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[摘 要]结合连续重整装置工程设计实际，介绍了热导氢分析仪的工作原理以及适用于连续重整装置的结构形式，分析了在连续重整装置运行时热导氢分析仪预处理系统出现的问题并给出了解决方法，依据上述方法改造从而消除了分析数据存在误差、滞后、不能实时监测的不良影响，保证了产品的质量。
[关键词]热导氢分析仪 分析误差 预处理系统 应用改进
中图分类号：P983 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）13-0032-01
1.ABB热导氢分析仪的工作原理
重整循环氢采用ABB AO2040系列分析仪，是根据气体的导热率，而确定其成分，即通过混合气体的导热率的测量来决定混合气体中氢气的含量，而在混合气体中氢气热导率最高，因此当混合气体中背景气体（如N2等）或其它成分基本保持恒定时，混合气体的热导率基本取决于氢气的多少，这样根据混合气体导热率的不同，就可测出所含氢气多少。
2.ABB热导氢分析仪系统组成
2.1 公用工程条件
电源：220V AC 50Hz，用于分析仪表，由不间断电源供电；总耗电量：500VA氮气 正常压力：≥0.3 MPa（G）
低压饱和蒸气 操作压力：≥0.3Mpa（G），用于仪表柜及引样管线伴热；总耗汽量：<50L/min
2.2 工艺参数（见表1）
2.3 系统组成
该系统主要包括了ABB AO2040在线氢分析仪（1台）、采样探头（2个）、样品预处理箱（1个）、采样管线、仪表箱柜（1座）及相应8L标准气（2瓶）。
3.热导氢分析数据存在误差的分析及改进方法
在连续重整装置开工运行的初期，该分析仪出现了分析数据偏低的现象，分析原因是其工艺气中的背景组分热导率与标气背景气中热导率不同而引起的。表2是该分析仪出现分析误差时的一次工艺气组成数据。
根据热导分析仪的工作原理，可以得知当样品气组份比较复杂时，如果对待测气体与背景气体的热导率相差较大，且背景组份热导率接近或组成比例相对稳定，就可以适用。
此次分析中背景组份相对热导率可用下式计算：
λ=（1.29×1.23+1.77×0.75+2.22×0.61+2.02×0.55+3.04×0.54）/（1.29+1.77+2.22+2.02+3.04）=0.679
如果用氮（相对热导率为0.996）作为背景气的含50%氢的零点气，造成的偏差可用下式计算：
￡=50×（0.996-0.679）/7.09×100-（7.09+0.679）×50=4.9%
通过计算可以得知会造成零点偏低4.9%，此时可以把50%的零点校高为54.9%，或者直接用背景气与工艺气相同的标气进行标定，从而就能消除因为背景气不同而造成的仪表示值误差。
4.样品预处理系统存在的问题及解决方案
样品预处理系统是将样品气从指定的工艺管线采样点取出，经过前级减压、过滤、除水后，输送到现场分析仪预处理箱，进行旁通放空、过滤、脱水等处理，经过处理的样品气压力、流量稳定、无粉尘、不含水、能达到在线分析仪的正常使用要求。
4.1 取样探头存在问题及解决方法
存在问题：原取样探头安装方式是直接在工艺管道上焊接一根DN20管，此种安装方式存在很多弊端，造成了分析数据严重滞后且经常波动。因工艺管道上少量的催化剂粉尘及油气会从原取样点伴随着样品气流动到样品预处理，从而进入分析仪，严重时会造成采样管堵塞及分析仪的损坏。
解决方法：现用2根0.5米的？6不锈钢管改成在线抽插式取样探针，一备一用，将原根部阀（球阀）改为法兰阀，探针出口用1/4”二通球阀进行工艺切换及保护。
此外，还应考虑取样探针组件的插入长度。此取样点在水平工艺管线上且取样为气体，为保证提取试样具有代表性，我们将其插入管道直径的1/3深度。
4.2 引样管线存在问题及解决方法
存在问题：原引样管较粗（1/2”tube管），减压阀设在预处理箱内，距取样点较远（约10米），这一段管内压力较大，为1.2MPa，而减压阀出口流量较小，样品在管内流速很慢，导致样品滞后时间长，且引样管线易积液，易堵，易脏，易引起样品含量不稳定。
解决方法：现可使用 1/4”tube 管做引样管，增加快速回路系统，并使用低压蒸汽进行伴热。
通过此改造可以降低样品的滞后时间，因为减少引样管的尺寸可以降低样品的压力从而减少部件局部压力，有利于减少气体冷凝的可能性，组合的管壁效应因表面接触样品量减少而得到减少，样品速度因大气流速降低而增加，过滤器负载也会减少，而且再增加一条快速回路，可以使样气循环加快，进而减少滞后和响应时间。
在选取引样管时，我们可以对其容量进行估算。例如：我们这次选取的样品管线1/4"SS316不锈钢管，4.6mm直径，10m。其静态容量为0.0175L/m，在减压情况下
实际气体容量=0.0175L/m×2×10m=0.35L
另外引样管因膨胀而冷却、减压，将会使样品温度降低导致冷凝，所以要对根部到预处理箱间的引样管线上进行伴热和保温处理。
5.小结
我们通过对热导氢分析仪进行误差校准及预处理系统的改造，在此次检修结束后的重整装置再次开车中，氢分仪稍作调试就投入了使用，到目前为止运行相当平稳，且分析数据不再出现滞后和较大波动，保证了分析数据的可靠性，不仅在提高产品质量、降低工艺物耗和安全生产上起到了重要作用，而且还大大降低了分析仪的故障率，简化了相应的维护工作。由此表明通过对其采样预处理系统的改造是可行的。
参考文献
[1]刘立行主编.仪器分析[M].北京：烃加工出版社，1990.
[2]杨旭辉主编.ABB分析仪管理系统故障查询.兰州：化工自动化仪表，2000.
[3]《石油化工仪表自动化培训教材》编写组主编.在线分析仪表.北京：中国石化出版社，2009.
[关键词]热导氢分析仪 分析误差 预处理系统 应用改进
中图分类号：P983 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）13-0032-01
1.ABB热导氢分析仪的工作原理
重整循环氢采用ABB AO2040系列分析仪，是根据气体的导热率，而确定其成分，即通过混合气体的导热率的测量来决定混合气体中氢气的含量，而在混合气体中氢气热导率最高，因此当混合气体中背景气体（如N2等）或其它成分基本保持恒定时，混合气体的热导率基本取决于氢气的多少，这样根据混合气体导热率的不同，就可测出所含氢气多少。
2.ABB热导氢分析仪系统组成
2.1 公用工程条件
电源：220V AC 50Hz，用于分析仪表，由不间断电源供电；总耗电量：500VA氮气 正常压力：≥0.3 MPa（G）
低压饱和蒸气 操作压力：≥0.3Mpa（G），用于仪表柜及引样管线伴热；总耗汽量：<50L/min
2.2 工艺参数（见表1）
2.3 系统组成
该系统主要包括了ABB AO2040在线氢分析仪（1台）、采样探头（2个）、样品预处理箱（1个）、采样管线、仪表箱柜（1座）及相应8L标准气（2瓶）。
3.热导氢分析数据存在误差的分析及改进方法
在连续重整装置开工运行的初期，该分析仪出现了分析数据偏低的现象，分析原因是其工艺气中的背景组分热导率与标气背景气中热导率不同而引起的。表2是该分析仪出现分析误差时的一次工艺气组成数据。
根据热导分析仪的工作原理，可以得知当样品气组份比较复杂时，如果对待测气体与背景气体的热导率相差较大，且背景组份热导率接近或组成比例相对稳定，就可以适用。
此次分析中背景组份相对热导率可用下式计算：
λ=（1.29×1.23+1.77×0.75+2.22×0.61+2.02×0.55+3.04×0.54）/（1.29+1.77+2.22+2.02+3.04）=0.679
如果用氮（相对热导率为0.996）作为背景气的含50%氢的零点气，造成的偏差可用下式计算：
￡=50×（0.996-0.679）/7.09×100-（7.09+0.679）×50=4.9%
通过计算可以得知会造成零点偏低4.9%，此时可以把50%的零点校高为54.9%，或者直接用背景气与工艺气相同的标气进行标定，从而就能消除因为背景气不同而造成的仪表示值误差。
4.样品预处理系统存在的问题及解决方案
样品预处理系统是将样品气从指定的工艺管线采样点取出，经过前级减压、过滤、除水后，输送到现场分析仪预处理箱，进行旁通放空、过滤、脱水等处理，经过处理的样品气压力、流量稳定、无粉尘、不含水、能达到在线分析仪的正常使用要求。
4.1 取样探头存在问题及解决方法
存在问题：原取样探头安装方式是直接在工艺管道上焊接一根DN20管，此种安装方式存在很多弊端，造成了分析数据严重滞后且经常波动。因工艺管道上少量的催化剂粉尘及油气会从原取样点伴随着样品气流动到样品预处理，从而进入分析仪，严重时会造成采样管堵塞及分析仪的损坏。
解决方法：现用2根0.5米的？6不锈钢管改成在线抽插式取样探针，一备一用，将原根部阀（球阀）改为法兰阀，探针出口用1/4”二通球阀进行工艺切换及保护。
此外，还应考虑取样探针组件的插入长度。此取样点在水平工艺管线上且取样为气体，为保证提取试样具有代表性，我们将其插入管道直径的1/3深度。
4.2 引样管线存在问题及解决方法
存在问题：原引样管较粗（1/2”tube管），减压阀设在预处理箱内，距取样点较远（约10米），这一段管内压力较大，为1.2MPa，而减压阀出口流量较小，样品在管内流速很慢，导致样品滞后时间长，且引样管线易积液，易堵，易脏，易引起样品含量不稳定。
解决方法：现可使用 1/4”tube 管做引样管，增加快速回路系统，并使用低压蒸汽进行伴热。
通过此改造可以降低样品的滞后时间，因为减少引样管的尺寸可以降低样品的压力从而减少部件局部压力，有利于减少气体冷凝的可能性，组合的管壁效应因表面接触样品量减少而得到减少，样品速度因大气流速降低而增加，过滤器负载也会减少，而且再增加一条快速回路，可以使样气循环加快，进而减少滞后和响应时间。
在选取引样管时，我们可以对其容量进行估算。例如：我们这次选取的样品管线1/4"SS316不锈钢管，4.6mm直径，10m。其静态容量为0.0175L/m，在减压情况下
实际气体容量=0.0175L/m×2×10m=0.35L
另外引样管因膨胀而冷却、减压，将会使样品温度降低导致冷凝，所以要对根部到预处理箱间的引样管线上进行伴热和保温处理。
5.小结
我们通过对热导氢分析仪进行误差校准及预处理系统的改造，在此次检修结束后的重整装置再次开车中，氢分仪稍作调试就投入了使用，到目前为止运行相当平稳，且分析数据不再出现滞后和较大波动，保证了分析数据的可靠性，不仅在提高产品质量、降低工艺物耗和安全生产上起到了重要作用，而且还大大降低了分析仪的故障率，简化了相应的维护工作。由此表明通过对其采样预处理系统的改造是可行的。
参考文献
[1]刘立行主编.仪器分析[M].北京：烃加工出版社，1990.
[2]杨旭辉主编.ABB分析仪管理系统故障查询.兰州：化工自动化仪表，2000.
[3]《石油化工仪表自动化培训教材》编写组主编.在线分析仪表.北京：中国石化出版社，2009.