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第1楼2008/03/28
4 在线分析器工程应用的症结和最佳途径
4.1 在线分析器的工程应用长期存在三大症结
在线分析的连续自动取样和样气处理技术,要求样气不失真和快速传输;
在线分析的有效抗干扰,排除可能出现的系统误差,以保证必要的检测准确度;
分析系统长期连续运行的可靠性和易维护性。
4.2 在线分析器工程应用的最佳途径
采用CAD技术的专业化、规范化、针对性设计的专用型在线分析系统;
硬件技术和软件技术以及长期工程实践经验的优秀技术集成,由专业化专家型人才集成所研发、制造的品质精良的在线分析系统。
实践工程学指导下的全过程技术服务,兑现“100%工程应用投运成功率”的承诺。
5 在线分析系统的组成
5.1 分析系统的硬件部分
一般由在线分析器、取样探头、压缩空气反吹单元、后级样气处理装置(样气输送、伴热和冷却、
冷凝和排放冷凝液、抽吸或压力调节、粉尘过滤和除液雾、流量控制、气路切换、旁路流控制、尾气和冷凝液的集管安全排放、各种报警等)、PLC自控单元、信号输出处理及远传通讯、仪表盘和标准气,分析器器柜的加热或降温等。
5.2 分析系统的软件部分
一般包括选型及应用咨询、确定技术方案和系统配置、系统的针对性设计与制造、现场调试和操作人员培训、备品备件供应和应用整改等,应提供富有工程实践经验的全过程技术服务。
6 在线分析系统的应用指南
对于完善的过程气体分析,起决定作用的是使样气处理系统与千差万别的生产工艺条件以及环境应用条件匹配得当,组合完善。
样气处理系统与样气条件及应用条件的合理匹配,只有通过针对性的专用型在线分析系统的专业化设计才有可能实现。
对在线分析系统检测分析结果的所有怀疑,只有正确地使用标准气,对分析器的零点和量程进行定期的严密校准,才能予以确认。
为了提高过程气体分析的准确度,除了在线分析器的合理选型外,还应特别关注可能出现的干扰误差和影响误差,有时进行系统误差校正是十分必要的,此时专业供应商的经验和咨询建议尤其值得重视。
7 在线分析系统的技术对策
7.1 过程气体分析面对的困难和问题:
高温或低温、高粉尘、高水分或液雾、高压或负压、腐蚀性或爆炸性等恶劣样气条件;
较高的自动化程度,少维护量甚至免维护;
防尘、防溅、防腐和防爆等方面的防护要求;
较快的反应速度,系统滞后时间一般不允许超过60秒;
保证必要的检测分析准确度(即高准确度应用)。
7.2 干法取样技术的必要性:
干法样气处理系统能有效地保证必要的检测准确度,可达到与在线分析器单机准确度相当的水平,干法取样当今已成为绝对的主流技术;
强调以实践工程学为导向,强调综合的技术措施,以确保最终应用效果为目标。
7.3 高粉尘取样的综合技术措施示例:
高温、高粉尘、防堵塞连续取样技术已经是十分成熟的技术,属于带外过滤器的干法取样探头;
高精度过滤器,>0.3µm粉尘的过滤精度可达99%;
采用压缩空气反吹单元,由PLC程控内外吹扫外过滤器,有完善的反吹程序;
过滤器及样气传输管线伴热,避免出现冷凝;
严格而富有实践经验的现场安装施工、调试投运技术。
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第2楼2008/03/28
8 深入开展在线分析系统的工程应用
深入调研工程项目的工艺过程,由定性深入到定量,由静态深入到动态非常必要。
深入开展技术创新,尽快提高样气处理系统的针对性、可靠性、技术水平和质量。
切实加强制造商,用户和设计院之间的紧密合作与交流互动。
加快在线分析系统设计技术,应用技术的更新和发展,重视新领域的专用型分析系统的开发。
做好全过程技术服务,真正兑现“100%工程应用投运成功率”的承诺。
9 在线分析系统的质量国际管理体系
IS0 9000和IS 9001国际质量体系认证固然必要,但对于在线分析系统的设计与生产来说并不十分有效。因为在线分析系统的针对性设计和柔性生产有太多的不确定性。
分析系统的制造不需要大的设备投入,使用模具也很少;现场应用中不断加深对工艺过程的认识,发现现有产品的不足之处,这些都使在线分析系统的持续改进有了现实的可操作性。这就是“持续改进、持续创新”理念。
分析系统使制造商和用户有更深的合作和交流互动,超过其他任何仪器仪表产业。因此推行“有效质量管理(EQM)”就具有现实性和紧迫性,即实行真正意义的一切行动上的质量第一和用户至上。
10 在线分析系统的技术标准
与在线分析系统直接有关的技术标准,仅见GB/T 19768-2005 《在线分析器器试样处理系统性能表示》。分析系统并无行业或国家标准,不能不说这就阻碍了在线分析工程技术的规范和发展。
由于在线分析器及其分析系统特殊的专业性,由本专业的外行、哪怕他是其他仪器仪表专业的资深专家,来编制在线分析系统的技术标准,都是费力不讨好的苦差事,采用他写的标准只能十分吃力地去制造不合格品。
由在线分析系统制造商的有长期实践经验的资深专家创造性地编写在线分析系统企业标准,就是很可行的必由之路,会收到显而易见的效果。
11 应用在线分析系统的本质目的
应用在线分析系统的目的,普通认为是为了实现优化控制、节能、环保、安全防爆以及保障质量、提高产量等。由于分析器是计量仪器,在线分析系统只不过是延伸、扩大了的分析器,总离不开计量准确度,这是所有计量仪器绝无例外的本色。所以追求计量准确度才是应用在线分析系统的本质目的。如果计量不准确,其他所有的应用目的都有可能落空,这就是工程应用的失败。
12 在线分析系统的计量准确度——高深莫测的技术课题
分析器与生俱来的弱点就是计量准确度低,长期连续运行的在线分析器可能将本来就比较大的误差放大几倍也很常见。主要影响因素分析如下:
分析器的原理选择、结构设计、制造调试方面:如果稳定性达到≤±1%FS/7d应是受欢迎的,而≥2%甚至≥5%/1d,很难被接受了。
分析器校准用标准气不是想象中的令人放心的“标准”,某些常量标准气的最好水平只能达到≤0.5%,而微量标准气达到±2%都很困难。
工业生产现场的仪表工程师校准仪器的操作可能不规范,使仪器并未运行在最佳状态。
样气处理系统设计不良或维护不到位,出现漏气甚至相变,或者取样点的选择并无真正的代表性等原因,使检测结果严重偏离了样气中被测组分的真实含量。
非测量组分的干扰有时会大得出乎意外。外行的系统设计者绝无水平和责任心去关注和处置这类技术难题。例如合成氨甲烷化分析微量CO,准确度十分关键,而其中甲烷的干扰就会造成很大的负向误差。又如CEMS系统中的SO2测量,假如红外仪器的设计并未采取特殊的抗干扰措施,或者在工程应用中未采取特殊的校正系统误差的措施,那么CO2(一般15%)也会造成很大的负值干扰误差。
13 在线分析系统的高准确度应用仍然可以期待
在线分析系统的高准确度应用虽然面对诸多困难,由于有客观的迫切需要,就该付出加倍的努力去实现。我们能做的无外乎是深入分析,实验验证,定量把关,分段治理,综合处置,一般都能收到良好的效果。笔者的理论分析和工程实践证明,在线分析系统在工程应用中的最高准确度可以达到优于0.5%的良好水平。
八年前笔者曾撰写论文“论在线分析器表的高精度应用”,被国家级大型文献《中国科学技术文库》征用。
来源:中国在线分析系统网
http://www.onlineas.cn