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摘 要:依据PGC2000型气相色谱分析仪的工作原理,在高炉煤气分析中发生的故障和解决办法做了介绍。
关键词:色谱;高炉煤气;堵塞;泄露
高炉产生的高炉煤气主要由CO、CO2、H2和N2组成,工艺需要通过高炉煤气成分的变化来判断高炉内的工艺变化。本钢炼铁厂4座高炉均采用了ABB公司研制的PGC系列气相色谱分析仪,本文就日常维护中遇到的问题和解决办法谈几点体会。
一、分析仪的工作原理
气相色谱仪是以气体作流动载气,当样品进入汽化室汽化后,被载气带入色谱柱内,各组份在流动相和固定相之间进行反复多次的分配,经过一定的柱长后,各组份在柱子末端分离开,分离后的组分按保留时间的先后顺序进入检测器,根据组份的物理化学性质将组份按顺序检测出来并自动记录检测信号,产生的信号经放大后,在记录器上描绘出各组分的色谱峰;最终依据试样中各组分保留时间(出峰位置)进行定性分析是何组分和依据响应值(峰高或峰面积)对试样中各组分进行定量分析,整个系统运行框图如(图一)所示。
二、在现场应用中的故障处理
(一)分析仪的故障及处理过程
本钢炼铁厂现有的5#、6#、7#、新1#等四座高炉,均采用PGC2000型色谱分析仪来对高炉煤气进行成分分析,常规故障主要集中在样气预处理环节,即探头和管路的堵塞与泄漏,下面进行分析。
首先是故障的判断:发生故障后要先对发生问题的部位进行分析和判断。我们以通标气和通样气分析仪的反应现象进行判断,①如果分析仪运行异常时,通标气运行正常,则可以判断为分析仪预处理部分和分析仪前端进气的部分有问题。②分析仪异常时如果通标气分析仪仍显示异常,则可以判断为分析仪内故障。但具体问题要根据现场实际现象分析判断。
7#高炉分析仪曾发生在通标气的情况下4组组份,只有氢气正常,而其他三组无显示或显示数值异常。经过对分析仪图谱和其调试资料的研究,确定色谱空气浴炉内(如图二)的3个滑阀,6个色谱柱的作用。滑阀1参与分析氢气,滑阀2参与分析CO、CO2、N2等组分,而图谱中2阀参与的三组无峰,造成数据不真实或无数据。据此我们对2阀及与其相连的管路进行了检查,最后发现有一定量管调节阀堵,使流路不畅,造成分析仪无峰。最后我们更换了定量管的调节阀,并对阀2所控制的流路的流量进行重新调整。用标气投运分析仪,图谱的各组分峰都正常,标定后分析仪运行正常。
6#高炉分析仪近期发生多次故障:第一次是分析结果中氮气含量超高,达到70%~80%,其他组分低,而且这种现象是有规律的出現。最后确认是两组气路切换的电磁阀不严,造成吹扫氮气进入样气管造成,更换电磁阀后故障消除。第二次是分析数据中氢气显示低。通标气查看图谱,氢气的图谱几乎看不出波峰而其他组分正常(如图三),经过检查发现滑阀1底座有漏气,将其拆下清理重新紧固后无漏气现象,氢气图谱显示正常。第三次为氢气正常而其他组分异常。通标气查看仍为此现象,图谱无波峰,检查与其相关的滑阀2,发现滑阀2处在关位不动作,手动控制也打不开,检查气路发现驱动气不正常,判断为控制气路的电磁阀有问题。将电磁阀拆下清理后重新安装,滑阀2手动控制开关正常。投运分析仪,观察图谱,各组分出峰正常(如图四),标定后分析仪正常运行。
(二)日常维护重点和注意事项
分析仪无需大范围复杂的维护,但为使其能长期正常稳定的工作,需要定期检查,大致分为以下几个方面:
(1)检查分析仪外观。
A.有无压力表损坏或指示不正常。B.有无松动的控制扭。C.有无松动的硬件。D.是否有低压力或低流量。E.设备接地情况。
(2)检查分析仪的物理环境,如:腐蚀,灰尘等等。
(3)检查各个流量和压力设置是否与随分析提供的数据包相一致,必要时进行调节。
(4)根据实际应用情况检查样品处理系统(如:压力,流量等)
(5)检查气体钢瓶压力,应在100PSIG以上。
(6)分析仪应当经常保持清洁;灰尘会阻碍仪器表面的散热;潮湿的灰尘会导电。
(7)探头箱内加热器是否正常,探头是否有堵塞或泄露现象。
(8)氮气反吹阀工作是否正常,压力是否正常。
(9)取样管伴热是否正常,是否有堵塞或泄露现象。
(10)冷凝器工作是否正常,一般设定温度为3℃。
(11)过滤器是否正常。
(12)采样气体流量大小。
与堵塞相比可能的泄漏点要相对多些,可能遍布所有样气传输管路的各连接件处,如:探头、阀门、管接头以及过滤器、冷凝器、电磁阀等连接处等等。尤其是在更换和处理探头时,要认真检查探头密封胶圈是否完好,有破损要及时更换。在实际工作中,我们经常用CO报警器和刷皂水的方法检查有无气体泄漏,如果发现漏点及时处理,消除设备和人身安全隐患。
三、结束语
就目前而言,用气相色谱原理来实时分析高炉煤气成分仍不失为一项先进技术,只要维护到位,对分析仪的原理和各部分性能有基本了解,完全可以满足生产要求。
参考文献:
[1]PGC2000型气相色谱分析仪使用维护手册.ABB公司提供.
[2]王永华编著.气相色谱分析应用.科学教育出版社,2006年出版.
作者简介:李凤林,本钢计控厂。
关键词:色谱;高炉煤气;堵塞;泄露
高炉产生的高炉煤气主要由CO、CO2、H2和N2组成,工艺需要通过高炉煤气成分的变化来判断高炉内的工艺变化。本钢炼铁厂4座高炉均采用了ABB公司研制的PGC系列气相色谱分析仪,本文就日常维护中遇到的问题和解决办法谈几点体会。
一、分析仪的工作原理
气相色谱仪是以气体作流动载气,当样品进入汽化室汽化后,被载气带入色谱柱内,各组份在流动相和固定相之间进行反复多次的分配,经过一定的柱长后,各组份在柱子末端分离开,分离后的组分按保留时间的先后顺序进入检测器,根据组份的物理化学性质将组份按顺序检测出来并自动记录检测信号,产生的信号经放大后,在记录器上描绘出各组分的色谱峰;最终依据试样中各组分保留时间(出峰位置)进行定性分析是何组分和依据响应值(峰高或峰面积)对试样中各组分进行定量分析,整个系统运行框图如(图一)所示。
二、在现场应用中的故障处理
(一)分析仪的故障及处理过程
本钢炼铁厂现有的5#、6#、7#、新1#等四座高炉,均采用PGC2000型色谱分析仪来对高炉煤气进行成分分析,常规故障主要集中在样气预处理环节,即探头和管路的堵塞与泄漏,下面进行分析。
首先是故障的判断:发生故障后要先对发生问题的部位进行分析和判断。我们以通标气和通样气分析仪的反应现象进行判断,①如果分析仪运行异常时,通标气运行正常,则可以判断为分析仪预处理部分和分析仪前端进气的部分有问题。②分析仪异常时如果通标气分析仪仍显示异常,则可以判断为分析仪内故障。但具体问题要根据现场实际现象分析判断。
7#高炉分析仪曾发生在通标气的情况下4组组份,只有氢气正常,而其他三组无显示或显示数值异常。经过对分析仪图谱和其调试资料的研究,确定色谱空气浴炉内(如图二)的3个滑阀,6个色谱柱的作用。滑阀1参与分析氢气,滑阀2参与分析CO、CO2、N2等组分,而图谱中2阀参与的三组无峰,造成数据不真实或无数据。据此我们对2阀及与其相连的管路进行了检查,最后发现有一定量管调节阀堵,使流路不畅,造成分析仪无峰。最后我们更换了定量管的调节阀,并对阀2所控制的流路的流量进行重新调整。用标气投运分析仪,图谱的各组分峰都正常,标定后分析仪运行正常。
6#高炉分析仪近期发生多次故障:第一次是分析结果中氮气含量超高,达到70%~80%,其他组分低,而且这种现象是有规律的出現。最后确认是两组气路切换的电磁阀不严,造成吹扫氮气进入样气管造成,更换电磁阀后故障消除。第二次是分析数据中氢气显示低。通标气查看图谱,氢气的图谱几乎看不出波峰而其他组分正常(如图三),经过检查发现滑阀1底座有漏气,将其拆下清理重新紧固后无漏气现象,氢气图谱显示正常。第三次为氢气正常而其他组分异常。通标气查看仍为此现象,图谱无波峰,检查与其相关的滑阀2,发现滑阀2处在关位不动作,手动控制也打不开,检查气路发现驱动气不正常,判断为控制气路的电磁阀有问题。将电磁阀拆下清理后重新安装,滑阀2手动控制开关正常。投运分析仪,观察图谱,各组分出峰正常(如图四),标定后分析仪正常运行。
(二)日常维护重点和注意事项
分析仪无需大范围复杂的维护,但为使其能长期正常稳定的工作,需要定期检查,大致分为以下几个方面:
(1)检查分析仪外观。
A.有无压力表损坏或指示不正常。B.有无松动的控制扭。C.有无松动的硬件。D.是否有低压力或低流量。E.设备接地情况。
(2)检查分析仪的物理环境,如:腐蚀,灰尘等等。
(3)检查各个流量和压力设置是否与随分析提供的数据包相一致,必要时进行调节。
(4)根据实际应用情况检查样品处理系统(如:压力,流量等)
(5)检查气体钢瓶压力,应在100PSIG以上。
(6)分析仪应当经常保持清洁;灰尘会阻碍仪器表面的散热;潮湿的灰尘会导电。
(7)探头箱内加热器是否正常,探头是否有堵塞或泄露现象。
(8)氮气反吹阀工作是否正常,压力是否正常。
(9)取样管伴热是否正常,是否有堵塞或泄露现象。
(10)冷凝器工作是否正常,一般设定温度为3℃。
(11)过滤器是否正常。
(12)采样气体流量大小。
与堵塞相比可能的泄漏点要相对多些,可能遍布所有样气传输管路的各连接件处,如:探头、阀门、管接头以及过滤器、冷凝器、电磁阀等连接处等等。尤其是在更换和处理探头时,要认真检查探头密封胶圈是否完好,有破损要及时更换。在实际工作中,我们经常用CO报警器和刷皂水的方法检查有无气体泄漏,如果发现漏点及时处理,消除设备和人身安全隐患。
三、结束语
就目前而言,用气相色谱原理来实时分析高炉煤气成分仍不失为一项先进技术,只要维护到位,对分析仪的原理和各部分性能有基本了解,完全可以满足生产要求。
参考文献:
[1]PGC2000型气相色谱分析仪使用维护手册.ABB公司提供.
[2]王永华编著.气相色谱分析应用.科学教育出版社,2006年出版.
作者简介:李凤林,本钢计控厂。