在線分析儀表在水煤漿氣化裝置中的應用

姚奇燕（中石化寧波工程有限公司，浙江 寧波 315040）

在線分析儀表在水煤漿氣化裝置中的應用

姚奇燕（中石化寧波工程有限公司，浙江 寧波 315040）

由于煤氣化裝置的運行狀況的復雜性,在線分析儀的設計和應用一直是一個困難的問題,結合實際工程,通過對煤水漿氣化裝置的在線分析儀設計和分析系統,包括抽樣傳動裝置、采樣、樣品預處理設備,廢氣排放,討論了在線分析儀器應用水煤漿氣化裝置中應用。

水煤漿氣化；在線分析儀表；樣品預處理

實際現場應用的在線分析和樣品（一般為氣體、液體）及預處理裝置共同組成一個在線測量系統（分析儀表一般安裝在分析小屋或專門的分析儀表柜內，預處理系統一般安裝在取樣點附近或者外掛于分析小屋外）以保證良好的環境適應性和高可靠性。

1 在線質量分析儀表的特點

在線分析質量儀表就像一個小型的水煤漿氣化裝置，同時具備水、油、風、電等輸入輸出設備，而且部分儀表分析設備要對被檢測的介質進行合理、科學的分析，電路要能夠使得在自動檢測過程中分析儀表對信號、程序、存儲、輸入與輸出、處理等常見應用進行時時監控。當被檢測介質進入在線分析儀表之前，要進行降溫、脫水、過濾、定量等特殊處理。因此，在實際的應用過程中，在線儀表分析一般同時具備控制器、采樣器和控制系統等部分。

水煤漿氣化裝置一般情況下會含有爆炸危險性的混合物質，所以在線儀表設備必須具有防爆系統。對于油品的在線質量分析儀表采用隔爆式防爆結構，并同時將控制器、分析器裝到防爆箱內，如果要進行氣體分析時，還要使用安全型的防爆結構。

在線分析儀表在實際的生產過程中，由于外部條件、溫度、電壓、磁場、電路可靠性、抗壓能力的限制會受到強烈的干擾。因此，在線分析儀表在工作的過程中會出現漂移、結焦的不利現象，所以要有一定的延緩或者補償的措施。

根據長期的在線分析儀表的使用情況，儀表設備使用的周期應該盡量穩定和持續實踐較長，還要縮小維修量。因此，基于在線分析儀表的工作特點，一般情況下具有體型笨重、結構復雜、價格高的特點，而且在儀表的前期研發過程中程序也比較復雜，后期的維護費也較高，而最重要的是要使得在線分析儀表持續工作的時間較長而且維修的周期較固定，從而更好的提高儀表使用的可靠性。

2 在線分析儀表在水煤漿氣化裝置中的應用

2.1 取樣裝置

通過采樣點取出樣品應盡可能干凈,通過采樣系統后不會導致樣品的組成和含量出現大變化,在燃燒器冷卻水分離機器上部的低壓氮是很干凈的,所以抽樣方式,可以采用取樣管(探針)插入工藝管道的中心區域,在斜坡面使用探針背向流體,這種設計的目的是利用慣性分離原則,將探針周圍的粒子與流體分離,防止大量的固體粉塵在取樣管道中堆積成塊。

2.2 樣品傳輸

樣品轉移管道材料選擇為6毫米不銹鋼管,這樣可以防止樣品中的微量水氣體冷凝和物質沉淀在管道中，如氨鹽結晶沉淀傳輸管道造成堵塞,使用低壓蒸汽(0.6MPa,220℃)管道進行隔熱樣品。在裝置運行期間樣品采樣管道伴熱系統常開,樣品采樣管道伴熱應該覆蓋所有角落,全面保溫。此外,為減短分析時間間隔，樣品采樣管道應盡可能短(一般不超過30米)。

2.3 樣品預處理系統

2.3.1 CO紅外分析儀預處理裝置

跟蹤燃燒器的狀態,有必要提高CO分析儀,為了實時分析，在旁邊設置采樣點。由于采樣點的壓力低,設計樣品預處理系統需要配備一個氣泵和快速傳輸管道,以便縮短樣品氣體的傳輸時間,從而提高CO分析的實時性能。

2.3.2 洗滌塔和甲烷紅外分析儀預處理裝置

為了保證分析儀系統的響應時間,使用快速循環管道,通過設置過濾設備去除雜質,設置氣液分離器和制冷設備共同進行排水,液體飽和溢出的水分和部分沉淀的雜質通過分離罐和管道排放,排放后在進行二次過濾,并配備穩壓閥和流量計,使樣品達到要求的質譜分析儀的工作壓力和流量,然后分成兩路通過采樣管道進入質譜分析儀和甲烷紅外分析儀分別進行了分析。

2.4 尾氣排放

燒嘴冷卻回水分離罐放空管線中樣品氣主要為N2，樣氣比較單一和干凈，無污染，而且所需分析樣品氣量很小，所以快速回路及分析儀出口樣氣排放采取引至高點直接對大氣放空。

3 結語

隨著我國化工企業的快速發展，化工企業對于機械控制的先進性要求也不斷提升，在石油化工業的生產中，化工分析儀表的應用也逐漸廣泛起來。分析儀表具有其優越的性能，分析儀表對于生產中的實時控制能力以及生產中的精度、連續控制性都有很大提升。不但在生產中表現的穩定，還能減少工作人員的勞動強度，在很大程度上推動了化工企業的經濟效益。分析儀表的應用已經成為化工的進步性標志，希望在不斷的研究中，為我國化工業的進步起到更大的推動作用。

[1]劉慶華.在線分析儀表在工程應用中存在的問題及解決方案[J].石油化工自動化,2009,06:63-65.

[2]張明忠.蘭州石化公司在線分析儀表系統集成技術開發及應用[D].蘭州理工大學,2006.

[3]李斯亮.在線分析儀表管理系統的設計與開發[D].大連理工大學,2012.

[4]趙云.淺析在線分析儀表預處理系統的重要性[J].石河子科技,2015,01:52-53.