制氧機色譜分析儀公共氣路切換功能的實現(xiàn)

趙云

(山信軟件股份有限公司，山東萊蕪，271104)

0 引言

空碳氫化合物中性質(zhì)極不穩(wěn)定的乙炔又是最危險的物質(zhì)分裝置的穩(wěn)定運行與碳氫化合物在液氧中的積聚有直接關(guān)系，，它與主冷中的氧結(jié)合后更使得引發(fā)爆炸的風(fēng)險大大提高。9#、10#機組采用西門子MAXUM II色譜分析儀測量主冷液氧中碳、氫等雜質(zhì)的含量。

該色譜分析儀制氧機共用，有四路氣體要求：（1）載氣，來自氫氣瓶或者校準氣瓶。（2）采樣氣：兩路，一路來自9氧，一路來自10氧，由轉(zhuǎn)換開關(guān)進行切換。（3）驅(qū)動氣，來自9氧分子篩后，氣體為空氣。（4）校準氣，包括量程氣，零氣。

1 現(xiàn)狀分析

針對以上出現(xiàn)的主要及次要原因，進行原因分析：（1）目前采用的人工方式按照需求實現(xiàn)多路氣體的使用切換。人工方式，如果忘記氣路切換，就會對測量數(shù)值造成影響，誤導(dǎo)工藝人員根據(jù)錯誤的數(shù)值調(diào)整造成工況紊亂。（2）如果一臺機組停車，工藝人員又未及時切換，色譜儀會處于空燒狀態(tài)，長時間的空燒會造成色譜柱甚至是整臺分析儀的損壞。（3）色譜儀分析自動化程度較高，并能進行連續(xù)監(jiān)測，且靈敏度高。諸如流量不穩(wěn)定、壓力波動大及電壓不穩(wěn)定等因素常常造成色譜儀熄火，重新點火又需要一定時間，會給色譜儀的精確測量帶來很大影響。

2 改造方案

2.1 氣路系統(tǒng)預(yù)處理

采樣氣、儀表氣在進入分析儀之前，通過預(yù)置好的過濾器、穩(wěn)壓泵，當(dāng)輸入氣壓發(fā)生波動時，氣體仍然維持穩(wěn)定不變的輸出壓力，使氣體得到凈化、穩(wěn)流之后進入色譜儀進行檢測、分析。

2.2 增加穩(wěn)壓電源

為避免供電電壓的波動以引起色譜儀熄火，電壓的穩(wěn)定供給至關(guān)重要，硬件方面，除增加上述裝置外，還增加一個穩(wěn)壓電源。

2.3 增加遠程電磁閥切換功能

為了徹底解決需要人工就地切換氣路的問題，程序中添加保護措施。即：一、如果9#10#兩臺機組同時運行時，通過畫面即可輕松切換氣路進行測量，無需進行就地操作。二、如果一臺機組停車，程序會自動輸出使控制該氣路的電磁閥失電。

2.4 更換設(shè)備

圖1 預(yù)處理裝置圖

為防止取樣點壓力過大對分析儀造成損害使得測量數(shù)值不準確，首先要對樣氣減壓，需要增加減壓系統(tǒng)。從空分裝置中取出的樣氣在進入儀表的管線中可能會帶有少量液體，若進入儀表，將對儀表造成損害，因此，氣液分離必不可少。分析儀器離取樣點很遠，避免分析數(shù)據(jù)可能滯后的情況，快速回流使得分析數(shù)據(jù)更為有效。為了保證樣氣進入儀表的氣流穩(wěn)定，在空分預(yù)處理上增置穩(wěn)流裝置。

2.5 實現(xiàn)自動化控制系統(tǒng)

依據(jù)現(xiàn)有PLC系統(tǒng)，在不增加控制系統(tǒng)設(shè)備投入的情況下，在木塊的備用通道上使用備用I/O信號點兩個（DO）以及相應(yīng)繼電器，滿足系統(tǒng)改造需求。編制電磁閥控制程序，從而輕松實現(xiàn)遠程切換。

3 結(jié)果分析

3.1 經(jīng)濟效益

9#-10#單位總產(chǎn)量如下：氧氣21250m3/h、 液氧1.6m3/h、液氬1m3/h、 氮氣21000m3/h，每小時各種產(chǎn)品產(chǎn)生的效益（萬元）。各種產(chǎn)品價格如下：氧氣：0.72元/m3 液氧：810/m3氮氣：0.3元/m3液氬：1200元/m3：

EO2=21250×0.72=15300元

ELO=1.6×810=1350元

ELA=1×1200=1200元

EN2=21000×0.3=6300元

則，一臺機組每小時直接經(jīng)濟效益為：

E= 15300+1350+1200+6300=24150元

預(yù)計由分析儀故障引發(fā)的工藝調(diào)整時間減少3-1=2小時，每個機組產(chǎn)生的效益為：2*24150=4.83萬元

3.2 實施效果

項目實施后，不僅創(chuàng)造了客觀的經(jīng)濟效益，同時也提高了運行穩(wěn)定性及測量精度，減少故障，降低了勞動強度和設(shè)備的故障率。