果其压力不稳，则需要解体清洗蒸汽减压阀，对CH4红外分析仪的测量气室进行清洗，对色谱仪的进样流路进行检查，如果色谱的进样流量不符合要求，则需要对色谱仪的十通隔膜阀进行清洗，直到进样回路完全恢复通畅为止，最后校验分析仪表，确认一切正常后才可以投入使用。
2.4取样位置
由于煤气化污水直接排入至综合调节池，水质污染程度严重。综合调节池设计的长宽高为8.0m×30.0m×8.0m钢混地下结构，水平地面上没有相关管路的铺设，而在线分析仪是立柜式结构，因此需增加一套预处理装置及样水输送管线将水样从池底8m深处取出供分析仪测量。3套SBR池的长宽高50.0m×18.5m×8.0m钢混半地下结构，在满负荷情况下，实行三池四循环间歇式运行，整个运行周期由进水、反应、沉淀、出水和闲置五个基本工序组成，五个工序都在一个设有曝气装置的反应池内循环进行。为了能够及时测量样水的pH值、水中溶解氧含量的变化，根据测量值准确调节SBR生化池运行状态，达到最佳生化分解效果。所以SBR池取样点设置在水池中由分析仪传感器插入直接伸入测量，达到最快响应速度。监测池为8.0m×15.0m×8.0m钢混地下结构，其特点与综合调节池类似，但地上铺设相关管路，可以直接通过在管路中增加的取样截止阀将样水引至流通池内测量，保证了测量的实时性。
2.5样气的压力状态
它主要是通过蒸汽伴热减压阀来进行减压和稳压操作的，输出压力应该维持在100kPa，低于这个数值很可能会造成色谱的进样流量变小，对分析结果造成影响。而压力太高也有可能导致二级预处理疏水器的自动排水系统无法正常运行，进而使分析仪表检测器或是色谱柱进水，对其造成损坏而无法投入使用。另外不及时清洗蒸汽减压阀也会对分析仪表的使用造成影响。
2.6样品预处理系统
①CO红外分析仪预处理装置。跟踪燃烧器的状态,有必要提高CO分析仪,为了实时分析，在旁边设置采样点。由于采样点的压力低,设计样品预处理系统需要配备一个气泵和快速传输管道,以便缩短样品气体的传输时间,从而提高CO分析的实时性能。②洗涤塔和甲烷红外分析仪预处理装置。为了保证分析仪系统的响应时间,使用快速循环管道,通过设置过滤设备去除杂质,设置气液分离器和制冷设备共同进行排水,液体饱和溢出的水分和部分沉淀的杂质通过分离罐和管道排放,排放后在进行二次过滤,并配备稳压阀和流量计,使样品达到要求的质谱分析仪的工作压力和流量,然后分成两路通过采样管道进入质谱分析仪和甲烷红外分析仪分别进行了分析。
结语
随着我国化工企业的快速发展，化工企业对于机械控制的先进性要求也不断提升，在石油化工业的生产中，化工分析仪表的应用也逐渐广泛起来。分析仪表具有其优越的性能，分析仪表对于生产中的实时控制能力以及生产中的精度、连续控制性都有很大提升。不但在生产中表现的稳定，还能减少工作人员的劳动强度，在很大程度上推动了化工企业的经济效益。分析仪表的应用已经成为化工的进步性标志，希望在不断的研究中，为我国化工业的进步起到更大的推动作用。
参考文献
[1]马锁良.SOLAⅡ总硫分析仪在催化汽油加氢脱硫装置中的应用[J].石油化工自动化，2014(3).
[2]李晔，袁学民，赵柱.在线分析仪表的选择与应用[J].石油化工自动化，2012(4).
[3]张进美，王旭，谢平平.EL6010在线分析仪常见故障的分析和维护[J].河北化工，2010(4).
[4]姜丽丽.COD在线分析仪表在石化污水处理中的选用[J].中国新技术新产品，2010(23).
[5]刘庆华.在线分析仪表在工程应用中存在的问题及解决方案[J].石油化工自动化,2009,06:63-65.