仪表基础知识(一)在线分析仪表

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●分析仪表日常维护
操作注意事项
（1）第一次投运，以及以后停开车再投运前，一定要吹扫工艺管线足够长时间，保证进表 气体的清洁，脏东西，液体，以及油性物质绝对不能进表。 （2）现场有减压箱的，一定要调节好现场的压力，调节后的压力大别超过 0.2Mpa。机 柜内的减压阀通气前应全部关死，待样气过来时，慢慢调节至合适的压力即可（各个表的耐 压范围不一样，具体看仪表说明书，或看表后标识）。 （3）由于表的测量原理不一样，所以部分仪表在长时间不通气，或样气不合格的情况下不 能送电让表工作。其中仪表长时间不通气，或样气不合格的情况下应断电保护仪表。 （4）所有仪表出口放空一定要保证 0 压力排放，不能因为出口排放有阻力，而影响仪表测 量准确性。
AT9633
AT9660
AT9661
AT9664
样点分析
污氮中氧含 量
氩馏份中氧 含量
产品氧纯度
产品氧纯度
产品氧纯度
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●工艺采样在线分析
微量氧分析仪
分析仪表位号
AT9651
AT9654
AT9660
样点分析
产品液氮中微量 氧
●DCS实时监控
采样
在线 分析仪
●距离近，压力高， 经减压阀引入分析 仪样口。 ●距离远，压力低， 通过取样泵采样。
在线分析样气中的有 机化合物组分、产品 氧含量、CO2含量、 微量氧含量，经过变 量转换，信号处理， 在分析仪上显示分析 数据。
DCS 控制系
统
在线分析仪通过 4~20m标准信号或通 讯的方式，把分析数 据传入DCS控制系统， 进行显示、报警、记 录和控制。
第二步，把HS9661.1由OPERATION切到SERVICE模式
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第三步，AT9661对应的工艺采样点AI3212，AI3212由OK切到Maintenance模式，仪表联锁切除即可交出。
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分析小屋Baidu Nhomakorabea
分析仪表柜 供电系统
分析气瓶存放间
色谱仪，氧分析仪、水分析仪等 2路UPS供电分析仪、1路市电供照明 主要存放标气瓶和载气瓶
可燃有毒报警系统
氧气报警仪、氢气报警仪和声光报警灯， 以及控制柜
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分析小屋设计尺寸长8x高3x宽3米，设计数据如下：
氮气产品中微量 氧
液氮储槽中微量氧
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●工艺采样在线分析
色谱分析仪
分析仪表位号
AT9635（FID）
AT9690（TCD）
样点分析
主冷箱液氧有机化 合物CnHm组分
粗氖氦产品中 Ne,He,N2,H2含量
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●分析仪表日常维护
分析系统投用前检查
●气路管线已连接是否完好。 ●气路管线、机箱（如有必要）是否吹扫 干净。 ●气路管线气密性检查是否合格 。 ●送电条件是否具备 。
备注：通过以上检查并确认，即可给系统送电预热。预热时间大约 2～4 小时（具体指标可查阅相应 的分析仪器使用说明书），预热过程中仪器示值可能会出现漂移或超出规定的数值，这不是仪器故障， 是因为没有达到预热时间所致，请耐心等待。
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分析小屋在线分析 仪表
MAKING OUR WORLD MORE PRODUCTIVE 为美好生活加油 三、在线分析仪表的应用
在线分析仪表 应用
采样在线分析
DCS实时监控
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4. 色谱分析仪FID/TCD FID—氢火焰电离检测器工作原理：
氢火焰 离子检测器由两个电极，一个是极化极（发射极），用来喷射燃烧火焰，另一个为收集极， 在一定极化电压下用来收集火焰重的离子。
由载气（N2）把有机化合物（CnHm）和燃烧气（H2）送到火焰反应区，在高温和高压静电场的作 用下，正离子向收集极移动，负离子和电子向极化极移动，这就形成了微电流信号。
微量氧分析仪
检测0~10ppm/0~100ppm的微量氧
色谱分析仪FID/TCD
检测碳氢化合物、烃类、氖氦和氢等含量
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二、在线分析仪表的原理
1. 二氧化碳红外分析仪检测原理
红外线通过两个气室，一个是充以不断流过的 被测气体的测量室，另一个是充以无吸收性质的背 景气体的参比室。工作时，当测量室内被测气体浓 度变化时，吸收的红外线光量发生相应的变化，而 基准光束(参比室光束)的光量不发生变化。从两个室 出来的光量差通过检测器，并变成电容检测器的电 信号输出，该输出信号的大小与被测组分浓度成比 例。此信号经信号调节电路放大处理后，送往DCS控 制系统显示。
备注： AL3212不能打维护模式。若AL3212报警，则提示操作员AI3212分析值无效，需要对分 析仪进行检查处理。
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第一步，在DCS画面找到分析仪表AT9661
在DCS画面找到分 析仪表AT9661
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●分析仪表维护作业流程
• 检查当前工况
工 • 确认联锁条件 艺 • 落实安全措施
• 做好紧急预案
• 作业内容要清楚
仪
• 作业准备要充分
表
• 作业方案要执行
• 作业过程要谨慎
• 作业完成要整洁
• 检查工况是否
异常
工
• 检查仪表数据
艺
是否正确
• 检查仪表联锁
是否已恢复
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分析小屋
取样架 钢气瓶存放间
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2. 在线分析仪表的类型
红外分析仪
检测CO2、N2O
在线分析仪表
顺磁式氧分析仪
检测98~100%/0~100%的氧纯度
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3. 微量氧分析仪
3#空分装置采用3000TA微量氧分析仪，主要有燃料电池传感器、氧气系统和信号处理及显示组成。 工作原理：从样气系统将采样气体送进分析仪（并保证样气进分析仪之前不要被污染），通过微燃 料电池将样气中的氧含量转化微电流信号，经过信号处理后传到DCS系统中进行显示、报警和控制。
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仪表基础知识（一）
在线分析仪表
仪表—夏云龙 2020年03月11日
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在线分析仪表
一、在线分析仪表的简介 二、在线分析仪表的基本原理 三、在线分析仪表的应用 四、在线分析仪表的维护
MAKING OUR WORLD MORE PRODUCTIVE 为美好生活加油 一、在线分析仪表的简介 1. 分析小屋的组成 2. 在线分析仪表的类型
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1. 分析小屋组成
分析机架 现场减压箱
取样架、标气气瓶架、空气分配架等 样气减压阀、标气减压阀、载气减压阀
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●DCS实时监控 分析小屋样气采样泵
MAKING OUR WORLD MORE PRODUCTIVE 为美好生活加油 四、在线分析仪表的维护
分析仪表维护作业流程
分析仪表维护
分析仪表维护DCS操作
分析仪表日常维护内容
MAKING OUR WORLD MORE PRODUCTIVE 为美好生活加油 四、在线分析仪表的维护
当电磁铁8通电励磁时，在其周围形成一个磁场，样气中的氧分子被 吸引，朝磁场强度较大的右侧运动，并推动参比气逆时针流动，穿过4并 产生输出信号； 当电磁铁8断电去磁时，磁场消失，由于参比气的设定 压力比样气高，3右通道中的气体反向流回测量室，此时参比气顺时针流 动，反向穿过4并产生输出信号。由于测量地点可能存在振动，并由此造 成测量误差(噪声)，所以额外增加了一个振动传感器10，该传感器没有气 体流通，其信号可用来对测量结果进行补偿。
调节载气流速、桥电流和TCD达到一定值，使TCD处于工作状态； 同时，测量臂热丝和参考热丝也要在加热状态，向池壁传导热量。
当载气通过R3和R4时，气体组成相同，热量相等，电桥处于平衡 状态：R1*R3=R2*R4，此时M、N 电位相等，无信号输出。
当从进样器2进样气，经柱分离流出进入测量臂，由于这时的气 体是载气和不同组分的混合气，其热导系数不同会引起两个臂热丝温 度不同，热丝阻值发生变化，电桥平衡破坏，此时M、N两点之间产生 电位差，输出信号。 应用范围：所有化合物（H2、He热导系数较高，N2热导系数较低）
●采样在线分析
红外分析仪
分析仪表位号
AT9629
AT9630
AT9634
样点分析
压缩机出口 CO2含量
进冷箱工艺空 气CO2含量
进冷箱工艺空气 N20含量
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●工艺采样在线分析
顺磁氧分析仪 （磁压式）
分析仪表位号 AT9631
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●分析仪表日常维护
日常在线维护内容
1、检查仪表本体是否有报警信息；并分析报警信息，做好记录。 2、检查预处理流量计、压力表指示在设定范围内。 3、检查取样点、取样管线、预处理及辅助气源的气密性。 4、检查参比气钢瓶压力情况；更换参比气、调整出口压力。 5、通标气检查仪表数据准确性；验证、标定仪表，并做好相关记录。 6、工艺配合检查控制部件（切换阀功能，低流量报警）的灵敏性及功能。
电信号输出到色谱仪中得到峰面积与有机化合物质量成正比的色谱图，然后根据色谱图对有机化 合物的组份进行定性分析。
应用范围：有机化合物
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4. 色谱分析仪FID/TCD TCD—热导检测器工作原理：
由热电池和惠斯顿电桥检测路组成。R1、R2为固定电阻，R3为测 量臂热丝，R4为参考热丝。
红外线
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2. 顺磁式氧分析仪
测量原理：利用氧的顺磁性测量O2的浓度。 3#空分装置采用西门子OXYMAT6系列磁压力式分析仪，其工作原理 是：样气入口5进入测量室6，参比气入口1和两个参比气通道3(分成3左 和3右)进测量室。微流量传感器4中有两个加热电阻和两个铺助电阻组成 电桥。参比气在加热电阻中穿行，左右两个参比气通道是连通的，测量 开始前，两路参比气压力相等，△p=0，所以测量桥路无信号输出。
●分析仪表DCS维护操作
工艺操作
分析仪表打维护模式 联锁仪表切除联锁
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举例：
分析仪表AT9661定期保养，DCS操作说明
1. AI3212是主冷产品液氧纯度分析值，低于99.8%联锁关HV3212，低于99.6%联锁关LV3211.1， 低于99.6%联锁开LV3211.2阀门。（确认仪表联锁） 2. 在线分析仪表AT9661定期保养，工艺交出时，在DCS画面中把HS9661.1由OPERATION切到 SERVICE模式，AL3212分析值无效报警提示，AI3212保持最后一次分析值；同时AI3212由OK切 到Maintenance模式，仪表联锁切除，工艺方可安全交出。（DCS操作）