大型空分设备在线分析仪的选配及维护.doc

大型空分设备在线分析仪的选配及维护时间：2009-6-23 22:22:19 点击：534核心提示：摘要: 结合沙钢制氧厂6 套21000m3 / h 空分设备分析仪的选配实践, 介绍了大型空分设备配 套在线分析仪的选用原则, 分析了各在线分析仪的优缺点以及在线分析仪的日常维护、注意事 项。 关键词: 大型空分设备; 在线分析仪; 选配; 维护 中图分类号: TQ116102 文献标识码: .摘要: 结合沙钢制氧厂6 套21000m3 / h 空分设备分析仪的选配实践, 介绍了大型空分设备配 套在线分析仪的选用原则, 分析了各在线分析仪的优缺点以及在线分析仪的日常维护、注意事 项。 关键词: 大型空分设备; 在线分析仪; 选配; 维护 中图分类号: TQ116102 文献标识码: B Selection and maintenance of online analyzing instruments for large scale air separation units Wu Jian2ping1 , Zheng Jun2 ( 1. Oxygen Producing Project Office , Jiangsu Shagang Group Co1 , Ltd1 , JinfengTown , Zhangjiagang 215625 , Jiangsu , P1R1China ; 2. Jiangyin Huaxi Gas Co1 , Ltd1 , Huaxicun , Jiangyin 214420 , Jiangsu , P1R1China) Abstract : Selecting principles of online analyzing instruments for large scale air separation units are introduced according to the experience of selecting analyzing instruments for six sets of 21000m3Ph air separation unit at oxygen producing factory of Shagang. Discussion about the advantage and disadvantage of online analyzing instruments is followed by daily maintenance and noticeable points. Keywords : Large scale air separation unit ; Online analyzing instrument ; Selection ; Maintenance 江苏沙钢集团公司制氧厂(简称沙钢制氧厂)近几年先后建了6 套21000m3 / h 空分设备, 这6 套空分设备均由杭州杭氧股份有限公司成套提供, 采用分子筛吸附净化、规整填料上塔及全精馏无氢制氩工艺流程。目前6 套空分设备均已正常投入生产, 产品的质量均达到国家标准, 能耗、产量均达到原设计要求, 其在线分析仪系统由沙钢自主选购成套, 并在实际生产中达到了较好的效果。 1 分析仪的选配原则 111 以保安全生产为基础 为使空分设备安全、稳定运行, 除了工艺上的安全设置外, 分析仪器的正确分析指示及其工艺联锁, 也为安全运行提供了必要的保障, 特别是主冷液氧中乙炔等碳氢化合物含量的分析等。因此, 在线分析仪的选配, 首先应以保证和支持空分设备生产工艺安全为原则。 112 以满足质量要求为根本 在线气体分析仪器对空分设备生产过程进行直接的质量控制, 是提高产品产量和质量的重要手段, 特别是对微量组分的分析, 必须准确可靠。因此在选配时, 一定要满足整套空分设备生产工艺的质量要求, 决不能因为节约资金, 而给产品质量的保证带来隐患。 113 以实用经济为标准 在线气体分析仪是一种比较昂贵的仪器, 因此如何配置适当的分析点和如何选择适当型号的分析仪器对保证空分设备的可靠性和降低投资有重要意义, 既要满足安全和质量要求, 又要降低投资。因此, 选择时都应以保证工艺要求和分析稳定为前提, 国产仪表能满足要求的, 就选国产仪表, 否则选进口仪表。 114 要考虑维修人员素质及维修费用 分析仪系统一旦投运, 将和空分主体设备同周期运行, 因此在成套选型时, 还应适当考虑供应商和自己维修人员的业务素质以及仪表维修周期、易损、易耗件(如传感器等) 的更换费用等。 2 6 套21000m3 / h 空分设备分析仪的配置沙钢每套21000m3 / h 空分设备配置在线分析仪12 台, 分别是二氧化碳分析仪、微量水分析仪(2台) 、污氮中氧分析仪、产品氮分析仪、常量氧分析仪、产品氩中氧分析仪、产品氩中氮分析仪、工艺氩中氩分析仪、氩馏分分析仪、工艺氩中氧分析仪及总碳氢分析仪。 211 出分子筛纯化系统空气中微量二氧化碳分析采用ABB 公司的AO2020 (URAS14) 红外气体分析仪, 监测分子筛纯化处理后空气中的二氧化碳含量, 以评估分子筛功效性能。URAS14 基于分子红外吸收光谱和朗伯比耳定理。其主要优点: 操作界面较完善, 精度高, 整机性能稳定性好。缺点:零点漂移大, 编程操作较复杂。典型量程: 05/20 10 - 6 (CO2 ) , 工艺值: (011017) 10- 6 。在仪器没有明显硬件故障的前提下, 对付漂移的有效办法是根据当前状况适当缩短标定周期。 212 微量水分分析 采用成都仪器厂生产的USI21AB 型电解式微量水分析仪, 监测出蒸汽加热器后污氮气露点及出空气冷却器后的空气露点, 防止管道、设备渗漏导致的冰堵。其主要优点: 结构简单, 响应时间短, 传感器可再生, 价格便宜。缺点: 误差为5 % , 传感器老化、灵敏度衰减过快, 传感器再生处理的操作较麻烦, 产品整机性能不稳定, 故障率偏高。典型量程: 010/ 100 10 - 6 。 213 产品氧纯度分析 采用进口仪器SERVOMEX 4100PM 和TELEDYNE 3010MA 磁氧分析仪, 监测产品氧纯度。 这两款分析仪的原理均属于磁力机械式原理, 必须配置压力补偿控制单元。开车投运至今仪器运行正常。其主要优点: 精度高, 整机稳定性好, 不需要参比气, 运行成本低, 性价比高。典型量程: 98 %100 %。 214 常量氧分析 采用川仪九厂生产的CJ2102 型磁力机械式氧分析仪, 监测分析污氮和工艺氩中的氧含量。从空分设备工艺和分析仪的性价比综合考虑, 国产CJ2102 型磁力机械式氧分析仪即可满足要求。其主要指标: 重复性2 %FS , 零点漂移2 %FS/ d , 量程漂移2 %FS/ d。典型量程: 05 %、0100 %。主要优点: 性价比高, 操作简单。缺点: 精度低,产品整机性能不稳定, 只能基本保证正常运行。 215 产品氮、产品氩中微量氧分析 沙钢6 套空分设备主要选用TELEDYNE 3000TA(10 套) 微量氧分析仪(电化学微量氧分析仪) ,监测分析产品氮、产品氩中的微量氧。在1 # 、2 #空分设备中也曾经用过4100(Zr704) 氧化锆微量氧分析仪, 出于以下几点原因, 最终还是选用电化学微量氧分析仪。 (1) 氧化锆传感器在高温条件下(约500 600 ) 才能达到测量所需的灵敏度, 那么同数量级(10 - 6 ) 的碳氢化合物必定和氧发生反应, 无法对微量氧进行精确测量, 而电化学微量氧分析仪没有此问题。从精度考虑, 还是选用电化学微量氧分析仪。 (2) 氧化锆传感器的使用寿命35 年, 电化学微量氧传感器的使用寿命24 年; 而进口氧化锆传感器价格是电化学微量氧传感器价格的34倍。从寿命及价格比考虑, 应优先选用TELEDYNE3000TA 电化学微量氧分析仪。 TELEDYNE 3000TA 微量氧分析仪主要优点: 性价比高, 传感器更换方便, 操作界面完善, 精度 2 %。缺点: 燃料电池的平均使用寿命较短。已投运的3000TA 微量氧分析仪均运行正常, 满足在线使用要求。典型量程: 010 10 - 6 。 216 产品氩中微量氮分析采用加拿大CA 公司的K2001 氩中微量氮分析仪, 监测分析精氩中的微量氮含量。其优点: 精度高, 稳定性好。典型量程: 0 1/ 10/ 100 10 - 6 ,精度: 1 %。由于K2001 仪器要求样品入口压力:271613719kPa (420psi ) , 如果压力长期低于2716kPa (4psi) , 仪器内置的质量流量控制模块就会超负荷运作, 将有损坏的危险。217 氩馏分/ 工艺氩中氩含量分析在1 # 空分设备上采用过AO2020 (Caldos17) ,量程: 90 %100 %。因为严重漂移无法使用, 加上二合一组合型仪器的送修不便, 最终废弃。二期工程改用ELEDYNE 2000A 热导式氩分析仪, 投运至今一切正常, 满足在线使用要求。 2000A 热导式氩分析仪用于监测分析氩馏分和工艺氩中氩含量分析, 典型量程: 015 %Ar 和80 %100 %Ar。主要优点: 精度 1 % , 整机结构简单合理, 操作方便。 218 主冷液氧中碳氢化合物分析沙钢制氧厂有两台TELEDYNE 402REU 用于监测分析主冷液氧中总碳氢含量, 工作原理: FID 检测方式, 检测THC 总量。典型量程: 010/ 100 10 - 6 ( THC) 。其主要优点: 整机结构简单合理,操作方便, 性能稳定, 性价比高。为了获得主冷液氧中碳氢化合物全组分分析,在后续项目中选用了GOW2MAC/ 100FID 在线色谱仪(原厂GM在线软件包) , 工作原理: 气相色谱+ FID 检测方式, 乙炔的最小检测量 30 10 - 9 。 其优点: 能分析碳氢化合物全组分, 重复性好。缺点: 价格高, 操作复杂。仪器投运至今一切正常,满足在线使用要求。 3 空分设备在线分析仪的日常维护空分设备在线分析仪运行质量的好坏直接关系到机组的安全、产量和质量, 那么对在线分析仪系统的维护就显得十分重要。依沙钢管理经验, 主要做好以下几点。(1) 分析仪的每日巡检, 必须关注使用时的浓度显示、压力表、流量计, 各种运行气的耗量和各种报警指示, 随时准备进行在线维护、维修。 (2) 对于各种原理的分析仪要有合适的标定周期, 并按时对分析仪进行标定, 同时保证标定态和在线态的各种操作条件的一致性。 (3) 要保证分析仪的使用环境条件要求, 需配置空调等。 (4) 选用当年的、并获得国家标准物质证书的标准瓶气对仪器进行标定, 10 - 6 级标准瓶气的质保期通常小于两年。 (5) 对于分析仪系统的维护要严格按照原分析系统和仪器的说明书进行操作。 (6) 对于样品预处理系统的维护要根本实际情况, 有针对性地采用下述流程进行维护