取样系统的常用知识

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作者:jack来源:jack网址:http://www.younglok.com/

取样系统是工厂中最复杂的系统之一。该系统拥有众多部件和工艺,必须协同工作才能生成工艺流状况的分析读数。该读数必须准确而及时,因为将使用这一重要结果实现工厂的控制目标。然而,工厂的工程师和技术人员都清楚取样系统可能极为挑剔。系统的每个因素都有可能影响工艺分析仪的准确性。为了帮助您的团队提高分析仪的可靠性,世伟洛克现场工程师总结了影响系统准确性的八大常见挑战。

对分析仪精度的影响

取样系统中的设计失误会影响以下因素,从而威胁样品的完整性:

  • 代表性:设计缺陷可能导致样品无法准确地表示工艺,甚至以不可预知或非预期的方式歪曲工艺流体的化学成分。系统需要具代表性的样品以确保测量符合控制目标。

  • 及时性:如果在提取样品与获取分析仪读数之间出现过长的延时,则工厂可能面临生产损失或昂贵的再加工以纠正生产错误的风险。标准的行业响应时间为一分钟。

  • 兼容性:如果温度、压力、流量和/或状态与工艺分析仪的要求不匹配,则样品可能会损坏分析仪或影响其准确性。此外,精确的分析仪结果有助于通过标记潜在的危险操作条件来维护安全的工厂环境

识别并应对常见的挑战

挑战 1:取样口位置不当

选择取样口位置可能是一个细微差别的决定。一个目标是避免延时。如果取样口位于工艺管路的低流量段,则需要较长时间才能在分析结果中显示工艺化学品的任何变化。混合容积(例如塔底、罐或桶)也是延迟的主要原因。此外,系统设计者应选择充分混合样品的位置,例如泵排出口、流动孔口或管道弯头的紊流的下游。

挑战 2:探头误用

当使用探头提取样品时,理想情况下探头长度应伸至工艺管路的中间三分之一处,以便您提取有代表性的样品。您还可以在工艺管路中心附近获取更及时的结果,因为此处的流速更快。然而,您应该始终计算最大允许长度,以确保探头不会受到共振的影响。有时仅需将15%的探头插入管路直径即可。探头不得超出必要的宽度,因为大容积会导致延时。如果仅使用喷嘴而不使用探头,系统可能具有更大的容积,从而导致显著的延迟。

挑战 3:现场工作站设计不当

对于气体样品,系统设计者希望尽可能降低压力(如果您的系统设计允许,则降至 10-15 psig 甚至 5 psig)。由于分子密集堆积,高压气体移动得更为缓慢,从而导致延时。此外,低压降低了应避免的冷凝风险,因为它与多种气体工艺分析仪不兼容并且有损于样品的代表性。保持低压的另一个原因是为了确保操作人员和技术人员的安全。

现场工作站的调压阀可降低样品中的压力,从而使样品更快地流向分析仪。

挑战 4:跳过快速回路

汽化液体样品时,您的取样系统可能在汽化调压阀的上游需要一个快速回路或旁路。否则,液体样品可能流动过慢,从而导致时间延时,因为少量液体就会产生大量气体。如果没有快速回路,调压阀上游可能会有超过 100 mL 的缓慢移动的液体量,这可能会导致数小时的延时。

挑战 5:死区

由于死区会储存旧样品分子并将其缓慢融入新样品中,因此会影响样品的代表性。除非所有孔口都在流动,否则样品管路中的任何三通或四通都是死区。其中一些示例包括压力表或开关、泄压阀或实验室取样点。当您从高浓度流切换为低浓度流时,死区更可能影响分析结果。在流速下,死区更可能产生问题。应移动或移除与分析仪直通管路上的死区。

挑战 6:交叉流污染

单个三通阀不足以作为校准流体与样品之间的屏障。采用这种方案,校准流体可能泄漏通过阀座并污染样品,或者更可能的是,工艺流样品可能泄漏到校准流体中。这两种情况都有损于分析。更好的配置是双关断单排放方案,从而确保所有关断孔口的任何泄漏物都将流入排出或排放管而不是流入样品中。

挑战 7:温度和压力不当

请注意样品中的相变,因为您希望防止部分相变。混合相位样品不具代表性,并可能与分析仪不兼容。不难确定您的样品是否正在发生相变。软件程序可以为系统的化学成分生成相图。通常,您希望将气体样品保持在露点以上(因此样品不会凝结),而将液体样品保持在其始沸点以下(因此较轻的组分不会蒸发)。如果您想要加热管线,则必须加热所有管线,因为即使是几英寸的未加热管线也足以降低温度并导致冷凝。目的是将气体温度保持在露点以上约 20°C。

挑战 8:样品条件控制不当

在取样调整系统中,您希望从气体样品中去除液体,因为液体可能会损害您的工艺分析仪并影响您的分析结果。您可以通过重力(通过分离罐或回退管)或惯性(通过动力分离器或旋风分离器)去除气体样品中的大液滴。但以气溶胶形式悬浮的非常细小的液滴则需要使用凝聚器。无论如何,重要的是要了解凝聚器不会滤除大液滴。此外,如果流速过高,则较小的液滴将被推过凝聚器元件,并且不会以预期方式滴出。最后,当样品离开凝聚器后将达到饱和 - 再次接近露点并接近冷凝。升高温度或降低压力有助于远离露点。您可以使用针阀来形成压降。


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