在线气相色谱分析仪的原理和应用介绍(LNG)PPT课件.ppt

1 在线气相色谱分析仪的原理和应用介绍 2 在线气相色谱分析仪 DANIEL在线色谱分析仪介绍GC在天然气贸易计量中的作用GC系统组成GC工作原理GC运行的基本软件 MON2000GC的操作与维护 3 20多年的经验丹尼尔在1980年开始生产在线色谱分析仪分析仪的阀门是基于NASA技术设计完成的在线天然气气相色谱的世界领导者超过9 000套在线色谱安装在世界各地两个生产厂Houston TX CSA ULProducts Stirling UK CENELEC ATEX 世界范围的服务和支持 丹尼尔气相色谱分析仪 4 在任意温度下 0 5BTU 0 05 的重复性 在相对稳定的温度下 重复性可达 0 25BTU 0 025 防爆标准高 CSA和CENELEC Zone1 forClass1Div1 GroupsB C D 达到NEC CEC IEC电气标准 以氦气或氮气为载气 无需仪表风和吹扫 热导率式探头 TCD 灵敏度高 16bitA D转换 每台色谱分析仪在出厂前都需经过0 130 F 18to 55 C 的环境检测室检测 单台色谱分析仪支持多路气分析 最多可分析12路 分析时间短 每路样气分析时间不超过4分钟安装成本低 无需分析小屋和空调系统运行成本低 无需仪表风维护保养成本低 多通阀寿命居同类产品之冠 达五百万次 72小时模拟环境测试有效减少部件故障 保证开箱即用 丹尼尔在线色谱分析仪特点 5 所有DANIEL色谱分析仪在出厂前都须通过模拟工作环境的72小时连续工作测试任何未通过环境测试的产品和部件都会被立即更换因此 DANIEL保证每台色谱分析仪 开箱即可以使用 模拟的环境测试是充分考虑了色谱分析仪将要工作的实际工作环境 模拟环境检测设备 6 体积流量计量AGA8 用于计算超压缩系数 用于计算修正的体积Gross1 SG BTU CO2 FromGC Gross2 SG N2 CO2 FromGC Detail能量流量计量根据AGA5 ISO6976公司在贸易交接中使用能量而非体积能量 标准体积 FromFC X热值 FromGC 气体组份分析 决定气体对管路的腐蚀 凝析液的影响 CO2对燃气轮机控制的影响s痕迹硫 总硫量二氧化碳氧气烃露点 气相色谱分析仪在天然气计量中的作用 7 组分测量范围 1 C6 己烷及以上重组分和 0 0 7 2 C3炳烷 0 5 3 IC4异丁烷 0 1 4 NC4正丁烷 0 1 5 NEOC5辛戊烷 0 1 6 IC5异戊烷 0 1 7 NC5正戊烷 0 1 8 N2氮气 0 15 9 C1甲烷 0 100 10 CO2二氧化碳 0 10 11 C2乙烷 0 15 GC 用于确定规一化的气体摩尔百分比BTU基于单个组分热值来计算的气体热值 单个组分的热值及其物理特性可以从GPA2145 ISO6976规程中获得 C6 色谱图 组份分析和热值的计算 85 83 C1X1012 1BTU ft3 868 7BTU ft34 99 C2X1773 88 52 51 C3X2523 3 63 3 5 iC4X3260 7 16 3 5 nC4X3269 8 16 3 25 iC5X4009 7 10 2 25 nC5X4018 9 10 1 25 C6 X5323 6 13 3 8 9 RS485 RS232 压力和温度 标准体积能量流量体积和能量累计 连接到SCADA系统 包括报警和诊断 10 取样探头及样气处理系统 载气系统 标气系统 控制器 分析仪主体 色谱分析仪的系统组成 11 恒温热导池 取样气管路 色谱柱 6通阀 12 取样器及多路取样系统简图 DANIEL色谱分析仪的取样器不受天然气中冷却的凝析液的影响平衡每路样气的压力减少规一化的影响 多路气同时分析时 确保各样气的分析结果独立不互相干扰 13 分析仪组成 取样系统 取样调节系统任务摘出压力调节传输样气组分的保护 流量控制多路气和标气开关移走不需要的液体和固体 样气源的问题夹带液冷凝液取样器的材质结构污染取样器的不正确安装环境温度 14 分析仪组成 载气 用于使各气体组分以定常的流量流过色谱柱 驱动分析仪阀门完成开关指令 15 分析仪关键元件 六通阀 精致的6通阀设计独特的设计源于NASA的产品要求无需垫圈 密封和润滑 决无杂质污染采样气不与阀的任何移动部件接触 延长阀的寿命每个阀门的寿命大于5百万次终生保用 16 基座 下部执行机构隔膜 长活塞基座 长活塞 上部执行机构隔膜 短活塞 上部活塞基座 垫片 密封隔膜 定位销和密封盘 螺杆和垫片 六通阀全貌 17 043 ID 与同行相比 DANIEL的色谱柱为1 16英寸 使天然气分析时间更快 载气消耗量更小 10 15cc min 有效的分离天然气的各个组分 使分析结果更加精确寿命长 可靠性高设计时综合考虑了多通阀和色谱探头的需要 整体一致性高色谱柱死区小 无需吹扫 分析仪组成 紧凑型色谱柱 Micro packedColumns 18 恒温热导池内安装色谱柱和TCD探头 防爆等级ClassIDivIGroupsB C D 最简化的外部配置 无需仪表风 无需吹扫 无论环境温度的变化 热导池内的温度偏差不超过 0 1摄氏度 18to55摄氏度 紧凑精密的内部结构保证了在野外环境中的长期 可靠的运行 分析仪组成 恒温热导池 19 在由多通阀和色谱柱将天然气中的各个组分有效分离开后 运用 TCD 探头分析各个组分的含量 精度和灵敏度高 新的设计使DANIEL色谱仪在分析某些特殊气体组分时无需使用其他探头 例如 FID探头 非常耐用和坚固的设计 在载气中断和波动的情况下仍然正常工作 探头为隔离式 与外界和色谱柱没有热交换 不受外界影响 微型热导率式探头 TCD 20 防爆型NEC CECClass1Div 1IECStandards EExdIICT4SUITABLEFORZONE1 色谱分析仪的2350A型控制器 2350处理接收的信号 并把各个量以特定的保留时间的峰值代表 通过对每个峰值下的面积进行积分来记录各气体组分的相应峰高和面积 确定和量化全部气体组分后 需要对数据进行各种计算 产生各组分的理论热值 天然气样品的CV值由各组成组分的热值的和决定 C6 Animation 色谱分析仪原理预览 标准C6 BTU CV分析仪 C1toC6 CO2 N2 21 22 Sample Loop 色谱分析仪工作原理 样气的进入 样气 Column1 Column2 DualColumnValve Detector BackFlush Valve Column3 分析炉 Vent 23 色谱分析仪工作原理 组分的分离 24 Step3 10 42秒 Column1 Column2 DualColumnValve BackFlush Valve Column3 CCOCN 2212 C C C 54 3 C C C 678 色谱分析仪工作原理 较短的分析时间 25 色谱分析仪工作原理 信号检测 26 Showsretentiontimesandrawareaundereachpeakaswellasvalveactuationandintegrationmarkers 色谱分析仪工作原理 数据获得 27 色谱分析仪工作原理 结果的计算 响应系数 RF 面积 compx 摩尔数 Compx Mole Area compx RF Compx 例如 Mole 炳烷 峰面积 炳烷 RF Propane 2 29613e 006 1 50539e 6 1 003Mole 28 GC运行的基本软件 MON2000 2350A控制器主要从前面板操作 也可以使用运行MON的一台个人计算机作为人机接口 MON可提供完整的组态和诊断工具 可以启动或控制下列各个气相色谱仪控制功能 阀门启动通道 组分分配定时调整诊断通道顺序报警与事件处理加热器控制事件变更顺序校准组分表的调整基本运行计算的调整值分析报警参数调整停止运转模拟标度调整通道 检测器分配可以产生下列报表和日志 组态报表事件日志参数表分析原始记录分析色谱色谱比较报警日志 29 GC运行的基本软件 MON2000 视窗基于下拉菜单式操作并在相应的表格中填写相关的功能进入和修改相应的操作进入和显示色谱图全注释色谱图及方便地将多个镨线放到一起进行比较恢复历史记录报告的显示表格的显示 30 MON2000 色谱图 色谱图的全特性显示 快速增加色谱图 测量组分的自动列表 仅用一个鼠标拖动即可连接任何一个色谱 事件和时间的应用总结 简单的下拉菜单 选定色谱图的进入 所有的原始数据保存在 cgm文件中 谱线图的编辑 31 典型原始数据记录报告 响应系数 RF Area compx CalConc Compx Mole Area compx RF Compx 32 典型分析记录报告 33 典型标定数据报告 34 色谱图的比较 Overlaymultiplechromatogramsandzoomintospecificsectionofthegramfordetailedcomparisonsofanalyzerperformance 35 色谱分析仪的操作维护 运行参数和状态指示分析仪的标定日常维护要求故障诊断及处理方法 36 运行参数和状态指示 在Daniel2350控制器右后侧观测控制器内有1个闪烁的红灯 正常3次 秒 在Danalyzer色谱分析仪温度控制板上侧有2个闪烁的灯 正常3次 秒 绿色的指示灯指示色谱室温度加热状态 黄色的指示灯指示检测器温度加热状态 载气钢瓶减压阀出口压力值为 150psig在Danalyzer色谱分析仪载气调压出口压力值为 85psig标气钢瓶减压阀出口压力值为 15 20psig样气减压阀出口压力值为 15 50psig样气流量计设定值为 20cc min恒温炉温度为 80 2 检测器电桥平衡电位为 0 0 5mv 37 分析仪的标定 作为指导原则 应在最初运行的6个月内每两个月对色谱仪进行一次校准 以后每隔三个月或按相关机构的要求进行验证 气相色谱仪控制器能够以24小时的时间间隔对气相色谱仪进行自动校准 单循环校准和3循环样品分析都使用校准用气来确定各组分的响应因子 RF 重现性 人工取样并实验室分析对照 在线色谱和实验室分析结果高热值之差不能超过 0 5 38 日常维护要求 每天必须对现场设备巡检一次 并做下纪录 对做好的纪录要统一注明编号 日期及纪录人 归档在册 纪录的内容包括设备的运行 故障及其排除情况 组态报告 标定结果 打印的色谱图以及报告等也将作为附件一并归档 所有的纪录将每一个月整理一次 以便及早发现并解决问题 应注意保持纪录资料的完整性 在排除故障后 应及时返还纪录的归档资料 检查打印机的送纸情况 检查载气和标气的情况 每月填写一次色谱维护清 39 故障诊断及处理方法 若两个波谱数据偏差较大 可能是如下原因组态不正确 阀门密封膜片受到外来物质的污染 流量的不正确调节载气泄漏或载气不纯色谱柱被样气携带液污染峰值识别不正确电桥电位偏离 40 故障诊断及处理方法 泄漏检查插上全部分析仪孔 确定载气出口压力设定在115psig 用肥皂水检查前面板上所有重新连接的配件和与载气瓶相连接的所有连接点 通过观察气泡所发现表面泄露 沿顺时针方向转动氦气瓶体阀门 关闭载气瓶 等待10分钟检查载气双段调节阀高压端的压力降 压力降应低于200psig 如果载气高端压力保持不变 则无泄露 手动触发VALVEON OFF开关 观察双段调节阀入口及出口的压力变化 当阀门打开后 由于载气瓶出口压力有些变化是正常的 如果需要 快速打载气瓶阀门重新获得压力 如果压力 通过检查双段阀上的压力表可以得到压力指示 不稳定 检查所有与阀门相连接的配件是否牢固 如仍有泄露 用氦泄露测试仪检查阀门口 不要在阀门或分析仪箱组件处使用液体泄露测试仪 如窥探侧仪 41 故障诊断及处理方法 流量平衡检查检查测量和采样的排气管对流量的测量需较精密的流量计 将流量计连接到分析仪左边标有 MV 字样的测量排气管处 测量值为12 18cc min 一般不作任何的调整 若读数不正常 应寻求厂家的本地帮助 42 故障诊断及处理方法 温度测量为了测量检测器和加热块的温度 需要使用Fluke51K J型温度计 或者相当的产品 找到两个J型热偶 它们位于机箱盒的左边 并标注有 1 检测器 和 2 加热块 柱状加热器的温度应该为80 3 检测器加热器的读数应该比柱状加热器的温度低5 且其波动的范围更广 如果判断温度控制板已经出现故障 则需要将其送还客户服务中心进行更换 在未征求Daniel工业公司客户服务中心以前不要对这些温度进行调整 温度控制板不可以在现