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(tuán)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(chǎn)以來(lái)，為了及時(shí)對(duì)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(jìn)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(duì)現(xiàn)場(chǎng)自燃火災(zāi)和瓦斯監(jiān)控工作及時(shí)提供了科學(xué)信息數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)10多年對(duì)各類色譜儀的使用維護(hù)，總結(jié)了一些儀器故障處理經(jīng)驗(yàn)，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(chǎn)。

2 氣相色譜儀的特性

當(dāng)氣相色譜儀出現(xiàn)故障現(xiàn)象時(shí)，要找到故障存在于哪一個(gè)系統(tǒng)，哪一個(gè)部件，首先要了解儀器的基本結(jié)構(gòu)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(gè)系統(tǒng)或一個(gè)部件之內(nèi)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(cè)器系統(tǒng)、電子系統(tǒng)（供電部件、溫度測(cè)控部件、放大器部件、專用微機(jī)系統(tǒng)、外部事件控制部件）、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。正確認(rèn)識(shí)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(duì)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(guò)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(jìn)行多次分配，雖然載氣流速相同，由于固定相對(duì)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(jīng)過(guò)一定時(shí)間的流動(dòng)后，進(jìn)行了分離，先后通過(guò)色譜柱進(jìn)入檢測(cè)器系統(tǒng)，產(chǎn)生不同信號(hào)經(jīng)放大后，通過(guò)數(shù)據(jù)處理在主機(jī)上顯現(xiàn)出各組份的色譜峰。按照出峰位置（時(shí)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(yùn)行過(guò)程中，加強(qiáng)對(duì)其狀況的觀測(cè)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(duì)恢復(fù)儀器的正常運(yùn)行有著決定性作用。因此，對(duì)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(jié)，以便于確保色譜儀的精確有效運(yùn)行。

（1）氣路系統(tǒng)出現(xiàn)堵塞、泄漏、無(wú)壓力指示、無(wú)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(guò)濾器等外部氣路是否正常；4）檢查進(jìn)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(cè)器的氣體輸入、輸出是否正常；7）對(duì)氣路系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)封堵，并觀察相應(yīng)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(shí)，可降低柱箱溫度，觀察檢測(cè)器的溫度，如果正常，則是電網(wǎng)電壓或接地線引起的故障；2）溫度均不正常時(shí)，檢查電壓及接地線是否正常；柱箱溫控不正常，檢查相應(yīng)的繼電器、可控硅是否正常；3）某路溫控不正常，則檢查相應(yīng)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(jī)電路板故障。

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

4 氣相色譜儀日常維修要點(diǎn)

在儀器使用過(guò)程中，經(jīng)常是根據(jù)儀器啟動(dòng)狀態(tài)和分析譜圖的對(duì)比來(lái)判斷是否存在問(wèn)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(wèn)題。

色譜儀在日常運(yùn)行工作中，還會(huì)因外界環(huán)境的氣溫變化，造成色譜儀出峰譜圖的不正常現(xiàn)象，處理過(guò)程具體舉例如下：（1）通道出峰時(shí)間前移，說(shuō)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(shuō)明相應(yīng)載氣流量控制不佳，需要檢查相應(yīng)通道氣路載氣流量及壓力，控制降低流速；（2）通道不出峰，說(shuō)明檢測(cè)器氫氣、空氣、氮?dú)饬髁颗浔炔缓线m，造成氫焰熄火現(xiàn)象。需適當(dāng)調(diào)節(jié)氫氣、空氣、氮?dú)饬髁颗浔龋３謿錃猓嚎諝?1:5-10；（3）通道出峰時(shí)間拖后，說(shuō)明氣路流速低，容易造成出峰不完整。需要增加相應(yīng)通道氣體流速或檢查氣路過(guò)濾介質(zhì)是否需要更換。通過(guò)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(duì)儀器故障排除，維護(hù)人員需要注意以下要點(diǎn)：（1）認(rèn)真觀察故障現(xiàn)象，記錄故障現(xiàn)象細(xì)節(jié)。檢查、分析操作步驟是否存在錯(cuò)誤；（2）查詢?cè)搩x器的使用、維修記錄，看看過(guò)去是否發(fā)生過(guò)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(cè)及維修指南分析故障原因可能分布的大體位置；（4）按計(jì)劃步驟測(cè)試，根據(jù)測(cè)試結(jié)果，判斷查找故障分布的準(zhǔn)確位置和程度；（5）故障判斷過(guò)程中，要時(shí)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(guò)程中，故障的分析、測(cè)試和判斷的準(zhǔn)確與否對(duì)整個(gè)維修工作的成敗起決定性作用。

5 結(jié)語(yǔ)

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(guān)儀器安裝調(diào)試維護(hù)方面的基本知識(shí)。儀器出現(xiàn)故障時(shí)，才能夠根據(jù)現(xiàn)象（儀表壓力、通道流速、出峰特征等），及時(shí)判斷出分析系統(tǒng)某個(gè)配件或氣路發(fā)生問(wèn)題。做到對(duì)色譜儀的故障“對(duì)癥下藥”，避免維修過(guò)程中出現(xiàn)不必要的損失或擴(kuò)大故障范圍，提高儀器維護(hù)工作效率。