环氧乙烷装置在线氧分析仪表常见问题与处理

董春明，丁发喜，孙旭辉

（1.中国石油吉林石化公司 乙二醇厂， 吉林省 吉林市 132022；2. 中国石油吉林石化公司 电石厂，吉林省 吉林市132022；3.东北电力大学 化学工程学院， 吉林省 吉林市 132000）

0 引言

当前，国内所使用的在线分析仪表投用率低、维护量大、稳定性差以及精度低[1]。实际应用当中经常会遇到一些问题，难以满足快速在线优化工况的要求[2]。环氧乙烷氧分析仪表安装于环氧乙烷装置C-115压缩机出、入口管线附近，采用3台同型号的氧表分别测量2个入口、1个出口取样点的氧气含量，测量信号参与装置联锁停车逻辑。

1 目前氧表使用情况

1996年9月份装置开车投产时，OA540型氧分析仪（英国Servomex公司）投用情况一直不是很好，工厂于2006年对氧表进行改造，并重新更换了3套预处理装置系统，更换Servomex公司2200型氧分析仪表，但是运行效果仍然不理想，造成仪表示值无规则漂移、不稳、有时反应缓慢迟钝、低流量报警等现象，经常需要摘联锁处理问题。2009年10月及2010年6月份厂家来人检查也没有发现设备存在问题。

从DCS记录的变换趋势看，在24 h内，测量最大值超过8.4（联锁值为8.4,报警值8.0），最低7.0（仪表量程0～10%），3台仪表变换趋势相似，且变换幅度相同；用标准气校验结果看，仪表零点和量程准确。

2 常见故障现象和处理方法

2.1 仪表示值无规则漂移

介质组份含量发生变化，与原设计指标偏差大，由于不能对气体作全组份分析，实际介质组份含量与设计偏差多大，现在没有数据。

组分：氧气；（背景气为甲烷、乙烯、乙烷、二氧化碳、氩气、氮气、环氧乙烷；水等组分组成）

原设计指标见表1。

新更换的预处理能力没问题，但工艺非正常操作过程中出现水分突然增加的现象要避免。

问题原因：样气压力、流量不稳所致。氧表的工作原理是基于不同的气体有不同的体积磁化率，而磁化率的大小与气体的压力成正比，可见仪表对样气的变化很敏感，流量的波动也使样气压力发生变化，故样气流量波动也会引起仪表示值发生变化。

处理方法：在氧气回路设置稳压、稳流阀，确保进入分析仪的样气压力、流量保持恒定。加强工艺的操作管理，保证样气的水量恒定[3]。

表1 AI101-103氧表Table 1 AI101-103 oxygen table

2.2 仪表示值不稳或反复摆动

1）问题原因：直流稳压电源性能不好，致使测量电桥工作电流不稳。

处理方法：检查及检修稳压电源，提高稳定精度。

2）问题原因： 检测器的恒温不好，温度波动幅度大，由于伴热的不稳定，导致输出不稳定。

处理方法：车间对恒温系统进行检修调整，提高了恒温精度，使温度始终保持在2℃～3℃波动范围。

3）问题原因：样气回路稳压、稳流阀件性能不好，或管路有液堵现象，造成样气流量发生脉动。

处理方法：清洗、检修恒温或更新阀件，在使用中为了保证阀件发挥正常工作性能，阀的出口保留有足够的压力降。针对管路的堵液现象，车间采用空气吹扫的办法进行消除[4]。

2.3 仪表示值反应缓慢、迟钝

问题原因：样气流量小，检测器室内气体的转换速度慢。处理方法：车间详细查阅资料，按照资料给出的数据设定样气流量，同时定期检查样气管路及取样探头，消除堵塞现象。

2.4 仪表低流量报警或者示值高浓度报警

问题原因：样品预处理系统管路内，化学反应聚合物和水组成的的混合物常会堵塞取样管路，导致样气流通不畅和脉动，从而产生低流量报警或出现分析结果突然变大的现象。

处理方法：

1）定期处理样品预处理系统内的污染物，及时更换过滤器的滤芯，防止水合物的过渡积累。

2）将原来一备一用的过滤装置改进为两台仪器各用一个，并在通往氧分析仪一路的过滤装置上加装一个止回阀。

2.5 样品气取自同一地点处的两台氧分析仪一个月后会出现明显的偏差

问题原因：氧分析仪在使用一段时间后，其精度会逐渐降低。

处理方法：用标准气体定期标定仪表。在实际标定中，标气浓度往往达不到规定要求。一方面，是配置标气方面未达到要求。另一方面，标准气体随着使用时间增长钢瓶内部气体的结构组成会慢慢发生变化，因此很难对分析仪进行准确标定。每次标定前，需对标准气进行严格的检验，不符合要求的标准气应停止使用。

2.6 显示屏损坏

更换一台新的显示屏。

3 其他维护措施

1)对氧表放空管线进行蒸汽伴热，正压吹扫放空管内的凝液残留物，有利于排放气体快速有效地排出。另外在排放管出口处进行遮挡处理，避免由于风向等影响氧表排放，减少氧表振动。

2)更换消耗型部件、易损部件。维护人员结合现场实际工况，在样品污染较重的预处理系统部分更换一些部件，主要是过滤系统内的过滤膜、过滤芯、以及橡胶密封线圈。纸质过滤芯可以有效吸收剩余的水分，定期更换可以确保样品干燥洁净。通过观察滤芯颜色判断是否失效，干燥的滤芯颜色为淡黄色，吸收水分后颜色会变深，这时需要更换。

3)样品气中所含的水、聚合物会堵寒流量计，一般很难吹扫干净，需要定期更换或拆卸清洗。

4)当标定气体浓度时，当样品气体与标准气体相互进行切换时，一定要先关闭分析仪前的减压阀，然后再慢慢打开，避免因进入气体压力突然过大而冲击检测器内的精密部件，使分析仪受损。

5）在维护方面，车间加强氧表的维护保养及定期工作，每天按时巡检，检查取样恒温系统，以及取样阀的温度、压力情况等，保证氧表正常运行。

4 结束语

通过对环氧乙烷3台氧表的故障分析，车间先后采取了相应的措施，保证了氧表正常运行，近3年氧表运行平稳，保证了装置的安全稳定运行。

[1]庄侃．丁基橡胶装置过程分析系统的应用[J]．石油化工自动化，2003 (6)：67-68.

[2]侯志林．过程控制与自动化仪表[M]．北京：机械工业出版社，2000.

[3]何蓉．在线分析系统设计[J]．石油化工自动化，2003 (5)：10-13.

[4]王彦刚，潘新成．在线分析仪表及其成套系统的作用及存在问题[J]．大氮肥，2002，25(3)：174-175.