氣體在線水分析儀常見故障分析與處理

梁 日

（盤錦遼河油田大力集團有限公司，遼寧盤錦 124000）

目前石油化工行業的在線監測系統應用的越來越多，其中氣體在線水分析儀應用最為廣泛，水分析儀對水含量監測的數據對化工的正常行業生產有重要意義。在化工裝置的設計中選擇合適的水分含量監測方式是一個重要的工作環節。掌握一些在線水分析儀的常見故障處理的技能和日常維護的方法，在在線水分析儀發生故障時利用最短的時間判斷出故障的根源，及時處理，保證裝置的正常運行，這對生產過程的安全、產品質量、能源消耗均有重大積極意義。

1 在線水分析儀的工作原理

氣體在線水分析儀對經過前置箱處理過的樣氣進行精確測試分析。分析機柜的主要工作原理是Autozero 系統將基本級的濕度儀組成一個濕度分析系統。這個特定的系統每7天檢查零點設定一次，這個過程持續12h，這期間濕氣和污染物會被排掉。在12h 接近結束的時候，傳感器會進行零點修正。在自檢狀態，沒有對樣品進行檢測，輸出電流將保持最近一個有效測量值，當新的測量開始后立即開始更新。

系統會周期性地與參比氣體進行比較修正，這樣特別適用于正常操作點在分析儀工作下限的場合。可滿足對濕度分析的高精度、高可靠性與長壽命要求，適用于富有挑戰性的工業應用場合與環境。

樣氣的濕度通過4～20 mA 模擬電流輸出。濕度值顯示在系統的LCD 上，便于觀察維護。控制各類故障與燃燒系統的聯鎖，靈敏可靠，確保裝置安全運行。確保樣氣中水分含量準確，避免干燥劑生產過程中失效。

2 水分析儀的組成

水分析儀是一個整體的系統，它除有分析儀機柜外，還有一些輔機配套設備。目前我廠用的是循環氫水分析儀。循環氫水分析儀由前置預處理、分析儀機柜、排放系統及外部接線箱等組成。前置預處理由取樣閥、過濾器、減壓閥、油氣分離器。分析儀機柜主要包括冷卻系統、樣氣切換系統、壓力控制器、樣氣過濾器、流量控制器、Auto-zero 系統分析儀及溫控加熱系統等。

循環氫水分析儀系統示意如圖1所示。

圖1 循環氫水分析儀系統示意圖

循環氫水分析儀主要測量在經過干燥床罐后的循環氫氣中所含微量水的數值，工藝對此數據要求較為精確，可以幫助操作人員根據此數值的大小來判斷此罐干燥床內的干燥劑的使用情況，是否需要進行干燥床切換，對床內干燥劑進行再生處理。

水分析儀系統分析柜內如圖2所示。水分析儀前置系統如圖3所示。

圖2 水分析儀系統分析柜內實物圖

圖3 水分析儀前置系統實物圖

3 水分析儀系統的常見故障處理

水分析儀系統運行一段時間后，有可能會出現各種故障。這時就需要對水分析儀系統進行檢查分析，找出問題所在并去解決。下面介紹一些水分析儀系統常見故障。

在水分析儀系統出現故障時，首先查看DCS 中數據歷史趨勢曲線及報警指示情況，然后根據DCS中提示進行下一步的處理。

3.1 故障現象一：數據超出正常操作范圍，報警指示有報警提示

常見分析柜中Auto-zero 系統的LED 顯示代碼為e00，則是系統提示樣氣進入Auto-zero 系統后自加熱溫度無法滿足正常運行所要求的70℃恒溫條件。

解決方法：

（1）首先查看樣氣緩沖罐的溫度是否在20～30 ℃，若低于20 ℃需將冷卻系統中的儀表風量減小甚至切除冷卻過程，使之溫度達到正常范圍內。

（2）若樣氣溫度仍不符合要求，需要開啟前置箱與分析柜間樣氣管線的電伴熱，使其提升樣氣進緩沖罐的溫度，進而提高樣氣進Auto-zero 系統的溫度。

（3）若樣氣溫度已符合要求，再查看分析柜內環境溫度是否在22～30 ℃，若低于22 ℃需調整柜內的溫控系統設定值，增加柜內環境溫度。

（4）當環境溫度和樣氣溫度均在正常范圍內，可以降低樣氣進Auto-zero 系統的旁路流量，因為循環氫氣的旁路流量過大，會帶走一定的熱量，進而降低了樣氣主回路的溫度，因此將其旁路流量降低或關閉可以保證樣氣進Auto-zero 系統時的溫度。

3.2 故障現象二：數據正常范圍內，報警指示有報警提示

常見分析柜中Auto-zero 系統的LED 顯示代碼為e01，則是系統在周期性自檢過程中出現異常，導致系統自檢失敗，零點漂移。自檢失敗后，可能會出現數據失真等情況，因此需要采取人工對其調整，重新自檢定。

解決方法：在樣氣溫度、流量、現場環境等均滿足要求且運行平穩時，對分析柜中Auto-zero 系統進行重新啟動，重啟后系統自動進入自檢模式。在12h接近結束的時候，傳感器會進行零點修正。

3.3 故障現象三：數據異常，系統中無報警提示

解決方法：①檢查樣氣溫度、流量、環境溫度及Auto-zero 系統自加熱溫度是否符合要求。②檢查氣路系統（包括前置箱）中各緩沖罐、過濾器等是否存在積液等現象。排除氣路系統的積液，保證樣氣進入分析系統均為氣態，避免影響測量結果。

3.4 故障現象四：樣氣壓力、流量等數據偏小

解決方法：①檢查各流量、壓力等調節器是否正常工作。②在各調節器均正常時，檢查其樣氣的濾芯、膜片，是否有異物堵塞。及時更換濾芯膜片，保證氣路系統流量、壓力穩定。

4 水分析儀的日常維護與保養

水分析儀的維護保養就是保證水分析儀在日常使用中，不發生故障所采取的預防措施，包括防止水分析儀準確度降低，防止因水分析儀使用狀態不佳而引起干燥劑失效事故的產生，從而使得水分析儀系統的正常使用能夠保證整個裝置經濟、安全、平穩的運行。除嚴格執行操作規程外，還必須對水分析儀系統進行嚴格的維護保養，以降低水分析儀系統的故障率，并且能延長使用期限。

在水分析儀系統使用中，必須對水分析儀系統進行清潔、檢查、測量、記錄，了解水分析儀系統的使用狀態，對發現的問題，根據情況及時處理或納入周期維修計劃。

4.1 日常保養

（1）對水分析儀系統進行巡回檢查，及時發現問題，及時采取相應的措施。

（2）檢查各設備的運轉情況，清潔前置箱、分析柜內衛生。

（3）檢查壓力、溫度和流量等數值是否處于正常值，判斷水分析儀系統的運行狀態。

（4）定期對前置箱中的過濾緩沖罐及油氣分離器做排液處理。

（5）定期將樣氣切換閥切至管網氮氣，對Autozero 系統進行自檢零點修正。

注：自檢定用時約12h，在此期間盡量避免操作干擾，否則會影響系統內部的修正。

將日常檢查中得到的數據以及發現的問題，作必要的記錄，對今后故障的判斷及處理提供依據。

4.2 周期維護

對日常維護保養所發現的問題及時予以處理，將不能馬上解決的問題，根據嚴重程度、使用條件納入周期檢修計劃，按計劃進行維修，以保證水分析儀系統正常運轉。周期維護包括以下內容。

（1）檢查各溫度計、流量計、減壓閥等是否靈敏可靠。必要時清潔玻璃管、調整流量。如果流量計污染很可能使傳感器受到污染。

（2）安全起見，需要每年或按需更換過濾器，將取下的過濾器放好。必須隨時準備一個備用過濾器以防不時之需。

（3）檢查Auto-zero 系統內樣氣管線上的過濾元件，必要時更換（常規維護4～6個月更換一次濾芯和膜片）。特別注意有無任何污染物，可能會對傳感器、流量計、減壓閥的操作造成沖擊。

（4）對Auto-zero 系統做功能測試，用99.99%氮氣瓶對系統進行自檢標定，確認其校驗與功能正常。

（5）裝置停工檢修時或無法保證樣氣及氮氣等正常進入Auto-zero 系統時，需要將干燥劑連接在進排氣孔，干燥劑帽需要在連接時打開。

（6）再次開工時對系統做試壓，確認管線、接頭和部件無任何泄漏。

此外，為防止因水分析儀系統突然出現故障而造成無法準確監控干燥床的運行情況，以及便于周期檢修工作，對水分析儀系統的消耗品及易損件，應配備適當的備品備件。

做好水分析儀系統的保養工作不僅可以延長水分析儀的使用壽命，還可以提高工作效率，所以說水分析儀的維護保養工作是十分重要的。

5 結束語

在生產過程中，有效及時地處理水分析儀系統的故障和日常維護保養可以延長水分析儀系統的使用壽命，減少內部元器件的故障，降低水分析儀系統的故障率，降低成本，提高經濟效益，保證整個裝置能夠長期穩定的運行。