煤礦氣相色譜儀典型故障現(xiàn)象分析及處理措施

周新義,孟凡倫,沈 鵬

（棗莊礦業(yè)集團付村煤業(yè)有限公司,山東 微山 277605）

1 引言

我公司自1999年投產以來，為了及時對礦井采空區(qū)、密閉區(qū)、巷道中的CO、CO2、CH4、C2H2、C2H4、C2H6等氣體的濃度進行取樣分析，先后裝備了SP-3430、GC-4085、GC-5085型等氣相色譜儀，為煤礦對現(xiàn)場自燃火災和瓦斯監(jiān)控工作及時提供了科學信息數(shù)據(jù)，經過10多年對各類色譜儀的使用維護，總結了一些儀器故障處理經驗，節(jié)省了大量維修資金，在防滅火和瓦斯治理方面起到了積極作用，保障了煤礦的安全生產。

2 氣相色譜儀的特性

當氣相色譜儀出現(xiàn)故障現(xiàn)象時，要找到故障存在于哪一個系統(tǒng)，哪一個部件，首先要了解儀器的基本結構組成、系統(tǒng)的劃分及相互的聯(lián)系，這是正確把故障的范圍逐步縮小到一個系統(tǒng)或一個部件之內的必要條件。氣相色譜儀系統(tǒng)分為氣路系統(tǒng)、電路系統(tǒng)、檢測器系統(tǒng)、電子系統(tǒng)（供電部件、溫度測控部件、放大器部件、專用微機系統(tǒng)、外部事件控制部件）、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。正確認識氣相色譜儀各組成部分（見氣相色譜流程方框圖1）的作用及要求，對我們的分析工作顯得十分重要。

圖1 氣相色譜流程方框圖

氣相色譜儀分析系統(tǒng)利用氣體物性的差異性，氣樣通過特定載氣帶入色譜柱中流通，氣樣組份就在氣態(tài)相和固定相間進行多次分配，雖然載氣流速相同，由于固定相對各組份的吸附能力不同，致使各組份在色譜柱中的流速不同，經過一定時間的流動后，進行了分離，先后通過色譜柱進入檢測器系統(tǒng)，產生不同信號經放大后，通過數(shù)據(jù)處理在主機上顯現(xiàn)出各組份的色譜峰。按照出峰位置（時間），確定組份的名稱，根據(jù)峰面積（或峰高值）確定含量的多少。

3 氣相色譜儀故障原因的判斷處理

氣相色譜儀作為氣體組份分析的重要精密儀器，在運行過程中，加強對其狀況的觀測顯得尤為重要，特別是出現(xiàn)故障后的判斷、分析及處理流程的正確性，對恢復儀器的正常運行有著決定性作用。因此，對氣相色譜儀日常出現(xiàn)的典型故障及處理措施做出以下總結，以便于確保色譜儀的精確有效運行。

（1）氣路系統(tǒng)出現(xiàn)堵塞、泄漏、無壓力指示、無氣體輸出等故障現(xiàn)象。處理措施：1）檢查氣瓶、氣體發(fā)生器是否正常；2）觀察氣體壓力表判斷氣體輸入是否正常；3）查過濾器等外部氣路是否正常；4）檢查進樣氣路的氣體輸出是否正常；5）檢查穩(wěn)壓閥至色譜柱部分是否正常；6）檢查檢測器的氣體輸入、輸出是否正常；7）對氣路系統(tǒng)進行適當封堵，并觀察相應壓力表的指示變化情況，判斷是否存在漏氣。

（2）溫度控制部分出現(xiàn)不升溫或溫度不穩(wěn)定現(xiàn)象。處理措施：1）溫度均不穩(wěn)定時，可降低柱箱溫度，觀察檢測器的溫度，如果正常，則是電網電壓或接地線引起的故障；2）溫度均不正常時，檢查電壓及接地線是否正常；柱箱溫控不正常，檢查相應的繼電器、可控硅是否正常；3）某路溫控不正常，則檢查相應溫控的鉑電阻、加熱絲是否正常。如果鉑電阻、加熱絲等均正常，則是微機電路板故障。

（3）出現(xiàn)FID檢測器不能點火或熄火現(xiàn)象。處理措施：1）檢查載氣、輔助氣是否正常進入檢測器；2）檢查點火絲形狀是否正常，有無斷路或短路、接觸不良現(xiàn)象；3）檢查點火繼電器吸合動作是否正常，點火電流是否正常；4）檢查檢測器機構是否存在被污染、堵塞現(xiàn)象；5）檢查各種氣體的流量設置比例是否合適。

4 氣相色譜儀日常維修要點

在儀器使用過程中，經常是根據(jù)儀器啟動狀態(tài)和分析譜圖的對比來判斷是否存在問題。異常的譜圖通常反映出操作條件或儀器系統(tǒng)中存在問題。

色譜儀在日常運行工作中，還會因外界環(huán)境的氣溫變化，造成色譜儀出峰譜圖的不正?，F(xiàn)象，處理過程具體舉例如下：（1）通道出峰時間前移，說明氣路中流速增大，容易造成出峰重疊現(xiàn)象。此種現(xiàn)象說明相應載氣流量控制不佳，需要檢查相應通道氣路載氣流量及壓力，控制降低流速；（2）通道不出峰，說明檢測器氫氣、空氣、氮氣流量配比不合適，造成氫焰熄火現(xiàn)象。需適當調節(jié)氫氣、空氣、氮氣流量配比，保持氫氣：空氣=1:5-10；（3）通道出峰時間拖后，說明氣路流速低，容易造成出峰不完整。需要增加相應通道氣體流速或檢查氣路過濾介質是否需要更換。通過譜圖出峰情況，判斷色譜儀的工作狀態(tài)，是操作人員處理儀器初始故障的重要依據(jù)之一。

針對儀器故障排除，維護人員需要注意以下要點：（1）認真觀察故障現(xiàn)象，記錄故障現(xiàn)象細節(jié)。檢查、分析操作步驟是否存在錯誤；（2）查詢該儀器的使用、維修記錄，看看過去是否發(fā)生過同樣或類似的現(xiàn)象；（3）根據(jù)觀察的現(xiàn)象，參考圖紙，自診斷手冊及維修指南分析故障原因可能分布的大體位置；（4）按計劃步驟測試，根據(jù)測試結果，判斷查找故障分布的準確位置和程度；（5）故障判斷過程中，要時刻注意各接插件、連接線是否存在斷路、短路以及接觸不良的現(xiàn)象。

在故障排除的過程中，故障的分析、測試和判斷的準確與否對整個維修工作的成敗起決定性作用。

5 結語

氣相色譜儀屬于較為貴重的精密儀器，為了能安全使用和獲得良好的工作效果，則必須了解有關儀器安裝調試維護方面的基本知識。儀器出現(xiàn)故障時，才能夠根據(jù)現(xiàn)象（儀表壓力、通道流速、出峰特征等），及時判斷出分析系統(tǒng)某個配件或氣路發(fā)生問題。做到對色譜儀的故障“對癥下藥”，避免維修過程中出現(xiàn)不必要的損失或擴大故障范圍，提高儀器維護工作效率。