環(huán)氧乙烷裝置在線氧分析儀表常見問題與處理

董春明，丁發(fā)喜，孫旭輝

（1.中國石油吉林石化公司 乙二醇廠， 吉林省 吉林市 132022；2. 中國石油吉林石化公司 電石廠，吉林省 吉林市132022；3.東北電力大學(xué) 化學(xué)工程學(xué)院， 吉林省 吉林市 132000）

0 引言

當(dāng)前，國內(nèi)所使用的在線分析儀表投用率低、維護量大、穩(wěn)定性差以及精度低[1]。實際應(yīng)用當(dāng)中經(jīng)常會遇到一些問題，難以滿足快速在線優(yōu)化工況的要求[2]。環(huán)氧乙烷氧分析儀表安裝于環(huán)氧乙烷裝置C-115壓縮機出、入口管線附近，采用3臺同型號的氧表分別測量2個入口、1個出口取樣點的氧氣含量，測量信號參與裝置聯(lián)鎖停車邏輯。

1 目前氧表使用情況

1996年9月份裝置開車投產(chǎn)時，OA540型氧分析儀（英國Servomex公司）投用情況一直不是很好，工廠于2006年對氧表進行改造，并重新更換了3套預(yù)處理裝置系統(tǒng)，更換Servomex公司2200型氧分析儀表，但是運行效果仍然不理想，造成儀表示值無規(guī)則漂移、不穩(wěn)、有時反應(yīng)緩慢遲鈍、低流量報警等現(xiàn)象，經(jīng)常需要摘聯(lián)鎖處理問題。2009年10月及2010年6月份廠家來人檢查也沒有發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在問題。

從DCS記錄的變換趨勢看，在24 h內(nèi)，測量最大值超過8.4（聯(lián)鎖值為8.4,報警值8.0），最低7.0（儀表量程0～10%），3臺儀表變換趨勢相似，且變換幅度相同；用標(biāo)準(zhǔn)氣校驗結(jié)果看，儀表零點和量程準(zhǔn)確。

2 常見故障現(xiàn)象和處理方法

2.1 儀表示值無規(guī)則漂移

介質(zhì)組份含量發(fā)生變化，與原設(shè)計指標(biāo)偏差大，由于不能對氣體作全組份分析，實際介質(zhì)組份含量與設(shè)計偏差多大，現(xiàn)在沒有數(shù)據(jù)。

組分：氧氣；（背景氣為甲烷、乙烯、乙烷、二氧化碳、氬氣、氮氣、環(huán)氧乙烷；水等組分組成）

原設(shè)計指標(biāo)見表1。

新更換的預(yù)處理能力沒問題，但工藝非正常操作過程中出現(xiàn)水分突然增加的現(xiàn)象要避免。

問題原因：樣氣壓力、流量不穩(wěn)所致。氧表的工作原理是基于不同的氣體有不同的體積磁化率，而磁化率的大小與氣體的壓力成正比，可見儀表對樣氣的變化很敏感，流量的波動也使樣氣壓力發(fā)生變化，故樣氣流量波動也會引起儀表示值發(fā)生變化。

處理方法：在氧氣回路設(shè)置穩(wěn)壓、穩(wěn)流閥，確保進入分析儀的樣氣壓力、流量保持恒定。加強工藝的操作管理，保證樣氣的水量恒定[3]。

表1 AI101-103氧表Table 1 AI101-103 oxygen table

2.2 儀表示值不穩(wěn)或反復(fù)擺動

1）問題原因：直流穩(wěn)壓電源性能不好，致使測量電橋工作電流不穩(wěn)。

處理方法：檢查及檢修穩(wěn)壓電源，提高穩(wěn)定精度。

2）問題原因： 檢測器的恒溫不好，溫度波動幅度大，由于伴熱的不穩(wěn)定，導(dǎo)致輸出不穩(wěn)定。

處理方法：車間對恒溫系統(tǒng)進行檢修調(diào)整，提高了恒溫精度，使溫度始終保持在2℃～3℃波動范圍。

3）問題原因：樣氣回路穩(wěn)壓、穩(wěn)流閥件性能不好，或管路有液堵現(xiàn)象，造成樣氣流量發(fā)生脈動。

處理方法：清洗、檢修恒溫或更新閥件，在使用中為了保證閥件發(fā)揮正常工作性能，閥的出口保留有足夠的壓力降。針對管路的堵液現(xiàn)象，車間采用空氣吹掃的辦法進行消除[4]。

2.3 儀表示值反應(yīng)緩慢、遲鈍

問題原因：樣氣流量小，檢測器室內(nèi)氣體的轉(zhuǎn)換速度慢。處理方法：車間詳細查閱資料，按照資料給出的數(shù)據(jù)設(shè)定樣氣流量，同時定期檢查樣氣管路及取樣探頭，消除堵塞現(xiàn)象。

2.4 儀表低流量報警或者示值高濃度報警

問題原因：樣品預(yù)處理系統(tǒng)管路內(nèi)，化學(xué)反應(yīng)聚合物和水組成的的混合物常會堵塞取樣管路，導(dǎo)致樣氣流通不暢和脈動，從而產(chǎn)生低流量報警或出現(xiàn)分析結(jié)果突然變大的現(xiàn)象。

處理方法：

1）定期處理樣品預(yù)處理系統(tǒng)內(nèi)的污染物，及時更換過濾器的濾芯，防止水合物的過渡積累。

2）將原來一備一用的過濾裝置改進為兩臺儀器各用一個，并在通往氧分析儀一路的過濾裝置上加裝一個止回閥。

2.5 樣品氣取自同一地點處的兩臺氧分析儀一個月后會出現(xiàn)明顯的偏差

問題原因：氧分析儀在使用一段時間后，其精度會逐漸降低。

處理方法：用標(biāo)準(zhǔn)氣體定期標(biāo)定儀表。在實際標(biāo)定中，標(biāo)氣濃度往往達不到規(guī)定要求。一方面，是配置標(biāo)氣方面未達到要求。另一方面，標(biāo)準(zhǔn)氣體隨著使用時間增長鋼瓶內(nèi)部氣體的結(jié)構(gòu)組成會慢慢發(fā)生變化，因此很難對分析儀進行準(zhǔn)確標(biāo)定。每次標(biāo)定前，需對標(biāo)準(zhǔn)氣進行嚴(yán)格的檢驗，不符合要求的標(biāo)準(zhǔn)氣應(yīng)停止使用。

2.6 顯示屏損壞

更換一臺新的顯示屏。

3 其他維護措施

1)對氧表放空管線進行蒸汽伴熱，正壓吹掃放空管內(nèi)的凝液殘留物，有利于排放氣體快速有效地排出。另外在排放管出口處進行遮擋處理，避免由于風(fēng)向等影響氧表排放，減少氧表振動。

2)更換消耗型部件、易損部件。維護人員結(jié)合現(xiàn)場實際工況，在樣品污染較重的預(yù)處理系統(tǒng)部分更換一些部件，主要是過濾系統(tǒng)內(nèi)的過濾膜、過濾芯、以及橡膠密封線圈。紙質(zhì)過濾芯可以有效吸收剩余的水分，定期更換可以確保樣品干燥潔凈。通過觀察濾芯顏色判斷是否失效，干燥的濾芯顏色為淡黃色，吸收水分后顏色會變深，這時需要更換。

3)樣品氣中所含的水、聚合物會堵寒流量計，一般很難吹掃干凈，需要定期更換或拆卸清洗。

4)當(dāng)標(biāo)定氣體濃度時，當(dāng)樣品氣體與標(biāo)準(zhǔn)氣體相互進行切換時，一定要先關(guān)閉分析儀前的減壓閥，然后再慢慢打開，避免因進入氣體壓力突然過大而沖擊檢測器內(nèi)的精密部件，使分析儀受損。

5）在維護方面，車間加強氧表的維護保養(yǎng)及定期工作，每天按時巡檢，檢查取樣恒溫系統(tǒng)，以及取樣閥的溫度、壓力情況等，保證氧表正常運行。

4 結(jié)束語

通過對環(huán)氧乙烷3臺氧表的故障分析，車間先后采取了相應(yīng)的措施，保證了氧表正常運行，近3年氧表運行平穩(wěn)，保證了裝置的安全穩(wěn)定運行。

[1]莊侃．丁基橡膠裝置過程分析系統(tǒng)的應(yīng)用[J]．石油化工自動化，2003 (6)：67-68.

[2]侯志林．過程控制與自動化儀表[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2000.

[3]何蓉．在線分析系統(tǒng)設(shè)計[J]．石油化工自動化，2003 (5)：10-13.

[4]王彥剛，潘新成．在線分析儀表及其成套系統(tǒng)的作用及存在問題[J]．大氮肥，2002，25(3)：174-175.