在線氣相色譜分析儀的故障分析與處理

【摘 要】氣相色譜儀是目前使用較為廣泛的一種精密分析儀器，在使用過(guò)程中可能會(huì)遇到各種各樣的問(wèn)題。以下幾個(gè)故障事例，是在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)的，具有一定的特殊性和代表性，現(xiàn)記錄下來(lái)，供同行借鑒。

【關(guān)鍵詞】故障分析與處理；氣相色譜儀；色譜柱；恒溫爐；譜圖 保留時(shí)間

一、引言

氣相色譜儀是一種應(yīng)用廣泛的精密分析儀器，我公司擁有幾套ABB氣譜分析儀，自運(yùn)行以來(lái)，為企業(yè)生產(chǎn)提供了及時(shí)、可靠的數(shù)據(jù)，有效地指導(dǎo)了生產(chǎn)，但由于分析儀預(yù)處理系統(tǒng)管路復(fù)雜、易損件多、樣品含有少量水分和灰塵等原因，造成分析儀運(yùn)行不穩(wěn)定，故障處理時(shí)間長(zhǎng)。本文列舉了幾個(gè)故障事例，具有一定的特殊性和代表性，現(xiàn)記錄下來(lái)，供同行借鑒。

二、氣相色譜儀

2.1工作原理及結(jié)構(gòu)

色譜儀的關(guān)鍵部件是色譜柱。色譜柱的工作原理是針對(duì)待分析的工藝組分在可溶性、吸附性、揮發(fā)性等方面的物性差異，各組分在溫控條件下依次從試樣中分離出來(lái)。分析器中的檢測(cè)器，位于色譜柱的出口處，用于檢測(cè)從色譜柱內(nèi)一一分離出來(lái)的組分在載氣中的含量，并分別輸出與各種組分濃度成比例的傳感信號(hào)。

氣相色譜儀中使用的檢測(cè)器有濃度型檢測(cè)器（熱導(dǎo)檢測(cè)器TCD和電子俘獲檢測(cè)器ECD）和質(zhì)量型檢測(cè)器（氫火焰離子化檢測(cè)器FID和火焰光度檢測(cè)器FPD）兩種。其中熱導(dǎo)檢測(cè)器和氫火焰離子化檢測(cè)器最為常用。

2.2系統(tǒng)組成

色譜分析儀系統(tǒng)包括四個(gè)主要部分和其它輔助設(shè)施。四個(gè)主要組成部分包括取樣與預(yù)處理、分析器、編程器和讀出裝置。輔助設(shè)施包括電源、載氣供給、校準(zhǔn)樣氣等。如下圖所示。

三、典型故障及處理

事例l：本單位一臺(tái)美國(guó)ABB PGC2000型氣相色譜分析儀，在正常工作狀態(tài)下，色譜分析儀模擬輸出信號(hào)為零。

故障分析與處理：去控制室DCS調(diào)出色譜分析儀模擬輸出信號(hào)歷史曲線，觀察歷史曲線，模擬輸出信號(hào)是慢慢向負(fù)漂移，然后到色譜分析儀分析小屋，觀察色譜分析儀顯示屏顯示恒溫爐溫度低報(bào)警，檢查恒溫爐溫度設(shè)定值正常，檢查儀表空氣壓力正常，檢查溫度檢測(cè)元件正常，檢查溫度加熱器加熱絲沒(méi)有斷，用萬(wàn)用表測(cè)量溫度加熱器加熱絲兩端沒(méi)有加熱電壓，通過(guò)以上檢查，判斷是色譜分析儀自動(dòng)控溫溫度控制板的問(wèn)題，更換一塊新的色譜分析儀自動(dòng)控溫溫度控制板，重新送電，色譜分析儀恒溫爐升溫正常，到達(dá)溫度設(shè)定值溫度恒定，色譜分析儀啟動(dòng)分析，譜圖出峰正常，模擬輸出信號(hào)正常。

事例2本單位一臺(tái)美國(guó)ABB PGC2000型氣相色譜分析儀，在正常工作狀態(tài)下，色譜分析儀模擬輸出信號(hào)有多個(gè)組份不準(zhǔn)。

故障分析與處理：去控制室DCS調(diào)出色譜分析儀模擬輸出信號(hào)歷史曲線，觀察歷史曲線，色譜分析儀模擬輸出信號(hào)是慢慢向負(fù)漂移，色譜分析儀模擬輸出信號(hào)正常。然后到色譜分析儀分析小屋，觀察色譜分析儀顯示屏沒(méi)有報(bào)警顯示，檢查儀表空氣壓力正常，氫氣和氮?dú)廨d氣壓力正常，觀看色譜分析儀的譜圖出峰情況，其中氫氣和二氧化碳2個(gè)組份出峰正常，2個(gè)譜峰之間有一定距離，并且看色譜分析儀原始數(shù)據(jù)清單的方法表，2個(gè)組份出峰時(shí)間都在保留時(shí)間之內(nèi)。另外甲烷和一氧化碳2個(gè)組份出峰不正常，2個(gè)譜峰已經(jīng)連接在了一起，并且出峰時(shí)間都不在保留時(shí)間之內(nèi)。通過(guò)以上檢查，判斷是由于色譜分析儀的色譜柱柱效低，組份分離效果差造成的。由于分離甲烷和一氧化碳2個(gè)組份是用5A分子篩色譜柱分離的，所以更換了色譜分析儀全部4根5A分子篩色譜柱，重新送電預(yù)熱，色譜分析儀恒溫爐正常升溫，到達(dá)溫度設(shè)定值溫度恒定，色譜分析儀啟動(dòng)分析，觀看譜圖，4個(gè)組份出峰正常，峰與峰之間都有一定距離，并且出峰時(shí)間都在保留時(shí)間之內(nèi)，4個(gè)組份模擬輸出信號(hào)正常。

事例3本單位一臺(tái)美國(guó)ABB PGC2000型氣相色譜分析儀（測(cè)量硫化氫，火焰光度檢測(cè)器FPD），在正常工作狀態(tài)下，模擬輸出信號(hào)為零。色譜分析儀顯示屏顯示火焰光度檢測(cè)器點(diǎn)火失敗報(bào)警。

故障分析與處理：去控制室DCS調(diào)出色譜分析儀模擬輸出信號(hào)歷史曲線，觀察歷史曲線，色譜分析儀模擬輸出信號(hào)突然回零。然后到色譜分析儀分析小屋，觀察色譜分析儀顯示屏顯示火焰光度檢測(cè)器點(diǎn)火失敗報(bào)警，檢查載氣氫氣壓力正常，助燃空氣壓力正常，燃燒氫氣壓力正常，并且流量也正常。在色譜分析儀點(diǎn)火畫(huà)面手動(dòng)點(diǎn)火，用萬(wàn)用表電壓檔測(cè)量點(diǎn)火線圈兩端電壓正常，用萬(wàn)用表歐姆檔測(cè)量點(diǎn)火線圈兩端開(kāi)路，通過(guò)以上檢查，判斷是由于色譜分析儀火焰光度檢測(cè)器的點(diǎn)火線圈斷，使色譜分析儀火焰光度檢測(cè)器無(wú)法正常點(diǎn)火。更換新的點(diǎn)火線圈，重新送電預(yù)熱，色譜分析儀恒溫爐正常升溫，到達(dá)溫度設(shè)定值溫度恒定后，在點(diǎn)火畫(huà)面手動(dòng)點(diǎn)火正常，顯示屏顯示火焰光度檢測(cè)器點(diǎn)火失敗報(bào)警解除，啟動(dòng)分析，色譜分析儀運(yùn)轉(zhuǎn)正常，模擬輸出信號(hào)正常。

事例4本單位一臺(tái)美國(guó)ABB PGC2000型氣相色譜分析儀（測(cè)量硫化氫，火焰光度檢測(cè)器FPD），在正常工作狀態(tài)下，模擬輸出信號(hào)為零。

故障分析與處理：去控制室DCS調(diào)出色譜分析儀模擬輸出信號(hào)歷史曲線，觀察歷史曲線，色譜分析儀模擬輸出信號(hào)逐漸變小直至為零。然后到色譜分析儀分析小屋，觀察色譜分析儀顯示屏沒(méi)有顯示報(bào)警，把色譜分析儀停止分析，檢查載氣氫氣壓力低于設(shè)定值，看色譜分析儀譜圖沒(méi)有波峰出現(xiàn)。調(diào)整載氣氫氣減壓閥，載氣氫氣壓力沒(méi)有變化，通過(guò)以上檢查，判斷載氣氫氣管路有堵的情況，卸下載氣氫氣管路上的過(guò)濾器，發(fā)現(xiàn)過(guò)濾器已經(jīng)堵死，是由于載氣氫氣不純?cè)斐傻?。更換一個(gè)新的過(guò)濾器，調(diào)整載氣氫氣減壓閥，把載氣氫氣壓力調(diào)整到設(shè)定值，重新啟動(dòng)分析儀，色譜分析儀譜圖出峰正常，模擬輸出信號(hào)輸出正常。

四、基礎(chǔ)管理

氣相色譜分析儀安裝地點(diǎn)必須干燥、清潔、無(wú)易燃易爆和腐蝕性氣體，避免陽(yáng)光直射及熱輻射，因此，氣相色譜分析儀安裝在專用的分析小屋內(nèi)，配有防爆空調(diào)，室內(nèi)保持良好通風(fēng)，并安裝有毒氣體和可燃?xì)怏w探測(cè)器。另外，要定期巡檢，嚴(yán)格檢查預(yù)處理系統(tǒng)是否有松動(dòng)、脫落現(xiàn)象，主機(jī)顯示是否正常，定期更換過(guò)濾器，定期進(jìn)行零點(diǎn)、量程的校準(zhǔn)，確保儀器處于正常分析狀態(tài)。

五、結(jié)束語(yǔ)

本文所討論色譜分析儀是美國(guó)ABB公司生產(chǎn)的PGC2000系列氣相色譜分析儀，它以穩(wěn)定性好，測(cè)量精度高，使用維修方便，在石油化工和冶金工業(yè)廣泛使用。