提高烟尘分析准确1

五、课题目标： 1、目标值： 通过QC小组活动是烟尘分析准确率达到90%以 上； 2、目标可行性分析： （1）对现有的分析方法、仪器及过程进行调整改 进，可将分析的相对误差控制在2%范围以内。 （2）通过与在线仪表的数据比对校验，两者配合 使用，使分析的准确性和可靠性大大增强，也使 离线分析数据对生产的指导作用变得更加有效。



（3）针对采样方法选取不合适具体实施措施： 前面提到采样方法是我们选用了压力平衡法采样，而 压力平衡法有两种方式可以实现，分别为内采法与外采 法，外采法是将取样滤筒置于烟道外部采样，而内采法 是将取样滤筒伸入烟道内部采样。针对分析方法的选择， 我们通过实际使用和试验比对发现，外采样法虽然较为 简单，对其材质要求不高，但是，由于采样滤筒置于烟 道外部，烟道气通过采样头导管导入滤筒中，这过程中 容易造成部分粉尘沉积于导管之内，造成分析结果偏小； 而内采样虽然采样过程较复杂，对其材质要求高，但却 可以获得较高的分析精度，基于以上分析，我们进行了 如下工作： 选取的内采样法作为我们的新的分析方法，以保证获得 更高的准确率； 淘汰原有的外采样取样杆，采样结构更合理的内采样杆； 改善采样滤筒材质，使得其适应烟道内高温高压的环境；
试验比对 现场调查 现场调查
非要因 要因 要因
8
采样器材质不符合 规定 电源影响
现场调查
存在为要 因 存在为要 因 存在为要 因 存在为要 因 存在为要 因 存在为要 因
王建涛 白永乐 白永乐 马素娥 王林 韩世富 王建涛 韩世富 白永乐 王建涛 韩世富 白永乐 王建涛
非要因
9
现场调查
非要因
10
采样过滤桶失效
王建涛 马素娥 管同烨 樊强
2006年12月 至 2007年2月
6
采样点选择 不合适
李瑞华 王建涛 王林 韩世富 王建涛 王林
2006年11月
7
采样时间过 短或过 长
2006年11月




2、实施 (1) 人员对方法和操作不熟悉的具体实施措施： 组织相关分析人员学习采样原理和相关分析方法， 要求每一位分析人员对分析方法和原理有较深的认 知，并安排理论考试，成绩合格后，允许上岗操作； 程序化采样步骤，并组织现场培训，让分析人员能 熟练掌握每个分析步骤，以及简单的故障分析与排 除； 先后派2名技术人员和3名分析人员到厂家学习，掌 握分析过程中的难点重点，加强对采样分析和仪器 等的认识和掌握。
3、质监科烟尘浓度分析现状调查 质监科烟尘分析采用的方法为压力平衡法， 使用的分析仪器为洛阳设计院的GDP-95III 系列动压平衡采样器（见图1），采样准确 率和精度较在线仪表高，但在实际使用中， 由于方法、仪器、人员、采样过程等因素 的影响，使得其分析准确率还有较大提升 空间。所以，要提高烟尘分析准确率，就 必须减小相关因素的影响，降低检测过程 的系统误差和偶然误差。
获奖情况

三、选题理由 1、烟气轮机（简称烟机）是石油化工行业常见的关键设备 之一，它利用催化裂化装置生产过程中产生的高温再生烟气 余热驱动离心式或轴流式空气压缩机作功或给发电机提供动 能。烟机机组的运行情况直接关系到装置的运行周期和能耗 水平，对保证装置正常平稳运行和节能降耗具有重要意义。 但是同时，烟气轮机也是炼化行业关键设备中故障率最高的。 平均无故障运行时间不超过280天，有的厂烟机一年停机修 理2-3次是很普遍的现象。这与装置长周期运行的要求相差 很远，频繁停机导致装置能耗上升，处理量下降，严重的使 装置切断进料甚至非计划停工的现象时有发生，严重影响了 企业经济效益。 导致烟机故障率居高不下的主要因素是高温和粉尘。 烟机机组的机械功能故障，大多与这两者有关。烟机常见的 故障，例如磨损、叶片断裂、粉尘堆积、动静摩擦、动平衡 破坏、同心度偏移、油膜失稳、壳体变形及管线应力影响都 是直接或间接与这两者密不可分。而烟机粉尘的浓度和粒度 又是其中的最直接和关键因素。烟机粉尘的浓度和粒度的增 大,会造成烟机的震动和运行不平稳，影响烟机的正常运行。



四、现状调查： 1、烟机装置粉尘浓度分析情况现状 在本次活动中，我们发现目前较为认可的方法主要有在线 仪表分析和离线分析两种，两种方法对比，各有优缺点， 主要表现在： 在线分析仪表能实时为装置操作人员提供烟机装置进口的 粉尘浓度、粒度等信息，分析快捷，及时，然而，在线激 光测定粉尘设备由于长时间运行后，催化剂粉尘会黏附在 透镜表面，对检测结果准确性影响很大，另外电子元件长 时间运行的温漂及时漂也同样影响检测结果。 离线分析的分析结果相对较为准确，精度较高，能真实反 映烟道压力、流速的实际环境，而且采样仪器便于清洁， 维护和管理，避免了仪器电子元件老化、以及温漂、时漂 等影响。离线分析的缺点是不能实时反映烟尘浓度值及其 变化趋势。另外，离线分析对各分析环节、仪器和人员要 求较高，过程复杂，繁琐，也影响其在生产中的应用；
影 响 分 析 准 确 率 的 原 因 分 析
采样过程
仪器
环境
2、小组成员对因果图进行了仔细的分析和讨论，认为影 响分析准确率的原因有：
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 原因 人员对方法和操作不熟练 工作考核不细 对仪器管理不善 方法标准选取不合适 烟道环境温湿度影响 取样口杂质污染及其他污染 气路故障 采样器材质
提高烟尘分析准确率 保障烟气轮机平稳运行
小组名称：质监科技术组 QC活动小组
一、小组概况
小组名称 课题名称 课题类型 小组人数 技术组QC活动小组 提高烟尘分析准确率 保障烟机平稳运行 质量改进型 12 注册编号 成立时间 活动时间 当年活动 情况 020 2006年11 月 2006. 11--2007.11 15次
2、离线采样分析的原理及方法 为了课题目标有一个准确的把握，我们小 组对离线分析关键的采样过程的原理进行 了探讨。 国内使用较为广泛的离线分析采 样的方法主要是基于等速原理，即进入采 样嘴的烟气流速要等于采样点的烟道内烟 气流动速度，这样可以形成一种稳定的压 力平衡，用采样设备进行等速采样，根据 采样时间内过滤筒的催化剂粉尘重量和通 过采样器的烟道气的体积，换算成标准状 态，即可计算出烟气的平均含尘浓度。


2、由于烟尘浓度分析在国内没有统一的分析 方法标准，加之各厂商分析仪器还处于试验定 型阶段，尚不成熟，客观上对烟尘浓度准确分 析带来很大不确定性。 3、从2006年11月-2007年11月，质检科以影 响导致烟机故障率的主要因素粉尘浓度作为着 眼点，成立了以提高烟尘采样分析准确率为课 题的QC攻关小组，为装置操作人员提供准确 可信的烟尘分析数据，以便其采取针对性措施 降低粉尘浓度和粒度，进而达到降低烟机运行 故障率的目的。

另外，离线分析由于采样过程较为繁杂，现 场取样时间长、工作量大，且条件苛刻，环境艰 苦，客观上不适合分析人员频繁采样分析，只能 阶段性的给予生产装置以指导，这也是目前离线 分析仪器在实际应用中的不足之一，可以通过改 进现有采样仪器，改善采样环境，简化采样步骤， 提高采样效率，以缩短采样周期。同时，结合已 有的在线粉尘检测系统，通过烟尘分析数据，定 期对在线仪表比对校验，才能达到指导装置操作 的作用。
9
10 11 12 13 14
电源影响
采样过滤桶失效 采样时间过短或过长 采样流速控制不佳 采样效率低 采样点选取不合适

序号 1
3、原因的验证，确定主要原因 根据以上原因的分析，我们进行了分组验证。
原因 人员对方法和操作不熟悉 验证方式 现场调查 判断标准 存在现象 为要 因 负责人 李瑞华 张东瑜 王林 结论 要因
韩世富 马素娥
2006年11月
5
气路故障
（1）定期检查气路是否有 排除气路故障 堵漏气；（2）密封垫 对分析结 材料改进；（3）耐压 果的影响 耐腐蚀管线应用；（4） 高效快速连接接头的使 用
应用科学理论和试验操作， 确定最具代表 性采样点 选择最具代表性采样点 采样 利用多次反复试验，通过 计算分析，确定最佳采 样时间 最佳采样时间 确定
我厂目前联合一车间有一套烟尘在线分析仪表， 是2002年投入使用的，质检科使用的离线采样分析 仪器是来自洛阳石化工程研究院生产的GDP系列采 样分析仪器，由于在线仪表由其设计原因造成的准 确率不高的缺陷，使得在实际使用过程中往往不能 为烟机操作人员提供真实可靠的分析数据，更多的 情况是作为一种参考数据来使用；而离线分析虽然 过程复杂、分析要求高，但由于分析准确率和精度 较高，而且较少受烟机内部温度、湿度、压力等影 响，因此在烟尘浓度分析中被广泛采用和认可；


六、原因分析 1、首先小组成员对容易影响分析准确率的原因进行深入调查研究，展 开讨论，并应用因果图进行了原因分析。
方法标准
方 法 选 择 不 合 适 工作考核不细
人员
试验方法不熟悉
操作技能
管 理
对仪器管理
操作不熟练
采样时间 电源 采样点位置 采样效率 流速控制 过滤筒 杂质污染 气路 采样器材质 湿度 温度
2
3 4
采样流速控制不佳
对仪器管理不善 方法标准选取不合适
现场调查
制度考核 实验对比
存在为要 因
存在为要 因 有无为要 因 存在为要 因 存在为要 因 存在为要 因
白永乐 韩世富
白永乐 王海军 李瑞华 焦文化 韩世富 王林 韩世富 王海军 王建涛 王建涛 白永乐
要因
非要因 要因
5 6 7
烟道环境温湿度影响 取样口杂质污染及其他污 染 气路故障
试验比对
非要因
11
采样时间过短或过 长 采样效率
试验因
13
采样点选取不合适
实验比对
要因

七、对策和实施 1、针对以上7条主要原因我们制定了相应对策：
序 号 1 原因 人员对方法 和操作 不熟悉 采样流速控 制不佳 对策 组织学习分析原理及操作方 法； 组织人员到生产厂家学习； （1）升级仪器仪表，直观的 将相关流速参数实时显 示，以便调节控制。 （2）采样尽量选在装置操作 工况变化不大时进行。 目标 负责人 完成时间 2007年2 月至 3月 2007年1 月


烟气含尘浓度计算



W=W2-W1 V n= V - V w Cn — 工业标准状况下干烟气含尘浓度 mg/m3 Vn — 采出干气体在工业标准状况下总体积 m3 Vw — 含水量体积 由含湿量测量方法测出 m3 W— 所采集尘粒总质量 mg W2 — 滤筒终重 mg W1 — 滤筒初重 mg V — 气体总体积 (计算机指示标准状况下） m3 可根据需要分别求出采样气体的工况干基、工况湿基 条件下的烟气含尘浓度。
王林 熟练操作，减 少和消除操 白永乐 作失误 白永乐 保证符合等速 采样原理的 王建涛 要求以及在 较为稳定的 烟道流速下 获得更为准 确的分析结 果 提高分析精度 贾高印 李瑞华 焦文化
2
3
方法标准选 取不合 适
由原有的外采样改为内采样
2006年11 月
4
取样口杂质 污染及 其他污 染
（1）清理采样口残渣（2） 去除杂质污染 吹扫采样杆内部残留杂 对分析结 质（3）避免外界杂质 果的影响 进入采样滤筒



等速采样的方法主要有两种： 预测流速法： 预测流速法是预先测出烟道内采样点的流速和烟气状 态参数，然后根据选用采样器的直径算出等速采样的 流量，按此流量控制采样速度； 压力平衡法： 压力平衡法是利用特殊结构的采样器在采样时跟踪烟 气压力变化随时调节采样流量，以保证采样始终在等 速条件下进行； 比较以上两种方法由于预测流速法操作过程多，计算 繁琐，加之此法测速和采样在时间上不同步，当工况 波动大时，操作精度相应降低。而压力平衡法测速与 采样同步进行，免去的现场计算的繁琐，使采样能始 终跟踪操作工况，测试精度也相对较高。




（2）采样流速控制不佳的具体实施措施： 采样流速控制在烟机粉尘浓度测定中起着至关重要 的作用，在采样过程中必须保持等速采样,即进入采 样嘴的烟气速度要等于采样点的烟气流动速度。如果 采样流速小于烟道流速时，由于催化剂颗粒的惯性， 使得采集的样品重量、粒度会大于实际，反之则小于 实际；根据以上原因我们制定了以下具体实施措施： 升级了仪表控制箱，由原来的U型管流速测定，升级 为电子传感器测速，并且通过数控模板转换为实时数 字在仪表箱的液晶屏显示出来，这样操作人员可以根 据烟道流速变化情况，随时调节采样流速，使之与烟 道流速相同，保证等速采样的实现； 尽量选择再装置操作工况波动不大的情况下采样，这 样可获得较为稳定的烟道流速，使得流速控制更加稳 定有效。